(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔膜が配置されるとともに、前記隔膜よりも下方側に区画されたアノード室にアノードが配置されためっき槽と、前記アノード室よりも上方に配置されて、カソードとしての基板を保持する基板ホルダと、を備えるめっき装置であって、
前記アノードは、上下方向に延在する円筒形状を有し、
前記めっき装置は、
前記アノードとの間に空間を有しつつ、前記アノードの上端、外周面、及び、内周面を覆うように前記アノード室に設けられて、前記アノードから発生したプロセスガスを貯留するガス貯留部と、
前記ガス貯留部に貯留されたプロセスガスを前記めっき槽の外部に排出させる排出機構と、
前記アノード室に配置されて、前記アノードと前記基板との間を流れる電気が通過する開口部を有するアノードマスクと、
前記アノードを上下方向に移動させるアノード移動機構と、をさらに備える、めっき装置。
【請求項２】
前記アノードマスクは、前記アノードマスクの上面が前記隔膜の下面に接するように配置されている、請求項１に記載のめっき装置。
【請求項３】
前記アノードマスクは、前記アノードマスクの上面と前記隔膜の下面との間に空間が形成されるように配置されている、請求項１に記載のめっき装置。
【請求項４】
前記アノード移動機構は、第１の接続部材を介して前記アノードと接続されており、前記第１の接続部材を上下方向に移動させることで前記アノードを上下方向に移動させ、
前記アノードマスクは、第２の接続部材を介して前記第１の接続部材に接続されており、前記アノード移動機構が前記第１の接続部材を移動させた場合に前記アノードと共に移
動するように構成されている、請求項１に記載のめっき装置。
【請求項５】
隔膜が配置されるとともに、前記隔膜よりも下方側に区画されたアノード室にアノードが配置されためっき槽と、前記アノード室よりも上方に配置されて、カソードとしての基板を保持する基板ホルダと、を備えるめっき装置であって、
前記アノードは、上下方向に延在する円筒形状を有し、
前記めっき装置は、
前記アノードとの間に空間を有しつつ、前記アノードの上端、外周面、及び、内周面を覆うように前記アノード室に設けられて、前記アノードから発生したプロセスガスを貯留するガス貯留部と、
前記ガス貯留部に貯留されたプロセスガスを前記めっき槽の外部に排出させる排出機構と、をさらに備え、
前記排出機構は、前記ガス貯留部のめっき液の液面の位置を検出するためのレベルセンサと、前記ガス貯留部に接続された排出管と、前記排出管に配置された開閉弁と、前記レベルセンサの検出結果に基づいて前記開閉弁を制御する制御モジュールと、を備える、めっき装置。
【請求項６】
前記制御モジュールは、前記レベルセンサの検出結果に基づいて前記ガス貯留部のめっき液の液面が所定の基準位置よりも下方の位置になったと判定した場合に前記開閉弁を開き、前記レベルセンサの検出結果に基づいて前記ガス貯留部のめっき液の液面が前記基準位置になったと判定した場合又は前記基準位置よりも上方の位置になったと判定した場合に前記開閉弁を閉じるように構成される、請求項５に記載のめっき装置。
【請求項７】
前記制御モジュールは、前記レベルセンサの検出結果に基づいて前記ガス貯留部のめっき液の液面が所定の基準位置よりも下方の位置になったと判定した場合に前記開閉弁を開き、前記開閉弁を開弁させてから予め設定された所定時間が経過した後に、前記開閉弁を閉じるように構成される、請求項５に記載のめっき装置。
【請求項８】
前記アノード室に配置されて、前記アノードと前記基板との間を流れる電気が通過する開口部を有するアノードマスクをさらに備える、請求項５〜７のいずれか１項に記載のめっき装置。
【請求項９】
前記アノードマスクは、前記アノードマスクの上面が前記隔膜の下面に接するように配置されている、請求項８に記載のめっき装置。
【請求項１０】
前記アノードマスクは、前記アノードマスクの上面と前記隔膜の下面との間に空間が形成されるように配置されている、請求項８に記載のめっき装置。
【請求項１１】
隔膜が配置されるとともに、前記隔膜よりも下方側に区画されたアノード室にアノードが配置されためっき槽と、前記アノード室よりも上方に配置されて、カソードとしての基板を保持する基板ホルダと、を備えるめっき装置を用いためっき処理方法であって、
前記アノードは、上下方向に延在する円筒形状を有し、
前記めっき装置は、前記アノードとの間に空間を有しつつ、前記アノードの上端、外周面、及び、内周面を覆うように前記アノード室に設けられて、前記アノードから発生したプロセスガスを貯留するガス貯留部と、前記ガス貯留部に貯留されたプロセスガスを前記めっき槽の外部に排出させる排出機構と、前記アノード室に配置されて、前記アノードと前記基板との間を流れる電気が通過する開口部を有するアノードマスクと、前記アノードを上下方向に移動させるアノード移動機構と、をさらに備え、
前記めっき処理方法は、前記基板にめっき処理を施すめっき処理時に、前記ガス貯留部に貯留されたプロセスガスを前記排出機構によって前記めっき槽の外部に排出させること
を含む、めっき処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、めっき装置及びめっき処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板にめっき処理を施すめっき装置として、いわゆるカップ式のめっき装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなめっき装置は、隔膜が配置されるとともに、この隔膜よりも下方側に区画されたアノード室にアノードが配置されためっき槽と、アノード室よりも上方に配置されて、カソードとしての基板を保持する基板ホルダと、を備えている。また、このような従来のめっき装置において、アノードは、水平方向に延在する平板形状を有している。【０００３】
