(57)【要約】本発明のめっき装置は、めっき液（１０）を保持するめっき槽（４０）と、めっき槽（４０）内のめっき液（１０）に浸漬させて設置されるアノード（５６）と、アノード（５６）と該アノード（５６）と対向するように配置される基板（Ｗ）との間に設置される調整板（６０）と、アノード（５６）と基板（Ｗ）との間に通電してめっきを行うめっき電源（２４）とを有し、調整板（６０）は、めっき槽（４０）内に保持されるめっき液（１０）をアノード側と被めっき体側に遮断するように設置され、内部に多数の通孔（６６）からなる通孔群（６８）が設けられている。
2004009879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき液を保持するめっき槽と、
前記めっき槽内のめっき液に浸漬させて設置されるアノードと、
前記アノードと該アノードと対向するように配置される被めっき体との間に設置される調整板と、
前記アノードと被めっき体との間に通電してめっきを行うめっき電源とを有し、
前記調整板は、前記めっき槽内に保持されるめっき液を前記アノード側と被めっき体側に遮断するように設置され、内部に多数の通孔からなる通孔群が設けられていることを特徴とするめっき装置。
【請求項２】
前記通孔群は、スリット状に一方向に直線状または円弧状に延びる複数の長穴からなることを特徴とする請求項１記載のめっき装置。
【請求項３】
前記通孔群は、縦及び横方向に十字状に延びる複数の十字穴からなることを特徴とする請求項１記載のめっき装置。
【請求項４】
前記通孔群は、複数の細孔、径の異なる複数の孔またはスリット状に延びる長穴の任意の組合せからなることを特徴とする請求項１記載のめっき装置。
【請求項５】
前記通孔群は、前記調整板の前記被めっき体と対面する領域のほぼ全域に亘り該被めっき体と略相似形の領域内に形成されていることを特徴とする請求項１記載のめっき装置。
【請求項６】
前記被めっき体と前記調整板との間に、前記めっき槽で保持しためっき液を攪拌する攪拌機構を有することを特徴とする請求項１記載のめっき装置。
【請求項７】
前記攪拌機構は、前記被めっき体と平行に往復運動をするパドルを有するパドル型攪拌機構であることを特徴とする請求項６記載のめっき装置。
【請求項８】
前記アノード及び前記調整板は、鉛直方向に設置されていることを特徴とする請求項１記載のめっき装置。
【請求項９】
めっき液を保持するめっき槽と、
前記めっき槽内のめっき液に浸漬させて設置されるアノードと、
前記アノードと該アノードと対向するように配置される被めっき体との間に設置される調整板と、
前記アノードと被めっき体との間に通電してめっきを行うめっき電源とを有し、
前記調整板は、前記めっき槽内に保持されるめっき液を前記アノード側と被めっき体側に遮断するように設置され、内部に電場を均一に通過させつつめっき液を流通させるめっき液流路が設けられていることを特徴とするめっき装置。
【請求項１０】
前記めっき液流路の長さは、１０〜９０ｍｍに設定されていることを特徴とする請求項９記載のめっき装置。
【請求項１１】
前記めっき液流路は、筒状体または矩形ブロックの内周面に形成されていることを特徴とする請求項９記載のめっき装置。
【請求項１２】
前記筒状体の周壁には、電場の漏れを防止する大きさの多数の通孔が設けられていることを特徴とする請求項１１記載のめっき装置。
【請求項１３】
前記被めっき体と前記調整板との間または前記カソードと前記調整板との間の少なくとも一方には、前記めっき槽で保持しためっき液を攪拌する攪拌機構を有することを特徴とする請求項９記載のめっき装置。
【請求項１４】
前記攪拌機構は、前記被めっき体と平行に往復運動をするパドルを有するパドル型攪拌機構であることを特徴とする請求項１３記載のめっき装置。
【請求項１５】
前記攪拌機構は、前記被めっき体の方向に向けてめっき液を噴射する複数のめっき液噴射ノズルを有するめっき液噴射型攪拌機構であることを特徴とする請求項１３記載のめっき装置。
【請求項１６】
前記めっき液流路は、前記調整板の内部に該調整板と一体に設けられていることを特徴とする請求項１３記載のめっき装置。
【請求項１７】
めっき液を保持するめっき槽と、
前記めっき槽内のめっき液に浸漬させて設置されるアノードと、
前記アノードと該アノードと対向するように配置される被めっき体との間に、前記めっき槽内に保持されるめっき液を前記アノード側と被めっき体側に遮断するように設置され、内部に電場を均一に通過させつつめっき液を流通させるめっき液流路が設けられ調整板と、
前記アノードと被めっき体との間に通電してめっきを行うめっき電源と、
前記めっき液流路の前記被めっき体側端部に位置して該被めっき体の外周部の電場を調整する電場調整リングとを有することを特徴とするめっき装置。
【請求項１８】
前記電場調整リングの幅は、１〜２０ｍｍに設定されていることを特徴とする請求項１７記載のめっき装置。
【請求項１９】
前記電場調整リングと前記被めっき体との隙間は、０．５〜３０ｍｍに設定されていることを特徴とする請求項１７記載のめっき装置。
【請求項２０】
前記めっき液流路は、筒状体の内周面に形成され、前記電場調整リングは、該筒状体の被めっき体側端部に連結されていることを特徴とする請求項１７記載のめっき装置。
【請求項２１】
前記筒状体の周壁には、電場の漏れを防止する大きさの多数の通孔が設けられていることを特徴とする請求項２０記載のめっき装置。
【請求項２２】
前記めっき液流路は、筒状体の内周面に形成され、前記電場調整リングは、該筒状体の被めっき体側端部に該筒状体と分離して配置されていることを特徴とする請求項１７記載のめっき装置。
【請求項２３】
前記めっき液流路は、筒状体の内周面に形成され、前記電場調整リングは、該筒状体の被めっき体側端面に形成されていることを特徴とする請求項１７記載のめっき装置。
【請求項２４】
前記被めっき体と前記調整板との間または前記カソードと前記調整板との間の少なくとも一方には、前記めっき槽で保持しためっき液を攪拌する攪拌機構を有することを特徴とする請求項１７記載のめっき装置。
【請求項２５】
前記攪拌機構は、前記被めっき体と平行に往復運動をするパドルを有するパドル型攪拌機構であることを特徴とする請求項２４記載のめっき装置。
【請求項２６】
前記攪拌機構は、前記被めっき体の方向に向けてめっき液を噴射する複数のめっき液噴射ノズルを有するめっき液噴射型攪拌機構であることを特徴とする請求項２４記載のめっき装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、例えば基板等の被めっき体の被めっき面にめっきを施すめっき装置、特に半導体ウェーハ等の表面に設けられた微細な配線用溝やホール、ビアホール、スルーホール、レジスト開口部にめっき膜を形成したり、半導体ウェーハ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）を形成したりするのに使用されるめっき装置に関する。
【背景技術】  例えば、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）やＦＣ（Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ）においては、配線が形成された半導体チップの表面の所定箇所（電極）に金、銅、はんだ、或いは鉛フリーはんだやニッケル、更にはこれらを多層に積層した突起状接続電極（バンプ）を形成し、このバンプを介してパッケージの電極やＴＡＢ電極と電気的に接続することが広く行われている。このバンプの形成方法としては、電気めっき法、蒸着法、印刷法、ボールバンプ法といった種々の手法があるが、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気めっき法が多く用いられるようになってきている。
