电镀方法

专利名称：电镀方法
技术领域：
本发明涉及例如在基片(衬底)等被镀体的被镀面上进行电镀的 电镀方法，尤其涉及如下电镀方法，即，在半导体晶片等的表面上所 设置的微细布线用沟槽和孔、导通孔(viahole)、穿通孔(through hole)和抗蚀剂开口部上形成镀膜，或者在半导体晶片表面上形成与 封装的电极等进行电连接的凸起'(突起状电极)。
背景技术：
例如，TAB (Tape Automated Bonding:载带自动接合)和FC (Flip Chip:倒装片法)中，广泛采用的方法是，在形成了布线的半导体芯 片表面的规定部位(电极)上，形成了把金、铜、焊锡或无铅焊锡和 镍、以及将它们重叠成多个层的突起状连接电极(凸起bump),通 过该凸起而与封装的电极和TAB电极进行电连接。这种凸起的形成方 法有电镀法、蒸发淀积法、印刷法、球形凸起法等各种方法。随着 半导体芯片的I/O数增加和间距微细化，大量采用能实现微细化且性 能比较稳定的电镀法。
若采用电镀法，则容易获得高纯度金属膜(镀膜)，而且，不仅 金属膜的成膜速度较快，而且金属膜的厚度也容易控制。
图37表示采用所谓倒装片方式的现有电镀装置的一例。该电镀 装置具有电镀槽12和基片支架14，其中，电镀槽12的内部装有镀 液10且上方敞开，基片支架14能支承基片W使其表面(被镀面)朝 下(倒装)，装卸自如地上下移动自如。在电镀槽12的底部水平地布 置了阳极16，在上部的周围设置了溢流槽18，并在电镀槽12的底部 上连结了镀液供给喷咀20。
这样，借助基片支架14而保持水平状态的基片W,布置在对电 镀槽12的上端敞开部分进行遮盖的位置上，在此状态下，从镀液供 给喷咀20向电镀槽12的内部供给镀液10，使该镀液10从电镀槽12 的上部溢流，使镀液10接触到由基片支架14保持的基片W的表面上， 同时，通过导线22a把阳极16连接到电源24的阳极上；通过导线 22b把基片W分别连接到电镀电源24的阴极上。于是，利用基片W 和阳极16的电位差，使镀液10中的金属离子从基片W的表面接受电 子，在基片W的表面上析出金属，形成金属膜。
若采用该电镀装置，则通过调节阳极16的大小、阳极16和基片 W的极间距离和电位差、以及从镀液供给喷咀20中供给的镀液10的 供给速度等，即可在一定程度上调节基片W表面上所形成的金属膜的 厚度均匀性。
图38表示采用所谓浸渍(dip)方式的现有电镀装置的一例。该 电镀装置具有镀槽12a和基片支架14a，其中，镀槽12a的内部装有 镀液10，基片支架14a能支承基片W使其周缘部水密封，表面(被 镀面)露出，装卸自如地上下自如移动。在电镀槽12的内部，阳极 16a由阳极支架26支承，垂直布置，并且，由基片支架14a支承的 基片W布置在与阳极16a相对置的位置上时，具有中央孔28a的由电 介质构成的调整板28布置在该阳极16a和基片W之间。
这样，把该阳极16、基片W和调整板28浸渍到电镀槽12a内的 镀液中，同时，通过导线22a把阳极16a连接到电镀电源24的阳极 上，通过导线22b把基片W分别连接到电镀电源24的阴极上。于是 和上述情况相同，在基片W的表面上析出金属，形成金属膜。
若采用该电镀装置，则在阳极16a以及与该阳极16a相对置的位 置上布置的基片W之间，布置具有中央孔28a的调整板28，由该调 整板28来调节电镀槽12a内的电位分布，即可在某种程度上调节基 片W表面上形成的金属膜的厚度分布。
图39是表示采用所谓浸渍方式的现有电镀装置的一例的另一 例。该电镀装置与图38所示的电镀装置的不同点是没有调整板， 具有环状的拟似阴极(拟似电极)30，在基片W的周围布置拟似阴极
30，在此状态下用基片支架14a来支承基片W，并且在电镀处理时通 过导线22c把拟似电极30连接到电镀电源24的阴极上。