なお、本発明に関連する他の先行技術文献として、特許文献２が挙げられる。この特許文献２には、アノードマスクに関する技術が開示されている。具体的には、この特許文献２には、アノードと基板との間を流れる電気が通過する開口部を有するアノードマスクと、この開口部の大きさを変更する機構（開口部可変機構と称する）と、を有するめっき装置が開示されている。このようなめっき装置によれば、開口部可変機構によってアノードマスクの開口部の大きさを変更することで、アノードと基板との間に形成される電場の形成態様を変化させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１９４９６号公報
【特許文献２】特開２０１７−１３７５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に例示されているような、従来のカップ式のめっき装置において、めっき処理時にアノードから発生したプロセスガスが隔膜の下面に滞留するおそれがある。この場合、このプロセスガスに起因して基板のめっき品質が悪化するおそれがある。【０００６】
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、隔膜の下面に滞留したプロセスガスに起因して基板のめっき品質が悪化することを抑制することができる技術を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（態様１）
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るめっき装置は、隔膜が配置されるとともに、前記隔膜よりも下方側に区画されたアノード室にアノードが配置されためっき槽と、前記アノード室よりも上方に配置されて、カソードとしての基板を保持する基板ホルダと、を備えるめっき装置であって、前記アノードは、上下方向に延在する円筒形状を有し、前記めっき装置は、前記アノードとの間に空間を有しつつ、前記アノードの上端、外周面、及び、内周面を覆うように前記アノード室に設けられて、前記アノードから発生したプロセスガスを貯留するガス貯留部と、前記ガス貯留部に貯留されたプロセスガスを前記めっき槽の外部に排出させる排出機構と、をさらに備える。【０００８】
この態様によれば、上下方向に延在する円筒形状のアノードから発生したプロセスガスをガス貯留部に貯留させて、この貯留されたプロセスガスを排出機構によってめっき槽の外部に排出させることができる。これにより、隔膜の下面にプロセスガスが滞留することを抑制することができるので、このプロセスガスに起因して基板のめっき品質が悪化することを抑制することができる。【０００９】
（態様２）
上記態様１は、前記アノード室に配置されて、前記アノードと前記基板との間を流れる電気が通過する開口部を有するアノードマスクと、前記アノードを上下方向に移動させるアノード移動機構と、をさらに備えていてもよい。【００１０】
この態様によれば、アノードを上下方向に移動させることで、基板とアノードとの間に形成される電場の形成態様を変化させることができる。また、アノードを上下方向に移動させるという簡素な機構で、電場の形成態様を変化させることができるので、めっき装置がアノードマスクの開口部の大きさを変更する開口部可変機構を備える場合に比較して、めっき装置の構造が複雑化することを抑制することができる。【００１１】
（態様３）
上記態様２において、前記アノードマスクは、前記アノードマスクの上面が前記隔膜の下面に接するように配置されていてもよい。【００１２】
（態様４）
上記態様２において、前記アノードマスクは、前記アノードマスクの上面と前記隔膜の下面との間に空間が形成されるように配置されていてもよい。【００１３】
（態様５）
上記態様２において、前記アノード移動機構は、第１の接続部材を介して前記アノードと接続されており、前記第１の接続部材を上下方向に移動させることで前記アノードを上下方向に移動させ、前記アノードマスクは、第２の接続部材を介して前記第１の接続部材に接続されており、前記アノード移動機構が前記第１の接続部材を移動させた場合に前記アノードと共に移動するように構成されていてもよい。【００１４】
（態様６）
また、上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るめっき処理方法は、隔膜が配置されるとともに、前記隔膜よりも下方側に区画されたアノード室にアノードが配置されためっき槽と、前記アノード室よりも上方に配置されて、カソードとしての基板を保持する基板ホルダと、を備えるめっき装置を用いためっき処理方法であって、前記アノードは、上下方向に延在する円筒形状を有し、前記めっき装置は、前記アノードとの間に空間を有しつつ、前記アノードの上端、外周面、及び、内周面を覆うように前記アノード室に設けられて、前記アノードから発生したプロセスガスを貯留するガス貯留部と、前記ガス貯留部に貯留されたプロセスガスを前記めっき槽の外部に排出させる排出機構と、をさらに備え、前記めっき処理方法は、前記基板にめっき処理を施すめっき処理時に、前記ガス貯留部に貯留されたプロセスガスを前記排出機構によって前記めっき槽の外部に排出させることを含む。【００１５】