電気めっき法によれば、高純度な金属膜（めっき膜）が容易に得られ、しかも金属膜の成膜速度が比較的速いばかりでなく、金属膜の膜厚の制御も比較的容易に行うことができる。
図３７は、いわゆるフェースダウン方式を採用した従来のめっき装置の一例を示す。このめっき装置は、内部にめっき液１０を保持する上方に開口しためっき槽１２と、基板Ｗをその表面（被めっき面）を下向き（フェースダウン）にして着脱自在に保持する上下動自在な基板ホルダ１４を有している。めっき槽１２の底部には、アノード１６が水平に配置され、上部の周囲には、オーバーフロー槽１８が設けられ、更にめっき槽１２の底部にめっき液供給ノズル２０が連結されている。
これにより、基板ホルダ１４で水平に保持した基板Ｗを、めっき槽１２の上端開口部を塞ぐ位置に配置し、この状態で、めっき液供給ノズル２０からめっき槽１２の内部にめっき液１０を供給し、このめっき液１０をめっき槽１２の上部からオーバーフローさせることで、基板ホルダ１４で保持した基板Ｗの表面にめっき液１０を接触させ、同時に、導線２２ａを介してアノード１６をめっき電源２４の陽極に、導線２２ｂを介して基板Ｗをめっき電源２４の陰極にそれぞれ接続する。すると、基板Ｗとアノード１６との電位差により、めっき液１０中の金属イオンが基板Ｗの表面より電子を受け取り、基板Ｗの表面に金属が析出して金属膜が形成される。
このめっき装置によれば、アノード１６の大きさ、アノード１６と基板Ｗとの極間距離および電位差、めっき液供給ノズル２０から供給されるめっき液１０の供給速度等を調整することにより、基板Ｗの表面に形成される金属膜の膜厚の均一性をある程度調節することができる。
図３８は、いわゆるディップ方式を採用した従来のめっき装置の一例を示す。このめっき装置は、内部にめっき液を保持するめっき槽１２ａと、基板Ｗをその周縁部を水密的にシールし表面（被めっき面）を露出させて着脱自在に保持する上下動自在な基板ホルダ１４ａを有している。めっき槽１２の内部には、アノード１６ａがアノードホルダ２６に保持されて垂直に配置され、更に基板ホルダ１４ａで保持した基板Ｗがアノード１６ａと対向する位置に配置された時に、このアノード１６ａと基板Ｗとの間に位置するように、中央孔２８ａを有する誘電体からなる調整板（レギュレーションプレート）２８が配置されている。
これにより、これらのアノード１６、基板Ｗ及び調整板２８をめっき槽１２ａ内のめっき液中に浸漬し、同時に、導線２２ａを介してアノード１６ａをめっき電源２４の陽極に、導線２２ｂを介して基板Ｗをめっき電源２４の陰極にそれぞれ接続することで、前述と同様にして、基板Ｗの表面に金属が析出して金属膜が形成される。
このめっき装置によれば、アノード１６ａと該アノード１６ａと対向する位置に配置される基板Ｗとの間に、中央孔２８ａを有する調整板２８を配置し、この調整板２８でめっき槽１２ａ内の電位分布を調節することで、基板Ｗの表面に形成される金属膜の膜厚分布をある程度調節することができる。
図３９は、いわゆるディップ方式を採用した従来のめっき装置の他の例を示す。このめっき装置の図３８に示すものと異なる点は、調整板を備えることなく、リング状の擬似陰極（擬似電極）３０を備え、基板Ｗの周囲に擬似陰極３０を配置した状態で、基板Ｗを基板ホルダ１４ａに保持し、更に、めっき処理に際に、導線２２ｃを介して、擬似陰極３０をめっき電源２４の陰極に接続するようにした点にある。
このめっき装置によれば、擬似陰極３０の電位を調節することで、基板Ｗの表面に形成される金属膜の膜厚の均一性を改善することができる。
一方、例えば、半導体基板（ウェーハ）の表面に配線用やバンプなどの金属膜（めっき膜）を形成する際、基板の全面に亘って形成した金属膜の表面形状および膜厚の均一性が要求される。近年のＳＯＣ、ＷＬ−ＣＳＰなどの高密度実装技術においては、高精度の均一性が益々要求されるようになってきたが、これらの従来のめっき装置では、高精度の均一性に応えた金属膜を形成することは非常に困難であった。
つまり、図３７に示すめっき装置で基板にめっきを行うと、めっき液の流れの影響を強く受けた金属膜が形成され、このめっき液の流れが速いと、図４０Ａに示すように、金属イオンの供給が十分な基板Ｗの中央部の方が周辺部よりも金属膜Ｐの膜厚が厚くなる傾向が生じ、これを防止するため、めっき液の流れを非常に弱くすると、図４０Ｂに示すように、基板Ｗの周縁部の方が中央部よりも金属膜Ｐの膜厚が厚くなる傾向が生じる。また、図３８に示すめっき装置で基板にめっきを行うと、中央に中央孔を有する調整板により電位分布を改善して、基板の全面に亘る金属膜の膜厚分布の均一性をある程度改善できるものの、図４０Ｃに示すように、基板Ｗの中央部及び周辺部で金属膜Ｐの膜厚が厚くなる、波打ったような膜厚分布を有する金属膜Ｐが形成される傾向が生じる。更に、図３９に示すめっき装置でめっきを行った場合には、擬似電極（擬似陰極）の電圧の調整が困難であるばかりでなく、擬似電極の表面に付着した金属膜を除去する必要が生じ、この操作がかなり煩雑となってしまう。
一般に従来のめっき装置では、基板表面上に形成される表面電位分布により、受電部である基板周辺部の膜厚が高くなり、基板表面の膜圧分布がＵ字形になる傾向があり（図４０Ｂ参照）、膜厚均一性を損ねる大きな要因の一つとなっている。この現象を抑制するため、基板表面への金属イオン供給の調整、すなわちめっき液の流れを調整する方法や、基板表面の電位分布およびめっき槽内の電場を制御・調整する方法として調整板や擬似電極による方法が採用されている。
めっき液の流れの調整や調整板による調節は、金属イオンや電場を基板中央部に集めて基板中央部のめっき膜を盛上げ、これによって、基板の全面に亘るめっき膜の膜厚分布をＷ字形に調整し、平均膜厚からの膜厚変動を最小にする方法である（図４０Ｃ参照）。したがって、めっき液の流れの調整や調整板の位置・中央孔の大きさの選定と微調整が膜厚均一性に非常に重要な影響を及ぼし、膜厚均一性は、調整（チューニング）具合に非常に左右されることになる。
一方、擬似電極による方法は、本来基板表面上だけの電位分布を、基板外周の擬似電極を含めた領域までに広げ、受電部の膜厚の盛り上がりを擬似電極に寄せて基板表面で極めて均一な膜厚を得るようにしている。また、この擬似電極による方法と等価なものとして、基板内の周縁部近傍のパターンを“捨てチップ”として擬似電極の役目を果たさせる方法もある。擬似電極による方法では、その電圧調整が膜厚均一性を左右し、また擬似電極に付着した金属膜（めっき膜）を定期的に除去する必要が生じて操作が煩雑となる。また、基板内の周縁部近傍のパターンを“捨てチップ”として擬似電極の役目を果たさせるようにすると、基板の１枚あたりの有効チップが減少するため生産性の低下を招く。
上記のいずれの方法も、結果論的に膜厚分布を調整して均一な膜厚分布を得るようにしたものである。したがって、アノードとカソードである被めっき体との間に形成されるめっき槽内の電場を積極的に制御・調整することで、被めっき体表面の電位分布を制御改善し、これによって、本質的にＵ字形となる傾向のあるめっき膜の膜厚分布を打ち消して改良するようにしたものではない。
【発明の開示】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、比較的簡単な装置構成で、しかも複雑な運転方法や設定を必要とすることなく、被めっき体の全体に亘ってより均一な膜厚の金属膜（めっき膜）を形成できるようにしためっき装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明のめっき装置は、めっき液を保持するめっき槽と、前記めっき槽内のめっき液に浸漬させて設置されるアノードと、前記アノードと該アノードと対向するように配置される被めっき体との間に設置される調整板と、前記アノードと被めっき体との間に通電してめっきを行うめっき電源とを有し、前記調整板は、前記めっき槽内に保持されるめっき液を前記アノード側と被めっき体側に遮断するように設置され、内部に多数の通孔からなる通孔群が設けられていることを特徴とする。