若采用该电镀装置，则通过调节拟似阴极30的电位，即可改善 在基片W表面上形成的金属膜的厚度均匀性。
另一方面，例如，当在半导体基片(晶片)表面上形成布线用和 凸起等的金属膜(镀膜)时，要求在跨过整个基片而形成的金属膜的 表面形状和膜厚均匀一致。在近几年的SOC(System 0n Chip)、 WL-CSP (Wafer Level Chip Size Package)等高密度安装技术中，对高精 度的均匀性的要求日益提高，用这些现有电镀装置，很难形成与高精 度的均匀性相适应的金属膜。
也就是说，若用图37所示的电镀装置在基片W上进行电镀，则 形成的金属膜受镀液流的影响很大，若该镀液流速度快，则如图40A 所示，金属离子供给充分的基片W的中央部分与周围部分相比，金属 膜P的厚度较大，为防止这种倾向，若把镀液流速度减到很慢，则如 图40B所示，基片W的周缘部分与中央部分相比，金属膜P的厚度增 大。并且，若利用图38所示的电镀装置在基片上进行电镀，则虽然 利用在中央有中央孔的调整板来改善电位分布，能在一定程度上改善 整个基片上的金属膜的膜厚分布的均匀性，但是，形成的金属膜P的 膜厚分布，如图40c所示出现在基片W的中央部分和周围部分上金属 膜P的厚度增大的波浪状。再者，在用图39所示的电镀装置进行电 镀时，不仅很难调整拟似电极(拟似阴极)电压，而且必须除去拟似 电极表面上附着的金属膜，该操作很烦杂。
一般，现有的电镀装置，由于在基片表面上形成的表面电位分布 而使作为受电部分的基片周围部分的膜厚增加，基片表面的膜压分布 呈现U字形(参见图40B)，成为损坏膜厚均匀性的重要原因之一。 为了抑制这种现象，对供给到基片表面上的金属离子进行调整，也就 是说对镀液流进行调整，或者对基片表面的电位分布和电镀槽内的电 场进行控制、调整，采用的方法是利用调整板和拟似电极。
镀液流的调整和用调整板的调节，其方法是把金属离子和电场集 中到基片中央部，使基片中央部的镀膜增厚，这样，把整个基片上的
镀膜膜厚分布调整成w字形，使脱离平均膜厚的膜变化达到最小(参 见图40c)。所以，镀液流的调整和调整板的位置和中央心孔大小的 选定以及微调整，均对膜厚均匀性有很大的影响，膜厚均匀性与调整 (tuning)情况有很大关系。
另一方面，采用拟似电极的方法是，仅把基片表面上的电压分布 扩展到基片外周的包括拟似电极的区域，把受电部分的膜厚的增加集 中到拟似电极上，在基片表面上获得很均匀的膜厚。并且，与该采用 拟似电极的方法等效的也还有这样的方法，即把基片内的周缘部附近 的图形作为"废弃芯片"使其发挥拟似电极的作用。采用拟似电极的 方法，其电压调整对膜厚均匀性有决定性作用。并且，必须定期清除 附着在拟似电极上的金属膜(镀膜)，该操作复杂。再者，若把基片 内的周缘部附近的图形作为"废弃芯片"使其发挥拟似电极作用，则 每一片基片的有效芯片减少，所以生产效率降低。
上述任一方法，从结果来看，均是调整膜厚分布，获得均匀的膜 厚分布。所以并非通过对阳极和作为阴极的被镀体之间形成的电镀槽 的电场积极地进行控制和调整，来控制和改善被镀体表面的电位分 布，以此从本质上消除和改善有变成U字形的倾向的镀膜的膜厚分 布。

发明内容
本发明是鉴预以上情况而提出的方案，其目的在于提供电镀方 法，比较简单，而且不需要复杂的运转方法和设定，即可在整个被镀 体上形成更均匀膜厚的金属膜(镀膜)。
为了达到上述目的，本发明的电镀方法，其特征在于将阳极和 被镀体浸渍在电镀槽内的镀液中，且将上述阳极和上述被镀体设置成 相互面对；在上述阳极和被镀体之间，设置对电镀槽内的电位分布进 行调整的调整板；边使用配置在上述被镀体和上述调整板之间的搅拌 棒来搅拌在上述电镀槽中保持的镀液，边在上述阳极和上述被镀体之 间通电来进行电镀。