この態様によれば、上下方向に延在する円筒形状のアノードから発生したプロセスガスをガス貯留部に貯留させて、この貯留されたプロセスガスを排出機構によってめっき槽の外部に排出させることができる。これにより、アノード室の隔膜の下面にプロセスガスが滞留することを抑制することができる。この結果、このプロセスガスに起因して基板のめっき品質が悪化することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係るめっき装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】実施形態に係るめっき装置の全体構成を示す平面図である。
【図３】実施形態に係るめっきモジュールの構成を説明するための図である。
【図４】実施形態に係るアノードの模式的な斜視図である。
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、実施形態に係るガス貯留部及び排出機構を説明するための模式的断面図である。
【図６】実施形態に係る排出機構の制御のフローチャートの一例である。
【図７】図７（Ａ）は実施形態に係る隔膜及びアノードマスクの模式的断面図である。図７（Ｂ）は実施形態に係るアノードマスクの模式的斜視図である。
【図８】実施形態に係るめっきモジュールにおけるアノード移動機構の周辺構成を模式的に示す断面図である。
【図９】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は実施形態に係るアノードの上下方向の位置が変化した場合における電場の形成態様の変化を示す模式的断面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、実施形態の変形例１に係るめっき装置のアノードマスクの周辺構成を示す模式的断面図である。図１０（Ｂ）は、実施形態の変形例２に係るめっき装置のアノードマスクの周辺構成を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態や実施形態の変形例では、同一又は対応する構成について、同一の符号を付して説明を適宜省略する場合がある。また、図面は、実施形態や変形例の特徴の理解を容易にするために模式的に図示されており、各構成要素の寸法比率等は実際のものと同じであるとは限らない。また、いくつかの図面には、参考用として、Ｘ−Ｙ−Ｚの直交座標が図示されている。この直交座標のうち、Ｚ方向は上方に相当し、−Ｚ方向は下方（重力が作用する方向）に相当する。
【００１８】
図１は、本実施形態のめっき装置１０００の全体構成を示す斜視図である。図２は、本実施形態のめっき装置１０００の全体構成を示す平面図である。図１及び図２に示すように、めっき装置１０００は、ロードポート１００、搬送ロボット１１０、アライナ１２０、プリウェットモジュール２００、プリソークモジュール３００、めっきモジュール４００、洗浄モジュール５００、スピンリンスドライヤ６００、搬送装置７００、及び、制御モジュール８００を備えている。
【００１９】
ロードポート１００は、めっき装置１０００に図示していないＦＯＵＰなどのカセットに収容された基板を搬入したり、めっき装置１０００からカセットに基板を搬出するためのモジュールである。本実施形態では４台のロードポート１００が水平方向に並べて配置されているが、ロードポート１００の数及び配置は任意である。搬送ロボット１１０は、基板を搬送するためのロボットであり、ロードポート１００、アライナ１２０、及び搬送装置７００の間で基板を受け渡すように構成される。搬送ロボット１１０及び搬送装置７００は、搬送ロボット１１０と搬送装置７００との間で基板を受け渡す際には、仮置き台（図示せず）を介して基板の受け渡しを行うことができる。
【００２０】
アライナ１２０は、基板のオリエンテーションフラットやノッチなどの位置を所定の方向に合わせるためのモジュールである。本実施形態では２台のアライナ１２０が水平方向に並べて配置されているが、アライナ１２０の数及び配置は任意である。プリウェットモジュール２００は、めっき処理前の基板の被めっき面を純水または脱気水などの処理液で濡らすことで、基板表面に形成されたパターン内部の空気を処理液に置換する。プリウェットモジュール２００は、めっき時にパターン内部の処理液をめっき液に置換することでパターン内部にめっき液を供給しやすくするプリウェット処理を施すように構成される。本実施形態では２台のプリウェットモジュール２００が上下方向に並べて配置されているが、プリウェットモジュール２００の数及び配置は任意である。
【００２１】
プリソークモジュール３００は、例えばめっき処理前の基板の被めっき面に形成したシード層表面等に存在する電気抵抗の大きい酸化膜を硫酸や塩酸等の処理液でエッチング除去してめっき下地表面を洗浄または活性化するプリソーク処理を施すように構成される。本実施形態では２台のプリソークモジュール３００が上下方向に並べて配置されているが、プリソークモジュール３００の数及び配置は任意である。めっきモジュール４００は、基板にめっき処理を施す。本実施形態では、上下方向に３台かつ水平方向に４台並べて配置された１２台のめっきモジュール４００のセットが２つあり、合計２４台のめっきモジュール４００が設けられているが、めっきモジュール４００の数及び配置は任意である。
【００２２】