これにより、めっき槽内に設置した調整板の内部に設けた多数の通孔内を電場が漏れ、漏れた電場が均一に拡がるようにすることで、被めっき体の全面に亘る電位分布をより均一にして、被めっき体に形成される金属膜の面内均一性をより高めることができる。また、めっき液がめっき槽内に設置した調整板の内部に設けた多数の通孔内を通過するのを抑制することで、このめっき液の流れによる影響を受けて、被めっき体に形成される金属膜の膜厚に不均一が生じることを防止することができる。
本発明の好ましい一態様によれば、前記通孔群は、スリット状に一方向に直線状または円弧状に延びる複数の長穴からなることを特徴とする。このように、通孔をスリット形状の長穴にすることで、この長穴内のめっき液の流通を抑制しつつ、電場の漏れを促進することができる。この長穴の幅は、例えば０．５〜２０ｍｍ、好ましくは、１〜１５ｍｍ程度であり、長さは、被めっき体の形状により定められる。
本発明の好ましい一態様によれば、前記通孔群は、縦及び横方向に十字状に延びる複数の十字穴からなることを特徴とする。
本発明の好ましい一態様によれば、前記通孔群は、複数の細孔、径の異なる複数の孔またはスリット状に延びる長穴の任意の組合せからなることを特徴とする。このように、複数の細孔または径の異なる複数の孔の組合せで通孔群を形成することで、生産性を向上させることができる。この場合、細孔、更には小孔（周辺孔）の直径は、例えば１〜２０ｍｍ、好ましくは２〜１０ｍｍ程度で、大孔（中央孔）の直径は、例えば５０〜３００ｍｍ、好ましくは３０〜１００ｍｍ程度である。
前記通孔群は、前記調整板の前記被めっき体と対面する領域のほぼ全域に亘り該被めっき体と略相似形の領域内に形成されていることが好ましい。このように通孔群を形成することで、被めっき体の全ての方向に対して良好な膜厚均一性を有する金属膜を形成することができる。
前記被めっき体と前記調整板との間に、前記めっき槽で保持しためっき液を攪拌する攪拌機構を有することが好ましい。これにより、被めっき体と調整板との間のめっき液を、めっき処理中に攪拌機構によって攪拌することで、十分なイオンを被めっき体により均一に供給して、より均一な膜厚の金属膜をより迅速に形成することができる。
前記攪拌機構は、好ましくは、前記被めっき体と平行に往復運動をするパドルを有するパドル型攪拌機構である。これにより、めっき処理中に、被めっき体と平行に往復運動をするパドルでめっき液を攪拌することで、めっき液の流れに方向性をなくしながら、十分なイオンを被めっき体に均一に供給することができる。
本発明の好ましい一態様によれば、前記アノード及び前記調整板は、鉛直方向に設置されていることを特徴とする。これにより、設置面積が小さく、保守性の優れためっき装置を提供することができる。
本発明の他のめっき装置は、めっき液を保持するめっき槽と、前記めっき槽内のめっき液に浸漬させて設置されるアノードと、前記アノードと該アノードと対向するように配置される被めっき体との間に設置される調整板と、前記アノードと被めっき体との間に通電してめっきを行うめっき電源とを有し、前記調整板は、前記めっき槽内に保持されるめっき液を前記アノード側と被めっき体側に遮断するように設置され、内部に電場を均一に通過させつつめっき液を流通させるめっき液流路が設けられていることを特徴とするめっき装置である。
このように、めっき槽内でアノードと被めっき体の間に形成される電場がめっき液流路に沿って外部に漏れることなく均一に通過するようにすることで、電場の歪みや偏りを調整かつ修正し、被めっき体の表面全面に亘る電位分布をより均一にして、被めっき体に形成される金属膜の面内均一性をより高めることができる。
めっき液流路の長さは、めっき槽の形状、アノードと被めっき体間の距離等により適当に設定されるが、一般には、１０〜９０ｍｍ、好ましくは、２０〜７５ｍｍ、更に好ましくは、３０〜６０ｍｍに設定される。
前記めっき液流路は、好ましくは、筒状体または矩形ブロックの内周面に形成される。これにより、構造の簡素化を図ることができる。
前記筒状体の周壁には、電場の漏れを防止する大きさの多数の通孔が設けられていることが好ましい。これにより、電場の漏れを防止しつつ、筒状体の周壁に設けた通孔内をめっき液が流通するようにすることで、筒状体の内外でめっき液の濃度に偏りが生じてしまうことを防止することができる。この通孔の形状としては、例えば細孔やスリット形状の長穴、縦横に延びる十字穴、更にはこれらの組合せが挙げられる。
本発明の好ましい一態様によれば、前記被めっき体と前記調整板との間または前記カソードと前記調整板との間の少なくとも一方には、前記めっき槽で保持しためっき液を攪拌する攪拌機構を有することを特徴とする。これにより、めっき液をめっき処理中に攪拌することで、めっき槽内の諸金属イオンや諸添加剤を含むめっき液濃度をめっき槽内で均一にし、被めっき体に均一な濃度のめっき液を供給することで、より均一な膜厚の金属膜をより迅速に形成することができる。
前記攪拌機構は、好ましくは、前記被めっき体と平行に往復運動をするパドルを有するパドル型攪拌機構である。
前記攪拌機構は、前記被めっき体の方向に向けてめっき液を噴射する複数のめっき液噴射ノズルを有するめっき液噴射型攪拌機構であってもよい。このように、複数のめっき液噴射ノズルから被めっき体に向けてめっき液を噴射することで、めっき槽内のめっき液を攪拌してめっき液濃度を均一にすると同時に、被めっき体にめっき液の各成分を十分に供給して、より均一な膜厚の金属膜をより迅速に形成することができる
前記めっき液流路は、前記調整板の内部に該調整板と一体に設けられていてもよい。調整板として板厚の厚いものを使用し、この調整板の内部に通孔を設けることで、この通孔をめっき液流路となすようにしてもよい。
本発明の更に他のめっき装置は、めっき液を保持するめっき槽と、前記めっき槽内のめっき液に浸漬させて設置されるアノードと、前記アノードと該アノードと対向するように配置される被めっき体との間に、前記めっき槽内に保持されるめっき液を前記アノード側と被めっき体側に遮断するように設置され、内部に電場を均一に通過させつつめっき液を流通させるめっき液流路が設けられ調整板と、前記アノードと被めっき体との間に通電してめっきを行うめっき電源と、前記めっき液流路の前記被めっき体側端部に位置して該被めっき体の外周部の電場を調整する電場調整リングとを有することを特徴とするめっき装置である。
このように、被めっき体の外周部の電場を電場調整リングで調整することで、アノードと被めっき体の間に形成される電場を被めっき体の全面に亘ってより均一に、つまり受電部である被めっき体のエッジ部までより均一化して、被めっき体に形成される金属膜の面内均一性をより更に高めることができる。
電場調整リングの形状は、めっき槽や被めっき体の形状、アノードと被めっき体間の間隔等により適当に設定されるが、その幅は、一般的には、１〜２０ｍｍ、好ましくは、３〜１７ｍｍ、更に好ましくは、５〜１５ｍｍに設定される。
前記電場調整リングと前記被めっき体との隙間は、一般には、０．５〜３０ｍｍ、好ましくは、１〜１５ｍｍ、更に好ましくは、１．５〜６ｍｍに設定される。
本発明の好ましい一態様によれば、前記めっき液流路は、筒状体の内周面に形成され、前記電場調整リングは、該筒状体の被めっき体側端部に連結されている。