所述电镀方法，其中，在电镀中使上述电镀槽内的镀液循环。
所述电镀方法，其中，在上述调整板，设置有对电镀槽内的电位
分布进行调整的由多个通孔构成的通孔群。
所述电镀方法，其中，在上述调整板，设置有边对电镀槽内的电 位分布进行调整边使镀液流过的筒状体或具有穿通孔的矩形块。
所述电镀方法，其中，使上述搅拌棒平行于被镀体的被镀面往复 运动，来进行在上述电镀槽中保持的镀液的搅拌。
这样，使电场漏泄到电镀槽内设置的调整板的内部设置的多个通 孔内，使漏泄的电场均匀地扩展，从而能使横跨被镀体的整个面上的 电位分布更均匀，能进一步提高被镀体上形成的金属膜的面内均匀 性。并且，对镀液在电镀槽内设置的调整板内部设置的多个通孔内通 过进行控制，因此，能防止受到该镀液流的影响而造成的被镀体上形 成的金属膜厚度不均匀。通过形成通孔群，能够形成在被镀体的所有 方向上均具有良好的膜厚均匀性的金属膜。由于利用搅拌棒在电镀处 理中对被镀体和调整板之间的镀液进行搅拌，所以能更均匀地向被镀 体上供给充分的离子，能更迅速地形成更均匀的膜厚的金属膜。在电 镀处理中，利用和被镀体平行地往复运动的搅棒来搅拌镀液，所以能 边消除镀液流的方向性，边向被镀体均匀地供给充分的离子。


图1是具有本发明的实施方式的电镀装置的电镀处理装置的整 体布置图。
图2是图1所示的电镀处理装置的电镀空间内具有的搬运机械手 的概要图。
图3是图1所示的电镀处理装置具有的电镀装置的概要剖面图。 图4是图3所示的电镀装置的主要部分的概要斜视图。 图5是图3所示的电镀装置具有的调整板的平面图。 图6是利用图3所示的电镀装置形成金属膜(镀膜)时的金属膜 状态的示意图。
图7A 7E是按工序顺序来表示在基片上形成凸起(突起状电极) 的过程的剖面图。
图8是表示调整板的另一例的平面图。
图9是表示调整板的另一例的平面图。
图io是表示调整板的另一例的平面图。
图11是表示调整板的另一例的平面图。 图12是表示调整板的另一例的平面图。 图13是表示调整板的另一例的平面图。 图14是表示调整板的另一例的平面图。 图15是表示调整板的另一例的平面图。 图16是表示调整板的另一例的平面图。 图17是表示调整板的另一例的平面图。 图18是表示调整板的另一例的平面图。 图19是表示调整板的另一例的平面图。
图20是表示本发明的另一实施方式的电镀装置的概要剖面图。 图21A是表示图20所示的电镀装置中具有的调整板和圆筒体的
斜视图。
图21B是表示图21A的正面图。
图22是表示用图20所示的电镀装置来形成金属膜(镀膜)时的 金属膜状态的示意图。
图23是表示本发明的另一实施方式的电镀装置的概要剖面图。
图24A是表示调整板和圆筒体的另一例的斜视图。
图24B是表示图24A的正面图。
图25A是表示调整板和圆筒体的另一例的斜视图。
图25B是表示图25A的正面图。
图26A是表示调整板和圆筒体的另一例的斜视图。
图26B是表示图26A的正面图。
图27A是表示调整板和圆筒体的另一例的斜视图。
图27B是表示图27A的正面图。
图28是表示本发明的另一实施方式的电镀装置的概要剖面图。 图29A是表示图28所示的电镀装置所具有的调整板，圆筒体和 电场调整环的斜视图，
图29B是表示图29A的正面图。
图30是表示用图28所示的电镀装置来形成金属膜(镀膜)时的 金属膜状况的示意图。
图31是表示本发明的另一实施方式的电镀装置的概要剖面图。 图32A是表示调整板、圆筒体和电场调整环的另一例的斜视图。 图32B是表示图32A的正面图。
图33A是表示调整板、圆筒体和电场调整环的另一例的斜视图。 图33B是表示图33A的正面图。
图34A是表示调整板、圆筒体和电场调整环的另一例的斜视图。 图34B是表示图34A的正面图。