洗浄モジュール５００は、めっき処理後の基板に残るめっき液等を除去するために基板に洗浄処理を施すように構成される。本実施形態では２台の洗浄モジュール５００が上下方向に並べて配置されているが、洗浄モジュール５００の数及び配置は任意である。スピンリンスドライヤ６００は、洗浄処理後の基板を高速回転させて乾燥させるためのモジュールである。本実施形態では２台のスピンリンスドライヤ６００が上下方向に並べて配置されているが、スピンリンスドライヤ６００の数及び配置は任意である。搬送装置７００は、めっき装置１０００内の複数のモジュール間で基板を搬送するための装置である。制御モジュール８００は、めっき装置１０００の複数のモジュールを制御するように構成され、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。
【００２３】
めっき装置１０００による一連のめっき処理の一例を説明する。まず、ロードポート１００にカセットに収容された基板が搬入される。続いて、搬送ロボット１１０は、ロードポート１００のカセットから基板を取り出し、アライナ１２０に基板を搬送する。アライナ１２０は、基板のオリエンテーションフラットやノッチなどの位置を所定の方向に合わせる。搬送ロボット１１０は、アライナ１２０で方向を合わせた基板を搬送装置７００へ受け渡す。
【００２４】
搬送装置７００は、搬送ロボット１１０から受け取った基板をプリウェットモジュール２００へ搬送する。プリウェットモジュール２００は、基板にプリウェット処理を施す。搬送装置７００は、プリウェット処理が施された基板をプリソークモジュール３００へ搬送する。プリソークモジュール３００は、基板にプリソーク処理を施す。搬送装置７００は、プリソーク処理が施された基板をめっきモジュール４００へ搬送する。めっきモジュール４００は、基板にめっき処理を施す。
【００２５】
搬送装置７００は、めっき処理が施された基板を洗浄モジュール５００へ搬送する。洗浄モジュール５００は、基板に洗浄処理を施す。搬送装置７００は、洗浄処理が施された基板をスピンリンスドライヤ６００へ搬送する。スピンリンスドライヤ６００は、基板に乾燥処理を施す。搬送装置７００は、乾燥処理が施された基板を搬送ロボット１１０へ受け渡す。搬送ロボット１１０は、搬送装置７００から受け取った基板をロードポート１００のカセットへ搬送する。最後に、ロードポート１００から基板を収容したカセットが搬出される。
【００２６】
なお、図１や図２で説明しためっき装置１０００の構成は、一例に過ぎず、めっき装置１０００の構成は、図１や図２の構成に限定されるものではない。
【００２７】
続いて、めっきモジュール４００について説明する。なお、本実施形態に係るめっき装置１０００が有する複数のめっきモジュール４００は同様の構成を有しているので、１つのめっきモジュール４００について説明する。
【００２８】
図３は、本実施形態に係るめっき装置１０００のめっきモジュール４００の構成を説明するための図である。本実施形態に係るめっき装置１０００は、カップ式のめっき装置である。本実施形態に係るめっき装置１０００のめっきモジュール４００は、主として、めっき槽１０と、オーバーフロー槽２０と、基板ホルダ３０と、回転機構４０と、昇降機構４５と、ガス貯留部６０と、排出機構７０と、レベルセンサ７５と、アノード移動機構８０と、を備えている。なお、図３において、めっき槽１０、オーバーフロー槽２０及び基板ホルダ３０は、模式的に断面図示されている。
【００２９】
本実施形態に係るめっき槽１０は、上方に開口を有する有底の容器によって構成されている。具体的には、めっき槽１０は、底壁部１０ａと、この底壁部１０ａの外周縁から上方に延在する外周壁部１０ｂとを有しており、この外周壁部１０ｂの上部が開口している。なお、めっき槽１０の外周壁部１０ｂの形状は特に限定されるものではないが、本実施形態に係る外周壁部１０ｂは、一例として円筒形状を有している。
【００３０】
めっき槽１０の内部には、めっき液Ｐｓが貯留されている。めっき液Ｐｓとしては、めっき皮膜を構成する金属元素のイオンを含む溶液であればよく、その具体例は特に限定されるものではない。本実施形態においては、めっき処理の一例として、銅めっき処理を用いており、めっき液Ｐｓの一例として、硫酸銅溶液を用いている。また、本実施形態において、めっき液Ｐｓには所定の添加剤が含まれている。但し、この構成に限定されるものではなく、めっき液Ｐｓは添加剤を含んでいない構成とすることもできる。
【００３１】
めっき槽１０の内部には、アノード１１が配置されている。図４は、アノード１１の模式的な斜視図である。図３及び図４を参照して、本実施形態に係るアノード１１は、上下方向に延在する円筒形状を有している。図３に示すように、アノード１１の下端には、導電性部材としてのバスバー５０が接続されている。バスバー５０は、配線５５を介して通電装置（図示せず）に電気的に接続されている。なお、カソードとしての基板Ｗｆも、配線（図示せず）を介して、この通電装置に電気的に接続されている。
【００３２】
アノード１１の具体例は、後述するプロセスガスＧａが発生するものであればよく、特に限定されるものではないが、本実施形態においては、アノード１１の具体例として不溶解アノードを用いている。この不溶解アノードの具体的な種類は特に限定されるものではなく、白金や酸化イリジウム等を用いることができる。
【００３３】
本実施形態によれば、アノード１１が上下方向に延在する円筒形状を有しているので、アノード１１から発生するプロセスガスＧａを後述するガス貯留部６０によって容易に回収することができる。
【００３４】
図３に示すように、めっき槽１０の内部において、アノード１１よりも上方には、隔膜１２が配置されている。具体的には、隔膜１２は、アノード１１と基板Ｗｆ（カソード）との間の箇所に配置されている。本実施形態に係る隔膜１２の外周部は、後述するガス貯留部６０の側壁部６０ｂに接続されている。また、本実施形態に係る隔膜１２は、隔膜１２の面方向が水平方向になるように配置されている。