前記めっき液流路は、筒状体の内周面に形成され、前記電場調整リングは、該筒状体の被めっき体側端部に該筒状体と分離して配置されるようにしてもよい。このように、めっき液流路を構成すると筒状体と電場調整リングとを分離させることで、選択の幅を拡げることができる。
前記めっき液流路は、筒状体の内周面に形成され、前記電場調整リングは、該筒状体の被めっき体側端面に形成されるようにしてもよい。これにより、部品点数を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の実施の形態のめっき装置を備えためっき処理設備の全体配置図である。
図２は、図１に示すめっき処理装置のめっき空間に備えられている搬送ロボットの概要図である。
図３は、図１に示すめっき処理装置に備えられているめっき装置の概略断面図である。
図４は、図３に示すめっき装置の要部の概略斜視図である。
図５は、図３に示すめっき装置に備えられている調整板の平面図である。
図６は、図３に示すめっき装置で金属膜（めっき膜）を形成した時の金属膜の状態を模式的に示す図である。
図７Ａ乃至図７Ｅは、基板上にバンプ（突起状電極）を形成する過程を工程順に示す断面図である。
図８は、調整板の他の例を示す平面図である。
図９は、調整板の更に他の例を示す平面図である。
図１０は、調整板の更に他の例を示す平面図である。
図１１は、調整板の更に他の例を示す平面図である。
図１２は、調整板の更に他の例を示す平面図である。
図１３は、調整板の更に他の例を示す平面図である。
図１４は、調整板の更に他の例を示す平面図である。
図１５は、調整板の更に他の例を示す平面図である。
図１６は、調整板の更に他の例を示す平面図である。
図１７は、調整板の更に他の例を示す平面図である。
図１８は、調整板の更に他の例を示す平面図である。
図１９は、調整板の更に他の例を示す平面図である。
図２０は、本発明の他の実施の形態のめっき装置を示す概略断面図である。
図２１Ａは、図２０に示すめっき装置に備えられている調整板及び円筒体を示す斜視図である。
図２１Ｂは、図２１Ａの正面図である。
図２２は、図２０に示すめっき装置で金属膜（めっき膜）を形成した時の金属膜の状態を模式的に示す図である。
図２３は、本発明の更に他の実施の形態のめっき装置を示す概略断面図である。
図２４Ａは、調整板及び円筒体の更に他の例を示す斜視図である。
図２４Ｂは、図２４Ａの正面図である。
図２５Ａは、調整板及び円筒体の他の例を示す斜視図である。
図２５Ｂは、図２５Ａの正面図である。
図２６Ａは、調整板及び円筒体の更に他の例を示す斜視図である。
図２６Ｂは、図２６Ａの正面図である。
図２７Ａは、調整板及び円筒体の更に他の例を示す斜視図である。
図２７Ｂは、図２７Ａの正面図である。
図２８は、本発明の更に他の実施の形態のめっき装置を示す概略断面図である。
図２９Ａは、図２８に示すめっき装置に備えられている調整板、円筒体及び電場調整リングを示す斜視図である。
図２９Ｂは、図２９Ａの正面図である。
図３０は、図２８に示すめっき装置で金属膜（めっき膜）を形成した時の金属膜の状態を模式的に示す図である。
図３１は、本発明の更に他の実施の形態のめっき装置を示す概略断面図である。
図３２Ａは、調整板、円筒体及び電場調整リングの他の例を示す斜視図である。
図３２Ｂは、図３２Ａの正面図である。
図３３Ａは、調整板、円筒体及び電場調整リングの更に他の例を示す斜視図である。
図３３Ｂは、図３３Ａの正面図である。
図３４Ａは、調整板、円筒体及び電場調整リングの更に他の例を示す斜視図である。
図３４Ｂは、図３４Ａの正面図である。
図３５Ａは、調整板、円筒体及び電場調整リングの更に他の例を示す斜視図である。
図３５Ｂは、図３５Ａの正面図である。
図３６は、本発明の更に他の実施の形態のめっき装置を示す概略断面図である。
図３７は、従来のめっき装置の一例を示す概略断面図である。
図３８は、従来のめっき装置の他の例を示す概略斜視図である。
図３９は、従来のめっき装置の更に他の例を示す概略斜視図である。
図４０Ａ乃至図４０Ｃは、従来のめっき装置によって形成された金属膜（めっき膜）のそれぞれ異なる状態を模式的に示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では、被めっき体として半導体ウェーハ等の基板を使用した例を示す。
図１は、本発明の実施の形態におけるめっき装置を備えためっき処理設備の全体配置図を示す。このめっき処理設備は、基板の前処理、めっき処理及びめっきの後処理のめっき全工程を連続して自動的に行うようにしたもので、外装パネルを取付けた装置フレーム１１０の内部は、仕切板１１２によって、基板のめっき処理及びめっき液が付着した基板の処理を行うめっき空間１１６と、それ以外の処理、すなわちめっき液に直接には関わらない処理を行う清浄空間１１４に区分されている。そして、めっき空間１１６と清浄空間１１４とを仕切る仕切板１１２で仕切られた仕切り部には、基板ホルダ１６０（図２参照）を２枚並列に配置して、この各基板ホルダ１６０との間で基板の脱着を行う、基板受渡し部としての基板脱着台１６２が備えられている。清浄空間１１４には、基板を収納した基板カセットを載置搭載するロード・アンロードポート１２０が接続され、更に、装置フレーム１１０には、操作パネル１２１が備えられている。
清浄空間１１４の内部には、基板のオリフラやノッチなどの位置を所定方向に合わせるアライナ１２２と、めっき処理後の基板を洗浄し高速回転させてスピン乾燥させる２台の洗浄・乾燥装置１２４と、基板の前処理、この例では、基板の表面（被めっき面）に向けて純水を吹きかけることで、基板表面を純水で洗浄するとともに、純水で濡らして親水性を良くする水洗前処理を行う前処理装置１２６が、その四隅に位置して配置されている。更に、これらの各処理装置、つまりアライナ１２２、洗浄・乾燥装置１２４及び前処理装置１２６のほぼ中心に位置して、これらの各処理装置１２２，１２４，１２６、前記基板脱着台１６２及び前記ロード・アンロードポート１２０に搭載した基板カセットとの間で基板の搬送と受渡しを行う第１搬送ロボット１２８が配置されている。
ここで、清浄空間１１４内に配置されたアライナ１２２、洗浄・乾燥装置１２４及び前処理装置１２６は、表面を上向きにした水平姿勢で基板を保持して処理するようになっており、搬送ロボット１２８は、表面を上向きにした水平姿勢で基板を保持して基板の搬送及び受渡しを行うようになっている。
めっき空間１１６内には、仕切板１１２側から順に、基板ホルダ１６０の保管及び一時仮置きを行うストッカ１６４、例えば基板の表面に形成したシード層表面の電気抵抗の大きい酸化膜を硫酸や塩酸などの薬液でエッチング除去する活性化処理装置１６６、基板の表面を純水で水洗する第１水洗装置１６８ａ、めっき処理を行うめっき装置１７０、第２水洗装置１６８ｂ及びめっき処理後の基板の水切りを行うブロー装置１７２が順に配置されている。そして、これらの装置の側方に位置して、２台の第２搬送ロボット１７４ａ，１７４ｂがレール１７６に沿って走行自在に配置されている。この一方の第２搬送ロボット１７４ａは、基板脱着台１６２とストッカ１６４との間で基板ホルダ１６０の搬送を行い、他方の第２搬送ロボット１７４ｂは、ストッカ１６４、活性化処理装置１６６、第１水洗装置１６８ａ、めっき装置１７０、第２水洗装置１６８ｂ及びブロー装置１７２の間で基板ホルダ１６０の搬送を行う。
この第２搬送ロボット１７４ａ，１７４ｂは、図２に示すように、鉛直方向に延びるボディ１７８と、このボディ１７８に沿って上下動自在でかつ軸心を中心に回転自在なアーム１８０を備えており、このアーム１８０に、基板ホルダ１６０を自在に着脱保持する基板ホルダ保持部１８２が２個並列に備えられている。ここで、基板ホルダ１６０は、表面を露出させ周縁部をシールした状態で基板Ｗを保持し、基板Ｗを自在に着脱するように構成されている。