图35A是表示调整板、圆筒体和电场调整环的另一例的斜视图。 图35B是表示图35A的正面图。
图36是表示本发明的另一实施方式的电镀装置的概要剖面图。 图37是表示现有电镀装置的一例的概要剖面图。 图38是表示现有电镀装置的另一例的概要斜视图。 图39是表示现有电镀装置的再另一例的概要剖面图。 图40A 图40C是表示用现有的电镀装置来形成的金属膜(镀膜) 的各不相同的状态的示意图。
具体实施例方式
以下参照附图，详细说明本发明的实施方式。而且，在以上的实 施方式中，表示使半导体晶片等基片作为被镀体的例子。
图1是具有本发明的实施方式的电镀装置的电镀处理装置的整 体布置图。该电镀处理装置连续地自动地进行基片的预处理、电镀处 理和电镀后处理的电镀全过程，安装了外装面板的装置框架110的内 部，利用隔板112分隔成进行基片的电镀处理和粘有镀液的基片的处 理的电镀空间116、以及进行除此以外的处理即不直接涉及镀液的处 理的清洗空间114。并且，在利用隔板112来对电镀空间116和清洗 空间114进行分隔的被分隔部分内，并排地布置了 2个基片支架160 (参见图2)，具备基片装卸台162，该基片装卸台162作为在各基片 支架160之间进行基片装卸的基片授受部分。在清洗空间114上连接 了装卸口 120，用于放置装有基片的基片盒，并且，在装置框架110
上具有操作面板121。
在清洗空间114的内部，在其四个角的位置上布置了定位器122、 2台清洗/干燥装置124、及预处理装置126。定位器122用于把基片 的定位面或缺口等的位置对准到规定方向上。2台清洗/干燥装置124 用于对电镀处理后的基片进行清洗，并高速旋转进行甩干。预处理装 置126用于进行基片的预处理，例如，向基片表面(被镀面)喷射纯 水，用纯水来清洗基片表面，而且进行用纯水沾湿以改进亲水性的水 洗预处理。再者，在这些处理装置，即定位器122、清洗/干燥装置 124和预处理装置126的大致中心位置上，布置第1搬运机械手128， 用于在各处理装置122、 124、 126、上述基片装卸台162和上述装卸 口 120处放置的基片盒之间进行基片的搬运和授受。
在此，布置在清洗空间114内的定位器122、清洗/干燥装置124 和预处理装置126，利用使表面向上的水平状态对基片进行保持和处 理。搬运机械手128和使表面向上的水平状态下对基片进行保持，来 进行基片的搬运和授受。
在电镀空间116内，从隔板112侧起依次布置了对基片支架 160进行保管和暂时放置的储料器164、利用例如硫酸或盐酸等药液 对基片表面上形成的薄层表面的电阻大的氧化膜进行腐蚀清除的活 性化处理装置166、用纯水对基片表面进行水洗的第1水洗装置168a、 进行电镀处理的电镀装置170、第2水洗装置168b、以及对电镀处理 后的基片进行除水的鼓风装置172。并且，在这些装置的侧面，布置 了能沿轨道176移动自如的2台第2搬运机械手174a、 174b。该一 方的第2搬运机械手174a在基片装卸台162和储料器164之间搬运 基片支架160，另一方的第2搬运机械手174b在储料器164、活性化 处理装置166、第1水洗装置168a、电镀装置170、第2水洗装置168b 和鼓风装置172之间搬运基片支架160。
该第2搬运机械手174a、 174b如图2所示，具有向垂直方向 延伸的机体178、以及沿该机体178上下移动自如而且能以轴心为中 心旋转自如的臂杆180，在该臂杆180上并排设置了 2个能对基片支 架160装卸自如并进行保持的基片支架保持部182。在此，基片支架160在使表面露出对周缘部密封的状态下，对基片W进行保持，对基 片W装卸自如。