【００３５】
めっき槽１０の内部は、隔膜１２によって上下方向に２分割されている。隔膜１２よりも下方側に区画された領域をアノード室１３と称する。隔膜１２よりも上方側の領域を、カソード室１４と称する。前述したアノード１１は、アノード室１３に配置されている。
【００３６】
隔膜１２は、金属イオンの通過を許容しつつ、めっき液Ｐｓに含まれる添加剤の通過を抑制する膜によって構成されている。すなわち、本実施形態において、カソード室１４のめっき液Ｐｓは添加剤を含んでいるが、アノード室１３のめっき液Ｐｓは添加剤を含んでいない。但し、この構成に限定されるものではなく、例えば、アノード室１３のめっき液Ｐｓも添加剤を含んでいてもよい。しかしながら、この場合においても、アノード室１３の添加剤の濃度は、カソード室１４の添加剤の濃度よりも低くなっている。隔膜１２の具体的な種類は、特に限定されるものではなく、公知の隔膜を用いることができる。この隔膜１２の具体例を挙げると、例えば、電解隔膜を用いることができ、この電解隔膜の具体例として、例えば、株式会社ユアサメンブレンシステム製のめっき用電解隔膜を用いたり、あるいは、イオン交換膜等を用いたりすることができる。
【００３７】
本実施形態のように、めっき装置１０００が隔膜１２を備えることによって、アノード側での反応によってめっき液Ｐｓに含まれる添加剤の成分が分解又は反応することを抑制することができ、これにより、この添加剤の成分の分解又は反応によってめっきに悪影響を及ぼす成分が生成されることを抑制することができる。
【００３８】
めっき槽１０には、アノード室１３にめっき液Ｐｓを供給するためのアノード用供給口１５が設けられている。また、めっき槽１０には、アノード室１３のめっき液Ｐｓをアノード室１３から排出するためのアノード用排出口１６が設けられている。アノード用排出口１６から排出されためっき液Ｐｓは、その後、アノード用のリザーバータンク（図示せず）に貯留された後に、アノード用供給口１５からアノード室１３に再び供給される。
【００３９】
めっき槽１０には、カソード室１４にめっき液Ｐｓを供給するためのカソード用供給口１７が設けられている。具体的には、本実施形態に係るめっき槽１０の外周壁部１０ｂのカソード室１４に対応する部分の一部には、めっき槽１０の中心側に突出した突出部１０ｃが設けられており、この突出部１０ｃにカソード用供給口１７が設けられている。
【００４０】
オーバーフロー槽２０は、めっき槽１０の外側に配置された、有底の容器によって構成されている。オーバーフロー槽２０は、めっき槽１０の外周壁部１０ｂの上端を超えためっき液Ｐｓ（すなわち、めっき槽１０からオーバーフローしためっき液Ｐｓ）を貯留するために設けられた槽である。カソード用供給口１７からカソード室１４に供給されためっき液Ｐｓは、オーバーフロー槽２０に流入した後に、オーバーフロー槽２０用の排出口（図示せず）から排出されて、カソード用のリザーバータンク（図示せず）に貯留される。その後、めっき液Ｐｓは、カソード用供給口１７からカソード室１４に再び供給される。
【００４１】
本実施形態におけるカソード室１４には、多孔質の抵抗体１８が配置されている。具体的には、本実施形態に係る抵抗体１８は、突出部１０ｃの上端部近傍箇所に設けられている。抵抗体１８は、複数の孔（細孔）を有する多孔性の板部材によって構成されている。但し、抵抗体１８は本実施形態に必須の構成というわけではなく、めっき装置１０００は抵抗体１８を備えていない構成とすることもできる。
【００４２】
また、本実施形態において、アノード室１３には、アノードマスク１９が配置されている。このアノードマスク１９の詳細は後述する。
【００４３】
基板ホルダ３０は、カソードとしての基板Ｗｆを保持するための部材である。本実施形態に係る基板ホルダ３０は、基板Ｗｆの被めっき面Ｗｆａが下方を向くように、基板Ｗｆを保持している。基板ホルダ３０は、回転機構４０に接続されている。回転機構４０は、基板ホルダ３０を回転させるための機構である。回転機構４０としては、回転モータ等の公知の機構を用いることができる。回転機構４０は、昇降機構４５に接続されている。昇降機構４５は、上下方向に延在する支軸４６によって支持されている。昇降機構４５は、基板ホルダ３０及び回転機構４０を上下方向に昇降させるための機構である。昇降機構４５としては、直動式アクチュエータ等の公知の昇降機構を用いることができる。
【００４４】
めっき処理を実行する際には、回転機構４０が基板ホルダ３０を回転させるとともに、昇降機構４５が基板ホルダ３０を下方に移動させて、基板Ｗｆをめっき槽１０のめっき液Ｐｓに浸漬させる。次いで、通電装置によって、アノード１１と基板Ｗｆとの間に電気が流れる。これにより、基板Ｗｆの被めっき面Ｗｆａに、めっき皮膜が形成される。
【００４５】
めっきモジュール４００の動作は、制御モジュール８００によって制御される。制御モジュール８００は、マイクロコンピュータを備えており、このマイクロコンピュータは、プロセッサとしてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）８０１や、非一時的な記憶媒体としての記憶部８０２、等を備えている。制御モジュール８００においては、記憶部８０２に記憶されたプログラムの指令に基づいてＣＰＵ８０１がめっきモジュール４００の被制御部の動作を制御する。
【００４６】