ストッカ１６４、活性化処理装置１６６、水洗装置１６８ａ，１６８ｂ及びめっき装置１７０は、基板ホルダ１６０の両端部に設けた外方に突出する突出部１６０ａを引っ掛けて、基板ホルダ１６０を鉛直方向に吊り下げた状態で支持するようになっている。そして、活性化処理装置１６６には、内部に薬液を保持する２個の活性化処理槽１８３が備えられ、図２に示すように、基板Ｗを装着した基板ホルダ１６０を鉛直状態で保持した第２搬送ロボット１７４ｂのアーム１８０を下降させ、必要に応じて、基板ホルダ１６０を活性化処理槽１８３の上端部に引っ掛けて吊下げ支持することで、基板ホルダ１６０を基板Ｗごと活性化処理槽１８３内の薬液に浸漬させて活性化処理を行うように構成されている。
同様に、水洗装置１６８ａ，１６８ｂには、内部に純水を保持した各２個の水洗槽１８４ａ，１８４ｂが、めっき装置１７０には、内部にめっき液を保持した複数のめっき槽１８６がそれぞれ備えられ、前述と同様に、基板ホルダ１６０を基板Ｗごとこれらの水洗槽１８４ａ，１８４ｂ内の純水またはめっき槽１８６内のめっき液に浸漬させることで、水洗処理やめっき処理が行われるように構成されている。またブロー装置１７２は、基板Ｗを装着した基板ホルダ１６０を鉛直状態で保持した第２搬送ロボット１７４ｂのアーム１８０を下降させ、この基板ホルダ１６０に装着した基板Ｗにエアーや不活性ガスを吹きかけ基板ホルダ１６０および基板Ｗに付着している液を吹きとばして水切りを行うことで、基板のブロー処理を行うように構成されている。
めっき装置１７０の各めっき槽１８６は、図３及び図４に示すように、内部にめっき液１０を保持するように構成され、このめっき液１０中に、基板ホルダ１６０で周縁部を水密的にシールし表面（被めっき面）を露出させて保持した基板Ｗを浸漬させて配置するようになっている。
めっき槽１８６の両側方には、このめっき槽１８６の溢流堰４４の上端をオーバーフローしためっき液１０を流すオーバーフロー槽４６が設けられ、このオーバーフロー槽４６とめっき槽１８６とは循環配管４８で結ばれている。そして、この循環配管４８の内部に、循環ポンプ５０、恒温ユニット５２及びフィルタ５４が介装されている。これによって、循環ポンプ５０の駆動に伴ってめっき槽１８６内に供給されためっき液１０は、めっき槽１８６の内部を満たし、しかる後、溢流堰４４からオーバーフローしてオーバーフロー槽４６内に流れ込み、循環ポンプ５０に戻って循環するように構成されている。
めっき槽１８６の内部には、基板Ｗの形状に沿った円形のアノード５６がアノードホルダ５８に保持されて垂直に設置され、めっき槽１８６内にめっき液１０を満たした時に、このめっき液１０中にアノード５６が浸漬されるようになっている。更に、アノード５６と基板ホルダ１６０との間に位置して、めっき槽１８６の内部をアノード側室４０ａと基板側室４０ｂに仕切り、めっき槽１８６内に保持されるめっき液１０をアノード側と基板側に遮断する調整板６０が設置されている。
基板ホルダ１６０と調整板６０の間には、下方に垂下する複数のパドル６２を備え、このパドル６２が基板側室４０ｂ内のめっき液１０の内部に位置して、基板ホルダ１６０で保持された基板Ｗと平行に往復動することで、基板側室４０ｂ内のめっき液を攪拌するパドル型攪拌機構６４が配置されている。
調整板６０は、例えば肉厚が０．５〜１０ｍｍ程度で、ＰＶＣ，ＰＰ，ＰＥＥＫ，ＰＥＳ，ＨＴ−ＰＶＣ，ＰＦＡ，ＰＴＦＥ，その他の樹脂系材料からなる誘電体から構成されている。そして、この調整板６０の内部の所定の領域、すなわち基板Ｗを基板ホルダ１６０で保持してめっき槽１８６内の所定のめっき位置に配置した時に、この基板Ｗの表面と対面する領域のほぼ全域に亘り、かつ基板Ｗと相似形な円形領域内に、多数の通孔６６からなる通孔群６８が設けられている。
ここで、この例では、図５に詳細に示すように、スリット状に横方向に直線状に延びる長穴によって通孔６６が構成され、この通孔（長穴）６６を基板Ｗの外形に沿った円形の領域内に直線状かつ並列に配置することで、通孔群６８が構成されている。この通孔（長穴）６６の幅は、一般的には、０．５〜２０ｍｍ程度で、１〜１５ｍｍ程度が好ましく、この長さは、基板Ｗの大きさ（直径）に合わせて任意に設定される。
このように、調整板６０の内部に多数の通孔６６からなる通孔群６８を設け、めっき処理の際に、この各通孔６６内を電場が漏れ、漏れた電場が均一に拡がるようにすることで、基板Ｗの表面（被めっき面）の全面に亘る電位分布をより均一にして、基板Ｗの表面に形成される金属膜の面内均一性をより高めることができる。また、めっき液１０がめっき槽１８６内に設置した調整板６０の内部に設けた多数の通孔６６内を通過するのを抑制することで、このめっき液１０の流れ（めっき液の戻り）による影響を受けて、基板Ｗの表面に形成される金属膜の膜厚に不均一が生じることを防止することができる。
特に、通孔６６として、スリット形状の長穴を使用することで、この通孔（長穴）６６内のめっき液１０の流通を抑制しつつ、電場の漏れを促進することができる。更に、調整板６０の基板Ｗの表面と対面する領域のほぼ全域に亘り、かつ基板Ｗと相似形な円形領域内に、多数の通孔６６からなる通孔群６８を形成することで、基板Ｗの表面の全ての方向に対して良好な膜厚均一性を有する金属膜を形成することができる。
このめっき装置１７０によれば、先ず、前述のようにして、めっき槽１８６の内部にめっき液１０を満たし、めっき液１０を循環させておく。この状態で、基板Ｗを保持した基板ホルダ１６０を下降させて、基板Ｗをめっき槽１８６内のめっき液１０に浸漬した所定の位置に配置する。この状態で、導線２２ａを介してアノード５６をめっき電源２４の陽極に、導線２２ｂを介して基板Ｗをめっき電源２４の陰極にそれぞれ接続し、同時にパドル型攪拌機構６４を駆動させ、パドル６２を基板Ｗの表面に沿って往復動させて基板側室４０ｂ内のめっき液１０を攪拌し、これによって、基板Ｗの表面に金属を析出させて金属膜を形成する。
この時、前述のように、調整板６０の内部に設けた多数の通孔６６内を電場が漏れ、漏れた電場が均一に拡がるようにすることで、基板Ｗの表面（被めっき面）の全面に亘る電位分布をより均一にして、図６に示すように、基板Ｗの表面に面内均一性をより高めた金属膜Ｐを形成することができる。しかも、基板Ｗと調整板６０との間のめっき液１０を、めっき処理中にパドル６２によって攪拌することで、めっき液の流れに方向性をなくしながら、十分なイオンを基板Ｗの表面により均一に供給して、より均一な膜厚の金属膜をより迅速に形成することができる。
そして、めっき終了後、めっき電源２４を基板Ｗ及びアノード５６から切り離し、基板ホルダ１６０を基板Ｗごと引き上げて、基板Ｗの水洗及びリンス等の必要な処理を行った後、めっき後の基板Ｗを次工程に搬送する。
このように構成しためっき処理設備による一連のバンプめっき処理を、図７を更に参照して説明する。先ず、図７Ａに示すように、表面に給電層としてのシード層５００を成膜し、このシード層５００の表面に、例えば高さＨが２０〜１２０μｍのレジスト５０２を全面に塗布した後、このレジスト５０２の所定の位置に、例えば直径Ｄ１が２０〜２００μｍ程度の開口部５０２ａを設けた基板Ｗをその表面（被めっき面）を上にした状態で基板カセットに収容し、この基板カセットをロード・アンロードポート１２０に搭載する。
このロード・アンロードポート１２０に搭載した基板カセットから、第１搬送ロボット１２８で基板Ｗを１枚取出し、アライナ１２２に載せてオリフラやノッチなどの位置を所定の方向に合わせる。このアライナ１２２で方向を合わせた基板Ｗを第１搬送ロボット１２８で前処理装置１２６に搬送する。そして、この前処理装置１２６で、前処理液に純水を使用した前処理（水洗前処理）を施す。一方、ストッカ１６４内に鉛直姿勢で保管されていた基板ホルダ１６０を第２搬送ロボット１７４ａで取出し、これを９０°回転させた水平状態にして基板脱着台１６２に２個並列に載置する。