储料器164、活性化处理装置166、水洗装置168a、 168b和电镀 装置170，对基片支架160的两端部上设置的向外突出的突出部160a 进行钓接，使基片支架160在垂直方向上形成垂吊的状态。并且，在 活性化处理装置166上具有在内部保持药液的2个活性化处理槽183， 如图2所示，使将装有基片W的基片支架160保持成垂直状态的第2 搬运机械手174b的臂杆180下降，根据需要对基片支架160在活性 化处理槽183的上端部进行钓接和垂吊，使基片支架160和基片W — 起浸渍到活性化处理槽183内的药液中，进行活性化处理。
同样，在水洗装置168a、 168b中具有在内部保持纯水的各2个 水洗槽184a、 184b，在电镀装置170内分别具有在内部保持镀液的 多个电镀槽186，与上述情况一样，把基片支架160和基片W—起浸 渍到这些水洗槽184a、 184b内的纯水或电镀槽186内的镀液中，进 行水洗处理或电镀处理。并且，鼓风装置172使将装有基片W的基片 支架160保持在垂直状态下的第2搬运机械手174b的臂杆180下降， 向装在该基片支架160上的基片W喷射空气或惰性气体，吹掉附着在 基片支架160和基片W上的液体，进行脱水，进行基片的吹洗处理。
电镀装置170的各个电镀槽186如图3和图4所示，在内部保持 镀液IO，将基片W浸渍到镀液10中，该基片W由基片支架160进行 保持、且水密封周缘部、表面(被镀面)露出。
在电镀槽186的两侧设置了溢流槽46，用于接收从电镀槽186 的溢流堰44上端溢流出的镀液10，该溢流槽46和电镀槽168由循 环配管48进行连结。并且，在该循环配管48的内部，安装了循环泵 50、恒温装置52和过滤器54。因此，随着循环泵50的驱动，供给 到电镀槽186内的镀液10装满电镀槽186内部，然后从溢流堰44溢 流出来，流入到溢流槽46内，返回到循环泵50内进行循环。
在电镀槽186内部，沿基片W的形状的圆形的阳极56保持在阳 极支架58上，设置成垂直状，当电镀槽186内充满镀液10时，阳极 56被浸渍到该镀液10中。并且，在阳极56和基片支架160之间的
位置设置了调整板60，用于把电镀槽186的内部分隔成阳极侧室40a 和基片侧室40b，把保持在电镀槽186内的镀液10隔断在阳极侧和 基片侧。
在基片支架160和调整板60之间，布置了搅棒式搅拌机构64， 其中具有多个向下垂的搅拌棒62，该搅拌棒62位于基片侧室40b内 的镀液10的内部，与保持在基片支架160上的基片W相平行地往复 运动，对基片侧室40b内的镀液进行搅拌。
调整板60例如厚度为0. 5 10mm左右，由PVC、 PP、 PEEK、 PES、 HT-PVC、 PFA、 PTFE等树脂类材料形成的电介质构成。并且，在该调 整板60内部的规定区域、即在用基片支架160来保持基片W将其布 置在电镀槽186内的规定电镀位置上时，横跨与该基片W的表面相对 置的区域的几乎整个范围，且与基片W相似的圆形区域内，设置了由 多个通孔66构成的通孔群68。
在此，例如，如图5所示，利用在横向上直线延伸形成缝隙状的 长孔而构成了通孔66，该通孔(长孔)66在沿基片W的外形而形成 的圆形区域内布置成直线状而且是并排的，这样构成了通孔群68。 该通孔(长孔)66的宽度， 一般是0.5 20腿，优选是l 15rran，其 长度，根据基片W的大小(直径)任意设定。
这样，在调整板60的内部设置由多个通孔66构成的通孔群68， 当进行电镀处理时，电场在各通孔66内漏泄，所漏泄的电场均匀地 扩展，使横跨整个基片W表面(被镀面)的电位分布更均匀，能进一 步提高基片W表面上形成的金属膜的面内均匀性。并且，对镀液10 穿过在电镀槽186内设置的调整板60的内部设置的多个通孔66进行 控制，因此，能防止由于受该镀液10的流动(镀液返回)的影响而 使基片W表面上形成的金属膜的厚度产生不均匀。