なお、本実施形態においては、一つの制御モジュール８００が、めっきモジュール４００の被制御部を統合的に制御する制御装置として機能しているが、この構成に限定されるものではない。例えば、制御モジュール８００は、複数の制御装置を備え、この複数の制御装置が、それぞれ、めっきモジュール４００の各々の被制御部を個別に制御してもよい。
【００４７】
続いて、ガス貯留部６０及び排出機構７０について説明する。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、ガス貯留部６０及び排出機構７０を説明するための模式的断面図である。具体的には、図５（Ａ）は、図３のめっき槽１０における排出機構７０の周辺構成を模式的に断面図示しており、図５（Ｂ）は、図３のめっき槽１０におけるレベルセンサ７５の周辺構成を模式的に断面図示している。
【００４８】
ここで、めっき装置１０００による基板Ｗｆのめっき処理時には、以下の反応式に基づいて、プロセスガスＧａとしての酸素（Ｏ２）がアノード室１３に発生する。
２Ｈ２Ｏ→Ｏ２+４Ｈ++４ｅ-
【００４９】
このようなプロセスガスＧａが隔膜１２の下面１２ａに滞留した場合、このプロセスガスＧａが電場を遮断するおそれがある。この場合、基板Ｗｆのめっき品質が悪化するおそれがある。そこで、本実施形態に係るめっきモジュール４００は、隔膜１２の下面１２ａにプロセスガスＧａが滞留することを抑制して、このプロセスガスＧａに起因して基板Ｗｆのめっき品質が悪化することを抑制するために、以下に説明するガス貯留部６０及び排出機構７０を備えている。
【００５０】
ガス貯留部６０は、アノード室１３に設けられている。ガス貯留部６０は、アノード１１から発生したプロセスガスＧａを貯留するように構成されている。具体的には、本実施形態に係るガス貯留部６０は、円筒形状のアノード１１との間に空間を有しつつ、アノード１１の上端１１ｃ、外周面１１ａ及び内周面１１ｂ（符号は図４を参照）を覆うように、アノード室１３に設けられている。
【００５１】
より具体的には、本実施形態に係るガス貯留部６０は、上壁部６０ａと、側壁部６０ｂとを有している。上壁部６０ａはめっき槽１０の外周壁部１０ｂに接続するとともに、アノード１１の上端１１ｃよりも上方に配置された部位である。側壁部６０ｂは、その上端部が上壁部６０ａに接続するとともに、上壁部６０ａから下方に延在するように構成された部位である。なお、本実施形態に係る上壁部６０ａは、リング形状（又はフランジ形状）を有しており、側壁部６０ｂは円筒形状を有している。めっき槽１０の外周壁部１０ｂとガス貯留部６０の上壁部６０ａと側壁部６０ｂとによって区画された領域に、アノード１１から発生したプロセスガスＧａが貯留される。
【００５２】
図５（Ａ）を参照して、排出機構７０は、ガス貯留部６０に貯留されたプロセスガスＧａをめっき槽１０の外部に排出するように構成された機構である。具体的には、本実施形態に係る排出機構７０は、排出管７１と、この排出管７１に配置された開閉弁７２とを備えている。排出管７１は、ガス貯留部６０とめっき槽１０の外部とを連通している。開閉弁７２の開閉動作は制御モジュール８００によって制御されている。開閉弁７２は、通常は閉弁状態になっている。開閉弁７２が開弁状態になることで、ガス貯留部６０のプロセスガスＧａは排出管７１を通過して、めっき槽１０の外部（具体的には、大気中）に排出される。
【００５３】
図５（Ｂ）を参照して、レベルセンサ７５は、ガス貯留部６０におけるめっき液Ｐｓの液面の位置（高さ）を検出するためのセンサである。レベルセンサ７５は、その検出結果を制御モジュール８００に伝える。ガス貯留部６０にプロセスガスＧａが存在しない場合、ガス貯留部６０はめっき液Ｐｓで満たされている。ガス貯留部６０にプロセスガスＧａが貯留されると、ガス貯留部６０におけるめっき液Ｐｓの液面は低下する。このように、ガス貯留部６０におけるめっき液Ｐｓの液面は、ガス貯留部６０に貯留されたプロセスガスＧａの量と相関関係を有している。そこで、本実施形態に係る制御モジュール８００は、このレベルセンサ７５の検出結果に基づいて、排出機構７０を制御する。この制御モジュール８００による排出機構７０の制御についてフローチャートを用いて説明すると、次のようになる。
【００５４】
図６は、本実施形態に係る制御モジュール８００による排出機構７０の制御のフローチャートの一例である。ステップＳ１０において、制御モジュール８００は、ガス貯留部６０のプロセスガスＧａを排出させることを開始させる条件である「排出開始条件」が満たされたか否かを判定する。
【００５５】
具体的には、このステップＳ１０において、制御モジュール８００は、レベルセンサ７５の検出結果に基づいて、ガス貯留部６０のめっき液Ｐｓの液面が所定の基準位置よりも下方の位置になったか否かを判定する。制御モジュール８００は、めっき液Ｐｓの液面が基準位置よりも下方の位置になったと判定した場合に、排出開始条件が満たされた（ＹＥＳ）と判定する。
【００５６】
ステップＳ１０でＹＥＳと判定された場合、制御モジュール８００は、開閉弁７２を開弁させる（ステップＳ１１）。これにより、ガス貯留部６０のプロセスガスＧａは、めっき槽１０の外部に排出される。
【００５７】
なお、制御モジュール８００は、一度、開閉弁７２を開弁させた後に、レベルセンサ７５の検出結果に基づいてガス貯留部６０のめっき液Ｐｓの液面が基準位置又はこの基準位置よりも上方の位置になったと判定した場合には、開閉弁７２を閉弁状態に戻せばよい。あるいは、制御モジュール８００は、開閉弁７２を開弁させてから予め設定された所定時間が経過した後に、開閉弁７２を閉弁状態に戻してもよい（つまり、この場合、開閉弁７２は、所定時間の間、開弁状態になる）。
【００５８】