そして、前述の前処理（水洗前処理）を施した基板Ｗをこの基板脱着台１６２に載置された基板ホルダ１６０に周縁部をシールして装着する。そして、この基板Ｗを装着した基板ホルダ１６０を第２搬送ロボット１７４ａで２基同時に把持し、上昇させた後、ストッカ１６４まで搬送し、９０°回転させて基板ホルダ１６０を垂直な状態となし、しかる後、下降させ、これによって、２基の基板ホルダ１６０をストッカ１６４に吊下げ保持（仮置き）する。これを順次繰り返して、ストッカ１６４内に収容された基板ホルダ１６０に順次基板を装着し、ストッカ１６４の所定の位置に順次吊り下げ保持（仮置き）する。
一方、第２搬送ロボット１７４ｂにあっては、基板を装着しストッカ１６４に仮置きした基板ホルダ１６０を２基同時に把持し、上昇させた後、活性化処理装置１６６に搬送し、活性化処理槽１８３に入れた硫酸や塩酸などの薬液に基板を浸漬させてシード層表面の電気抵抗の大きい酸化膜をエッチングし、清浄な金属面を露出させる。更に、この基板を装着した基板ホルダ１６０を、前記と同様にして、第１水洗装置１６８ａに搬送し、この水洗槽１８４ａに入れた純水で基板の表面を水洗する。
水洗が終了した基板を装着した基板ホルダ１６０を、前記と同様にしてめっき装置１７０に搬送し、めっき槽１８６内のめっき液１０に浸漬させた状態でめっき槽１８６に吊り下げ支持することで、基板Ｗの表面にめっき処理を施す。そして、所定時間経過後、基板を装着した基板ホルダ１６０を第２搬送ロボット１７４ｂで再度保持してめっき槽１８６から引き上げてめっき処理を終了する。
そして、前述と同様にして、基板ホルダ１６０を第２水洗装置１６８ｂまで搬送し、この水洗槽１８４ｂに入れた純水に浸漬させて基板の表面を純水洗浄する。しかる後、この基板を装着した基板ホルダ１６０を、前記と同様にして、ブロー装置１７２に搬送し、ここで、不活性ガスやエアーを基板に向けて吹き付けて、基板ホルダ１６０に付着しためっき液や水滴を除去する。しかる後、この基板を装着した基板ホルダ１６０を、前記と同様にして、ストッカ１６４の所定の位置に戻して吊下げ保持する。
第２搬送ロボット１７４ｂは、上記作業を順次繰り返し、めっきが終了した基板を装着した基板ホルダ１６０を順次ストッカ１６４の所定の位置に戻して吊下げ保持する。
一方、第２搬送ロボット１７４ａにあっては、めっき処理後の基板を装着しストッカ１６４に戻した基板ホルダ１６０を２基同時に把持し、前記と同様にして、基板脱着台１６２上に載置する。
そして、清浄空間１１４内に配置された第１搬送ロボット１２８は、この基板脱着台１６２上に載置された基板ホルダ１６０から基板を取出し、いずれかの洗浄・乾燥装置１２４に搬送する。そして、この洗浄・乾燥装置１２４で、表面を上向きにして水平に保持した基板を、純水等で洗浄し、高速回転させてスピン乾燥させた後、この基板を第１搬送ロボット１２８でロード・アンロードポート１２０に搭載した基板カセットに戻して、一連のめっき処理を完了する。これにより、図７Ｂに示すように、レジスト５０２に設けた開口部５０２ａ内にめっき膜５０４を成長させた基板Ｗが得られる。
そして、前述のようにしてスピン乾燥させた基板Ｗを、例えば温度が５０〜６０℃のアセトン等の溶剤に浸漬させて、図７Ｃに示すように、基板Ｗ上のレジスト５０２を剥離除去し、更に図７Ｄに示すように、めっき後の外部に露出する不要となったシード層５００を除去する。次に、この基板Ｗに形成しためっき膜５０４をリフローさせることで、図７Ｅに示すように、表面張力で丸くなったバンプ５０６を形成する。更に、この基板Ｗを、例えば、１００℃以上の温度でアニールし、バンプ５０６内の残留応力を除去する。
この例によれば、めっき空間１１６内での基板の受渡しをめっき空間１１６内に配置した第２搬送ロボット１７４ａ，１７４ｂで、清浄空間１１４内での基板の受渡しを該清浄空間１１４内に配置した第１搬送ロボット１２８でそれぞれ行うことで、基板の前処理、めっき処理及びめっきの後処理の全めっき工程を連続して行うめっき処理装置の内部における基板周りの清浄度を向上させるとともに、めっき処理装置としてのスループットを向上させ、更にめっき処理装置の付帯設備の負荷を軽減して、めっき処理装置としてのより小型化を図ることができる。
この例にあっては、めっき処理を行うめっき装置１７０として、フットプリントの小さいめっき槽１８６を有するものを使用することで、多数のめっき槽１８６を有するめっき装置の更なる小型化を図るとともに、工場付帯設備負荷をより軽減することができる。なお、図１において２台設置されている洗浄・乾燥装置１２４の一方を、前処理装置に置き換えてもよい。
図８乃至図１９は、調整板６０における多数の通孔からなる通孔群のそれぞれ異なる例を示す。すなわち、図８は、スリット状に縦方向に直線状に延びる長穴によって通孔６６ａを構成し、この通孔（長穴）６６ａを基板Ｗの外形に沿った円形の領域内に直線状かつ並列に配置することで、通孔群６８ａを構成したものである。図９は、基板Ｗとして、矩形状のものを使用する場合に適するように、通孔（長穴）６６ｂを基板Ｗの外形に沿った矩形状の領域内に直線状かつ並列に配置して通孔群６８ｂを構成したものである。
図１０は、調整板６０の基板Ｗの表面に対面する領域のほぼ全幅に亘って、スリット状に直線状に延びる長孔からなる複数の通孔（長孔）６６ｃで通孔群６８ｃを構成したものである。この場合も、基板Ｗとして、矩形状のものを使用する場合には、図１１に示すように、通孔（長穴）６６ｄを基板Ｗの外形に沿った矩形状の領域内に並列に配置して通孔群６８ｄを構成してもよい。また、図示しないが、これらの通孔６６ｄが縦方向に直線状に延びるようにしてもよい。
図１２は、縦及び横方向に十字状に延びる十字穴からなる複数の通孔（十字穴）６６ｅを円形領域内に均等に配置して通孔群６８ｅを構成したものである。この場合も、基板Ｗとして、矩形状のものを使用する場合には、図１３に示すように、通孔（十字穴）６６ｆを基板Ｗの外形に沿った矩形状の領域内に均等に配置して通孔群６８ｆを構成してもよい。
図１４は、細孔からなる複数の通孔（細孔）６６ｇを円形領域内に均等に分布させて通孔群６８ｇを構成したものである。この各通孔（細孔）６６ｇの直径は、この例では２ｍｍに設定され、図示の例では、合計６３３個設けられている。この通孔６６ｇ、更には下記の小孔（周辺孔）６６ｈ２〜６６ｈ５の直径は、例えば１〜２０ｍｍの範囲で任意に設定されるが、２〜１０ｍｍ程度が好ましい。このように、通孔（細孔）６６ｇで通孔群６８ｇを構成することで、調整板６０の生産性を向上させることができる。
図１５は、径の異なる複数の孔、すなわち中央部に位置する大径の大孔（中央孔）６６ｈ１と、この大孔６６ｈ１の外方に円周方向に沿って配置され、直径方向に行くに従って径が小さくなる複数列（図示では４列）の小孔（周辺孔）６６ｈ２〜６６ｈ５からなる複数の通孔６６ｈで通孔群６８ｈを構成したものである。この大孔（中央孔）６６ｈ１の直径は、この例では８４ｍｍに設定されているが、例えば５０〜３００ｍｍの範囲で任意に設定され、３０〜１００ｍｍ程度が好ましい。また、小孔（周辺孔）６６ｈ２〜６６ｈ５の直径は、１０ｍｍ，８ｍｍ，７ｍｍ及び６ｍｍにそれぞれ設定されている。
図１６は、中央に位置する中央孔６６ｉ１と、この中央孔６６ｉ１の外方に配置された、複数列（図示では５列）の円周方向に延びる長孔６６ｉ２〜６６ｉ６からなる複数の通孔６６ｉで通孔群６８ｉを構成したものである。この中央孔６６ｉ１の直径は、この例では、３４ｍｍに設定され、長孔６６ｉ２〜６６ｉ６の幅は、２７ｍｍ，１８．５ｍｍ，７ｍｍ，７ｍｍ，７ｍｍにそれぞれ設定されている。