尤其，通孔66采用缝隙状的长孔，所以既能控制该通孔(长孔) 66内的镀液10的流通，又能促进电场漏泄。再者，横跨调整板60 的与基片W表面相对置的区域的几乎整个区内、且与基片W相似的形 状的圆形区域内，形成由多个通孔66构成的通孔群68，所以能够形 成对基片W表面的所有方向均具有良好的膜厚均匀性的金属膜。
若采用该电镀装置170，则首先按上述方法在电镀槽186内部装 满镀液10，使镀液10循环。在此状态，使保持基片W的基片支架160 下降，布置在能使基片W浸渍到电镀槽186内的镀液10内的规定位 置上。在此状态下，通过导线22a把阳极56连接到电镀电源24的阳 极上，通过导线22b把基片W连接到电镀电源24的阴极上，同时， 驱动搅棒式搅拌机构64，使搅棒62沿基片W表面往复运动，对基片 侧室40b内的镀液10进行搅拌，这样在基片W表面上析出金属，形 成金属膜。
这时，如上所述，在调整板60的内部所设置的多个通孔66内电 场漏泄，所漏泄的电场均匀扩散，使横跨基片W整个表面(被镀面) 的电位分布更均匀，如图6所示，能在基片W表面上形成面内均匀性 更好的金属膜P。而且，基片W和调整板60之间的镀液10，在电镀 处理中由搅棒62进行搅拌，在消除了镀液流动的方向性的同时，更 均匀地向基片W的表面供给充分的离子，能更迅速地形成更均匀的厚 度的金属膜。
并且，电镀结束后，把电镀电源24从基片W和阳极56上切断， 把基片支架160和基片W —起提升起来，进行基片W的水洗和冲洗等 必要处理后，把电镀后的基片W搬运到下一道工序。
用这种结构的电镀处理装置进行的一连串凸起电镀处理，参照图 7进行说明。首先，如图7A所示，在表面上形成作为供电层的薄层 500，在该薄层500表面上例如全面涂敷高度H为20 120 u m的抗蚀 剂502，然后在该抗蚀剂502的规定位置上，例如设置直径D,为20 120 ii m的开口部502a，这样处理的基片W在其表面向上的状态下放 置到基片盒内，把基片盒放到装卸口 120。
从放置到该装卸口 120处的基片盒中，由第1搬运机械手128取 出一片基片W，放到定位器122上，把定位面或缺口等的位置对准到 规定方向上。利用第1搬运机械手128把由定位器122对准了方向的 基片W搬运到预处理装置126内。并且在预处理装置126内进行预处 理液采用纯水的预处理(水洗预处理)。另一方面，在储料器164内 以垂直状态保管的基片支架160由第2搬运机械手174a取出，将其 旋转9(TC使其成为水平状态，两个并排地放置在基片装卸台162上。
然后，经过上述预处理(水洗预处理)的基片W安放到位于基片 装卸台162上的基片支架160上，对其周缘部进行密封。安放了该基 片W的基片支架160，每次2个同时由第2搬运机械手174a进行抓 持，使其上升，搬运到储料器164处，旋转9(TC使基片支架160变 成垂直状态，然后下降，这样把2个基片支架160吊挂在储料器164 内(暂时放置)。依次反复进行上述动作，依次把基片安放到已装到 储料器164内的基片支架160内，依次吊挂保持(暂时放置)在储料 器164的规定位置上。
另一方面，第2搬运机械手174b对安放基片、暂时放入储料器 164内的基片支架160同时抓持2个，提升后搬运到活性化处理装置 166内，把基片浸渍到活性化处理槽183内的硫酸或盐酸等药液内， 对薄层表面的电阻大的氧化膜进行腐蚀，使清洁的金属面露出。同样 地再把装有该基片的基片支架160搬运到第1水洗装置168a内，用 装在该水洗槽184a内的纯水对基片表面进行水洗。
安放了水洗后的基片的基片支架160同样地搬运到电镀装置170 内，在浸渍到电镀槽186内的镀液10中的状态下吊挂保持在电镀槽 186内，对基片W表面进行电镀处理。并且，经过规定时间后，再次 用第2搬运机械手174b抓住装有基片的基片支架160，从电镀槽186 中提升上来结束电镀处理。