以上のような本実施形態によれば、上下方向に延在する円筒形状のアノード１１から発生したプロセスガスＧａをガス貯留部６０に貯留させて、このガス貯留部６０に貯留されたプロセスガスＧａを排出機構７０によってめっき槽１０の外部に排出させることができる。これにより、アノード室１３の隔膜１２の下面１２ａにプロセスガスＧａが滞留することを抑制することができる。この結果、このプロセスガスＧａに起因して基板Ｗｆのめっき品質が悪化することを抑制することができる。
【００５９】
続いて、アノードマスク１９について説明する。図７（Ａ）は、隔膜１２及びアノードマスク１９の模式的断面図である。図７（Ｂ）は、アノードマスク１９の模式的斜視図である。図３、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）を参照して、アノードマスク１９は、アノード室１３に配置されている。本実施形態に係るアノードマスク１９は、リング形状を有している。アノードマスク１９は、アノード１１と基板Ｗｆとの間を流れる電気が通過する開口部１９ｂを有している。本実施形態において、開口部１９ｂの径（直径）は、アノード１１の内径よりも小さい。また、本実施形態に係るアノードマスク１９は、図７（Ａ）に示すように、アノードマスク１９の上面１９ａが隔膜１２の下面１２ａに接するように配置されている。
【００６０】
続いて、アノード移動機構８０について説明する。図８は、めっきモジュール４００におけるアノード移動機構８０の周辺構成を模式的に示す断面図である。アノード移動機構８０は、アノード１１を上下方向に移動させるための機構である。具体的には、本実施形態に係るアノード移動機構８０は、バスバー５０を介してアノード１１と接続されている。
【００６１】
すなわち、本実施形態に係るバスバー５０は、アノード移動機構８０とアノード１１とを接続する「第１の接続部材９０」の一例である。本実施形態に係るアノード移動機構８０は、この第１の接続部材９０としてのバスバー５０を上下方向に移動させることで、アノード１１を上下方向に移動させている。
【００６２】
なお、本実施形態に係るバスバー５０は、上下方向に延在する棒状部５０ｂと、棒状部５０ｂの上端に接続するとともに水平方向に延在する平板部５０ａと、を備えている。平板部５０ａの外周縁はアノード１１の下端に接続している。平板部５０ａ及び棒状部５０ｂは、導電性の素材によって構成されている。また、本実施形態に係るバスバー５０は、平板部５０ａ及び棒状部５０ｂを被覆する被覆材５０ｃも備えている。被覆材５０ｃの具体的な材質は特に限定されるものではないが、本実施形態では一例として、ポリテトラフルオロエチレンや、ポリエーテルエーテルケトン等の樹脂を用いている。
【００６３】
アノード移動機構８０としては、アノード１１を上下方向に移動させることができるものであればよく、その具体的な構成は特に限定されるものではないが、本実施形態に係るアノード移動機構８０は、一例として、ピストン・シリンダ機構によって構成されている。具体的には、本実施形態に係るアノード移動機構８０は、シリンダ８１と、シリンダ８１に対して摺動ながらシリンダ８１に出入するピストン８２と、ピストン８２を駆動するアクチュエータ８３と、を備えている。アクチュエータ８３の動作は、制御モジュール８００が制御している。また、アノード移動機構８０は、ピストン８２が上下方向に変位するように配置されている。
【００６４】
ピストン８２の上端には、バスバー５０の棒状部５０ｂ（具体的には、棒状部５０ｂの周囲を覆う被覆材５０ｃ）が接続されている。制御モジュール８００の指示を受けてアクチュエータ８３がピストン８２を上方に変位させることで、バスバー５０が上方に移動し、これにより、アノード１１も上方に移動する。一方、制御モジュール８００の指示を受けてアクチュエータ８３がピストン８２を下方に変位させることで、バスバー５０が下方に移動し、これにより、アノード１１も下方に移動する。
【００６５】
なお、めっき槽１０の底壁部１０ａには、バスバー５０の棒状部５０ｂが通過するための貫通孔が設けられており、この貫通孔の内周面には、シール部材５７が設けられている。このシール部材５７によって、アノード室１３のめっき液Ｐｓがこの貫通孔から外部に漏洩することが効果的に抑制されている。
【００６６】
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、アノード１１の上下方向の位置が変化した場合における電場の形成態様の変化を示す模式的断面図である。具体的には、図９（Ａ）は、めっき処理時においてアノード１１が図９（Ｂ）に比較して上方に位置した状態を模式的に断面図示し、図９（Ｂ）は、めっき処理時においてアノード１１が図９（Ａ）比較して下方に位置した状態を模式的に断面図示している。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に図示されている「Ｅｆ」は、電気力線を示している。
【００６７】
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、アノード移動機構８０がアノード１１を上方及び下方に移動させることで、基板Ｗｆとアノード１１との距離を変更することができる。これにより、めっき処理時に基板Ｗｆとアノード１１との間に形成される電場の形成態様を変化させることができる。
【００６８】
また、本実施形態によれば、アノード移動機構８０によってアノード１１を上下方向に移動させるという簡素な機構で、電場の形成態様を変化させることができるので、例えばめっき装置１０００が開口部１９ｂの大きさを変更する開口部可変機構を備える場合に比較して、めっき装置１０００の構造が複雑化することを抑制することができる。これにより、めっき装置１０００のコストの低減を図ることができる。