図１７は、中央部に位置する大径の大孔（中央孔）６６ｊ１と、この中央孔６６ｊ１の外方に円周方向に沿って配置された、円周方向に延びる長孔６６ｊ２と、この長孔６６ｊ２の外方に配置された、直径方向に行くに従って径が小さくなる複数列（図示では４列）の小孔（周辺孔）６６ｊ３〜６６ｊ６からなる複数の通孔６６ｊで通孔群６８ｊを構成したものである。この大孔（中央孔）６６ｊ１の直径は、この例では６７ｍｍに、長孔６６ｊ２の幅は１７ｍｍに、小孔（周辺孔）６６ｊ３〜６６ｊ６の直径は、９ｍｍ，８ｍｍ，７ｍｍ，６ｍｍにそれぞれ設定されている。
図１８は、中央部に位置する大径の大孔（中央孔）６６ｋ１と、この中央孔６６ｋ１の外方に円周方向に沿って配置された、円周方向に延びる複数列（図示では２列）の長孔６６ｋ２，６６ｋ３，この長孔６６ｋ３の外方に配置された、直径方向に行くに従って径が小さくなる複数列（図示では２列）の小孔（周辺孔）６６ｋ４，６６ｋ５からなる複数の通孔６６ｋで通孔群６８ｋを構成したものである。この大孔（中央孔）６６ｋ１の直径は、この例では８０ｍｍに、長孔６６ｋ２，６６ｋ３の幅は７ｍｍに、小孔（周辺孔）６６ｋ４，６６ｋ５の直径は、６ｍｍと４ｍｍにそれぞれ設定されている。
図１９は、中央に位置する大径の大孔（中央孔）６６ｌ１と、この中央孔６６ｌ１の外方に円周方向に沿った所定のピッチで配置された、半径方向に直線状に延びる複数のスリット状の長孔６６ｌ２からなる複数の通孔６６ｌで通孔群６８ｌを構成したものである。この長孔６６ｌ２の幅は、一般的には０．５〜２０ｍｍ程度であり、１〜１５ｍｍ程度であることが好ましい。また、長さは、被めっき体の形状により任意に設定される。
このように、複数の細孔、径の異なる複数の孔またはスリット状に延びる長穴等の任意の形状の複数の通孔を組合せて通孔群を構成することで、めっきする場所や条件等の任意の要求に合うようにすることができる。
なお、前述の図１４〜図１９に示す例では、通孔を円形領域の内部に配置して通孔群を形成した例を示しているが、前述と同様に、基板として、矩形状のものを使用する場合には、これらの通孔を基板の外形に沿った矩形状の領域内に配置して通孔群を構成してもよいことは勿論である。
以上説明したように、本発明によれば、めっき槽内に設置した調整板の内部に設けた多数の通孔内を電場が漏れ、漏れた電場が均一に拡がるようにすることで、被めっき体の全面に亘る電位分布をより均一にして、被めっき体に形成される金属膜の面内均一性をより高めることができる。また、めっき液がめっき槽内に設置した調整板の内部に設けた多数の通孔内を通過するのを抑制することで、このめっき液の流れにより影響を受けて、被めっき体に形成される金属膜の膜厚に不均一が生じることを防止することができる。
図２０は、本発明の他の実施の形態におけるめっき装置１７０ａを、図２１は、このめっき装置１７０ａに使用されている調整板及びめっき液流路を形成する円筒体をそれぞれ示す。このめっき装置１７０ａの図３乃至図５に示す例と異なる点は、調整板６０として、例えば肉厚が０．５〜１０ｍｍ程度で、その中央に、基板ホルダ１６０で保持した基板Ｗに対向し該基板Ｗの外径に見合った内径Ｄの中央孔６０ａを有するものを使用し、更に、この調整板６０の基板ホルダ１６０側表面に、内径が前述の中央孔６０ａの内径Ｄと等しい円筒体２００を同心状に連続させて連結し、これによって、この円筒体２００の内周面に、電場を均一に通過させつつめっき液１０を流通させるめっき液流路２００ａを形成した点にある。この円筒体２００は、調整板６０と同様に、例えばＰＶＣ，ＰＰ，ＰＥＥＫ，ＰＥＳ，ＨＴ−ＰＶＣ，ＰＦＡ，ＰＴＦＥ，その他の樹脂系材料からなる誘電体から構成されている。その他の構成は、図３乃至図５に示すものと同様である。
ここで、調整板６０の中央孔及び円筒体２００の内径Ｄは、一般には、基板Ｗのめっきされる表面の外径（被めっき表面外径）と等しい径±１０ｍｍ、好ましくは、被めっき表面外径と等しい径±５ｍｍ、より好ましくは、被めっき表面外径と等しい径±１ｍｍ程度に設定されている。また、円筒体２００の長さＬは、めっき槽１８６の形状、アノード５６と基板Ｗの距離等により適当に定められるが、一般的には、１０〜９０ｍｍ、好ましくは、２０〜７５ｍｍ、更に好ましくは、３０〜６０ｍｍである。
このように、めっき槽１８６内でアノード５６と基板Ｗの間に形成される電場がめっき液流路２００ａに沿って、つまり、円筒体２００の内部を該円筒体２００の外部に漏れることなく均一に通過するようにすることで、電場の歪みや偏りを調整かつ修正し、基板Ｗの表面全面に亘る電位分布をより均一にして、図２２に示すように、基板Ｗの表面に、基板Ｗのエッジ部でやや膜厚が厚くなるものの、面内均一性をより高めた金属膜Ｐを形成することができる。
つまり、内部に中央孔６０ａを設けた調整板６０のみでは、この調整板６０の肉厚は、一般に０．５〜１０ｍｍ程度と一般に薄く、このため、めっき槽１８６内でアノード５６と基板Ｗの間に形成される電場の調整板６０のみによる規制が不十分となって、電場に歪みや偏りが生じ、特に受電部である基板のエッジ部の膜厚が厚くなる傾向があるが、この例のように、円筒体２００の長さＬに亘って、電場の通過を規制することで、このような弊害を防止して、金属膜の面内均一性を高めることができる。
なお、この例では、前述の図３乃至図５に示す例と同様に、円筒体２００と基板ホルダ１６０で保持した基板Ｗとの間に、下方に垂下する複数のパドル６２を備えたパドル型攪拌機構６４を配置し、めっき中に、パドル型攪拌機構６４を駆動させ、パドル６２を基板Ｗの表面に沿って往復動させて基板側室４０ｂ内のめっき液１０を攪拌することで、めっき液の流れに方向性をなくしながら、十分なイオンを基板Ｗの表面により均一に供給して、より均一な膜厚の金属膜をより迅速に形成することができるようにしている。
図２３は、本発明の更に他の実施の形態におけるめっき装置１７０ｂを示す。このめっき装置１７０ｂの図２１及び図２２に示す例と異なる点は、円筒体２００と基板ホルダ１６０で保持した基板Ｗとの間に、パドル型攪拌機構６４の代わりに、めっき液噴射型攪拌機構２０２を配置した点にある。つまり、このめっき液噴射型攪拌機構２０２は、例えばリング状のパイプからなり、循環配管４８と連通しめっき槽１８６のめっき液１０内に浸漬させて配置されるめっき液供給管２０４と、このめっき液供給管２０４の円周方向に沿った所定位置に取付けられて、めっき液１０を基板ホルダ１６０で保持した基板Ｗに向けて噴射する複数のめっき液噴射ノズル２０６とを有している。そして、ポンプ５０の駆動に伴って送られるめっき液１０は、めっき液供給管２０４に供給され、めっき液噴射ノズル２０６から基板に向けて噴射されてめっき槽１８６内に導入され、更に溢流堰４４の上端をオーバーフローして循環するようになっている。
このように、複数のめっき液噴射ノズル２０６から基板Ｗに向けてめっき液１０を噴射することで、めっき槽１８６内のめっき液１０を攪拌してめっき液濃度を均一にすると同時に、基板Ｗにめっき液１０の各成分を十分に供給して、より均一な膜厚の金属膜をより迅速に形成することができる
なお、前述の例では、調整板６０の基板Ｗ側表面に円筒体２００を連結するようにした例を示しているが、図２４に示すように、調整板６０に嵌着孔６０ｂを設け、内径Ｄ、長さＬで、内周面をめっき液流路２００ａとした円筒体２００を該嵌着孔６０ｂ内に嵌着して、円筒体２００の長さ方向に沿った所定に位置で円筒体２００を保持するようにしてもよい。これにより、調整板６０とパドル６２（図２０参照）やめっき液供給管２０４（図２３参照）との距離が短い場合にあっても、円筒体２００を調整板６０の後方に突出させることで、円筒体２００としての十分な長さＬを確保するようにすることができる。
また、図２５に示すように、円筒体２００の周壁に、電場の漏れを防止する大きさの多数の通孔２００ｂを設けるようにしてもよい。これにより、電場の漏れを防止しつつ、円筒体２００の周壁に設けた通孔２００ｂ内をめっき液１０が流通するようにすることで、円筒体２００の内外でめっき液１０の濃度に偏りが生じてしまうことを防止することができる。この通孔の形状としては、この例の細孔の他に。スリット形状の長穴、縦横に延びる十字穴、更にはこれらの組合せが挙げられる。
更に、図２６に示すように、十分な肉厚を有する板体で調整板２１０を構成し、この調整板２１０の所定の位置に所定の内径の貫通孔を設け、この貫通孔で、所定の内径Ｄで所定の長さＬを有するめっき液流路２１０ａを形成するようにしてもよい。この例の場合、部材点数を減少させることができる。
また、図２７に示すように、十分な肉厚を有する矩形ブロック２１２を用意し、この矩形ブロック２１２に設けた貫通孔によって、所定の内径Ｄで所定の長さＬを有するめっき液流路２１０ａを形成し、この矩形ブロック２１２を、中央孔６０ａを有する調整板６０の基板Ｗ側表面に連結するようにしてもよい。
図２８は、本発明の更に他の実施の形態におけるめっき装置１７０ｃを、図２９は、図２８に示すめっき装置１７０ｃに使用されている調整板、めっき液流路を形成する円筒体及び電場調整リングを示す。このめっき装置１７０ｃの図２０及び図２１に示す例と異なる点は、以下の通りである。すなわち、内周面にめっき液流路２００ａを形成した円筒体２００の基板Ｗ側端面に、円筒体２００の内径Ｄと等しい内径で、幅Ａの電場調整リング２２０を同心状に取付けて、この電場調整リング２２０を、基板Ｗと隙間Ｇ１をもって基板Ｗに近接させて配置している。更に、下方に垂下し、基板ホルダ１６０で保持された基板Ｗと平行に往復動することでめっき液を攪拌する複数のパドル６２を備えたパドル型攪拌機構６４を、アノード側室４０ａ側のアノード５６と調整板６０との間に配置し、このパドル型攪拌機構６４でアノード側室４０ａ内のめっき液１０を攪拌するようにしている。その他の構成は、図２０及び図２１に示す例と同様である。
ここで、電場調整リング２２０は、調整板６０や円筒体２００と同様に、例えばＰＶＣ，ＰＰ，ＰＥＥＫ，ＰＥＳ，ＨＴ−ＰＶＣ，ＰＦＡ，ＰＴＦＥ，その他の樹脂系材料からなる誘電体から構成されている。電場調整リング２２０の形状は、めっき槽１８６や基板Ｗの形状、アノード５６と基板Ｗ間の間隔等により適当に設定されるが、その幅Ａは、一般的には、１〜２０ｍｍ、好ましくは、３〜１７ｍｍ、更に好ましくは、５〜１５ｍｍに設定される。また、電場調整リング２２０と基板Ｗとの隙間Ｇ１は、一般には、０．５〜３０ｍｍ、好ましくは、１〜１５ｍｍ、更に好ましくは、１．５〜６ｍｍに設定される。
この電場調整リング２２０は、基板Ｗの外周部を近接した位置で所定の幅で覆って、この基板Ｗの外周部の電場を調整するためのものである。このように、基板Ｗの外周部の電場を電場調整リング２２０で調整することで、アノード５６と基板Ｗの間に形成される電場を基板Ｗの全面に亘ってより均一に、つまり受電部である基板Ｗのエッジ部までより均一化して、図３０に示すように、基板Ｗの表面に、基板Ｗのエッジ部を含め、面内均一性をより高めた金属膜Ｐを形成することができる。
図３１は、本発明の更に他の実施の形態におけるめっき装置１７０ｄを示す。このめっき装置１７０ｄは、アノード側室４０ａのアノード５６と調整板６０との間に、図２８及び図２９に示すめっき装置におけるパドル型攪拌機構６４の代わりに、図２３に示すめっき液噴射型攪拌機構２０２を配置したものである。つまり、この例は、ポンプ５０の駆動に伴って送られるめっき液１０をめっき液供給管２０４に供給し、めっき液噴射ノズル２０６から円筒体２００のめっき液流路２００ａに向けて噴射してめっき槽１８６内に導入し、更に溢流堰４４の上端をオーバーフローさせて循環させるようになっている。その他の構成は、図２８及び図２９に示すものと同様である。
このように、めっき液噴射型攪拌機構２０２をアノード側室４０ａに配置し、めっき液をめっき液噴射ノズル２０６から円筒体２００のめっき液流路２００ａに向けて噴射することで、電場調整リング２２０と基板ホルダ１６０で保持した基板Ｗとの隙間Ｇ１が狭い場合にあっても、このめっき液流路２００ａを通して、めっき液を基板ホルダ１６０で保持した基板Ｗに向けて供給することができる。
ここで、図３２に示すように、前述の図２４に示す場合とほぼ同様に、調整板６０に嵌着孔６０ｂを設け、内径Ｄ、長さＬで、内周面をめっき液流路２００ａとして端部に電場調整リング２２０を取付けた円筒体２００を該嵌着孔６０ｂ内に嵌着して、円筒体２００の長さ方向に沿った所定に位置で円筒体２００を保持するようにしてもよい。
また、図３３に示すように、前述の図２５に示す場合とほぼ同様に、端面に電場調整リング２２０を取付けた円筒体２００の周壁に、電場の漏れを防止する大きさの多数の通孔２００ｂを設けて、電場の漏れを防止しつつ、円筒体２００の周壁に設けた通孔２００ｂ内をめっき液１０が流通するようにしてもよい。
更に、図３４に示すように、電場調整リング２２０を円筒体２００の端面に固着することなく、サポート２２２で支持して、円筒体２００の基板Ｗ側端面の前方に該基板Ｗと隙間Ｇ２をもって配置するようにしてもよい。この隙間Ｇ２は、前述の電場調整リング２２０と基板Ｗとの隙間Ｇ１と同様に、一般には、０．５〜３０ｍｍ、好ましくは、１〜１５ｍｍ、更に好ましくは、１．５〜６ｍｍに設定される。このように、めっき液流路２００ａを構成すると円筒体２００と電場調整リング２２０とを分離させることで、選択の幅を拡げることができる。
また、図３５に示すように、十分な肉厚を有する厚肉リング２２４の内周面で、所定の内径Ｄ及び長さＬを有するめっき液流路２２４ａを構成し、この厚肉リング２２４の基板側端面で所定の幅Ａを有する電場調整リング２２４ｂを構成するようにしてもよい。これにより、部品点数を削減することができる。
なお、前述の各例にあっては、いわゆるディップ方式を採用しためっき装置に適用した例を示しているが、フェースダウン方式やフェースアップ方式を採用しためっき装置にも適用することができる。
図３６は、フェースダウン方式を採用しためっき装置に適用した例を示す。この例は、図３７に示す従来のめっき装置に以下の構成を付加している。つまり、めっき槽１２の上部に、内部に中央孔２３０ａを有する調整板２３０を配置して、めっき槽１２の内部をアノード側室１２ａと基板側室１２ｂに遮断し、更に、調整板２３０の上面に、この中央孔２３０ａと同じ内径でめっき液流路２３２ａを形成する内周面を有する円筒体２３２を同心状に上方に突出させて取付けている。これによって、めっき槽１２内でアノード１６と基板Ｗの間に形成される電場がめっき液流路２３２ａに沿って、つまり、円筒体２３２の内部を該円筒体２３２の外部に漏れることなく均一に通過するようにすることで、電場の歪みや偏りを調整かつ修正し、基板Ｗの表面全面に亘る電位分布をより均一にすることができる。
なお、円筒体の上端面に、円筒体の内径と等しい内径で、所定の幅を有する電場調整リングを同心状に取付け、この電場調整リングで、基板Ｗの外周部を近接した位置で所定の幅で覆って、この基板Ｗの外周部の電場を調整し、これによって、アノードと基板の間に形成される電場を受電部である基板のエッジ部までより均一化して、基板の表面に、基板のエッジ部を含め、面内均一性をより高めた金属膜を形成するようにしてもよいことは勿論である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２８】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【国際調査報告】
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