【００６９】
なお、本実施形態の場合、アノード１１が下方に移動するほど、アノードマスク１９の開口部１９ｂを通過する電気力線Ｅｆの密度が多くなる。このため、アノードマスク１９の開口部１９ｂを通過する電気力線Ｅｆの密度を多くしたい場合には、アノード１１を下方に移動させ、逆に、開口部１９ｂを通過する電気力線Ｅｆの密度を低くしたい場合は、アノード１１を上方に移動させればよい。
【００７０】
なお、本実施形態に係るめっき処理方法は、上述しためっき装置１０００によって実現されている。したがって、重複した説明を省略するため、このめっき処理方法の詳細な説明は省略する。
【００７１】
（変形例１）
上述した実施形態において、アノードマスク１９は、その上面１９ａが隔膜１２の下面１２ａに接するように配置されているが（図７（Ａ））、この構成に限定されるものではない。例えば、アノードマスク１９は、以下のような位置に配置されていてもよい。
【００７２】
図１０（Ａ）は、実施形態の変形例１に係るめっき装置１０００Ａのめっきモジュール４００Ａにおけるアノードマスク１９の周辺構成を示す模式的断面図である。本変形例に係るアノードマスク１９は、アノードマスク１９の上面１９ａが隔膜１２の下面１２ａに接しておらず、アノードマスク１９の上面１９ａと隔膜１２の下面１２ａとの間に空間が形成されるような位置に配置されている。本変形例においても、前述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００７３】
（変形例２）
図１０（Ｂ）は、実施形態の変形例２に係るめっき装置１０００Ｂのめっきモジュール４００Ｂにおけるアノードマスク１９の周辺構成を示す模式的断面図である。本変形例に係るめっきモジュール４００Ｂは、主として、第２の接続部材９１をさらに備えている点において、前述しためっきモジュール４００や、めっきモジュール４００Ａと異なっている。
【００７４】
第２の接続部材９１は、アノードマスク１９と第１の接続部材９０（本変形例ではバスバー５０）とを接続するための部材である。これにより、本変形例に係るアノードマスク１９は、アノード１１を上下方向に移動させるためにアノード移動機構８０が第１の接続部材９０を上下方向に移動させた場合に、アノード１１と共に上下方向に移動することができる。
【００７５】
第２の接続部材９１の具体例は特に限定されるものではないが、本変形例においては第２の接続部材９１の一例として、第２抵抗体１８Ｂを用いている。具体的には、この第２抵抗体１８Ｂは、抵抗体１８と同様に、多孔質の部材によって構成されている。また、第２抵抗体１８Ｂは、アノード室１３におけるアノード１１よりも径方向（アノード１１の径方向）で内側の領域に配置されている。また、第２抵抗体１８Ｂは、円筒形状を有している。そして、第２抵抗体１８Ｂの上端はアノードマスク１９に接続し、第２抵抗体１８Ｂの下端はバスバー５０の平板部５０ａの表面を覆う被覆材５０ｃに接続している。
【００７６】
本変形例においても、前述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、本変形例によれば、アノードマスク１９をアノード１１と共に上下方向に移動させることができる。
【００７７】
以上、本発明の実施形態や変形例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態や変形例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、さらなる種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１０  めっき槽
１１  アノード
１１ａ  外周面
１１ｂ  内周面
１１ｃ  上端
１２  隔膜
１２ａ  下面
１３  アノード室
１９  アノードマスク
１９ａ  上面
１９ｂ  開口部
３０  基板ホルダ
６０  ガス貯留部
７０  排出機構
８０  アノード移動機構
９０  第１の接続部材
９１  第２の接続部材
４００  めっきモジュール
１０００  めっき装置
Ｗｆ  基板
Ｗｆａ  被めっき面
Ｐｓ  めっき液
Ｅｆ  電気力線
Ｇａ  プロセスガス
【要約】
隔膜の下面に滞留したプロセスガスに起因して基板のめっき品質が悪化することを抑制することができる技術を提供する。
めっき装置１０００は、アノード室１３にアノード１１が配置されためっき槽１０と、アノード室よりも上方に配置されてカソードとしての基板Ｗｆを保持する基板ホルダ３０と、を備えるめっき装置であって、アノードは上下方向に延在する円筒形状を有し、めっき装置は、アノードとの間に空間を有しつつ、アノードの上端、外周面、及び、内周面を覆うようにアノード室に設けられて、アノードから発生したプロセスガスを貯留するガス貯留部６０と、ガス貯留部に貯留されたプロセスガスをめっき槽の外部に排出させる排出機構７０と、をさらに備える。【図１】
0006936420.tif 000002
【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７】
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【図８】
0006936420.tif 000009
【図９】
0006936420.tif 000010
【図１０】
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