并且，与前面说述一样，把基片支架160搬运到第2水洗装置 168b处，浸渍到该水洗槽184b的纯水中，对基片表面进行纯水清洗。 然后，把装有基片的基片支架160同样地搬运到鼓风装置172内，向 基片上喷射惰性气体或空气，除去基片支架16上附着的镀液和水滴。 然后，把装有基片的基片支架160同样的送回到储料器164的规定位 置上进行吊挂保存。
第2搬运机械手174b依次反复进行上述作业，把装有电镀结束 后的基片的基片支架160依次送回到储料器164的规定位置上，进行 吊挂保存。
另一方面，第2搬运机械手174a对于装有电镀结束后的基片送 回到储料器164内的基片支架160同时抓持2个，同样地放置到基片 装卸台162上。
然后，由布置在清洗空间114内的第1搬运机械手128从放在该 基片装卸台162上的基片支架160中取出基片，搬运到某一清洗/干 燥装置124内。并且，在该清洗/干燥装置124中，对表面朝上保持 水平的基片用纯水清洗，高速旋转进行甩干，然后用第1搬运机械手 128把该基片送回到装卸口 120上的基片盒内，结束一连串的电镀处 理。这样，如图7B所示获得了抗蚀剂502上的开口部502a内生长了 镀膜504的基片W。
并且，以上经过甩干的基片W，例如浸渍到温度50 6(TC的丙酮 等溶剂内，如图7C所示，剥离除去基片W上的抗蚀剂502，再如图 7D所示除去电镀后露出到外部的不需要的薄层500。然后对形成在该 基片W上的镀膜504进行回流焊，如图7E所示，形成因表面张力而 变成圆球形凸起506。并且，对该基片W例如在IO(TC以上的温度下 进行退火，除去凸起506内的残留应力。
若采用该例，则电镀空间116内的基片授受利用电镀空间116内 的第2搬运机械手174a、 174b来进行，清洗空间114内的基片授受 利用该清洗空间114内的第1搬运机械手128来进行。所以，基片的 预处理、电镀处理和电镀后处理的全部电镀工序连续自动进行，提高 了电镀处理装置内部的基片周围的洁净度，而且能提高电镀处理装置 的处理能力，减轻电镀处理装置的附属设备的负荷，能使电镀处理装 置更加小型化。
在该例中，进行电镀处理的电镀装置170采用了机座小的电镀槽 186的电镀装置，所以，能使具有多个电镀槽186的电镀装置更加小 型化，同时，能更加减轻工厂附属设备的负荷。而且，也可以把图1 中设置了 2台清洗/干燥装置124中的一台装置换成预处理装置。
图8 图19表示调整板60的由多个通孔构成的通孔群的各种不 同例。也就是说，图8是利用纵向延伸成直线状缝隙的长孔来构成通 孔66a，该通孔(长孔)66a在沿基片W的外形的圆形区域内并排地 布置成直线状，形成了通孔群68a。图9是为了适应基片W采用矩形
的情况，把通孔(长孔)66b在沿基片W外形的矩形区域内并排地布 置成直线状，形成了通孔群68b。
图10是在横跨调整板60的与基片W的表面相面对的区域的整个 宽度上，利用由延伸成直线缝隙状的长孔组成的多个通孔(长孔)66c 构成了通孔群68c。在此情况下，也可以使用矩形的基片W，如图ll 所示把通孔(长孔)66d并排地布置在沿基片W外形的矩形区域内， 构成通孔群68d。并且也可以使这些通孔66d在纵向上延伸成直线状。
图12是在纵向和横向上延伸成十字状的十字孔所构成的多个通 孔(十字孔)66e均等地布置在圆形区域内构成了通孔群68e。在此 情况下也可以在使用矩形的基片W的情况下，如图13所示把通孔(十 字孔)66f均等地布置在沿基片W外形的矩形区域内构成通孔群68f 。
图14是把由细孔组成的多个通孔(细孔)66g均等地布置在圆 形区域内，构成通孔群68g。各通孔(细孔)66g的直径在该例中设 定为2ram，在图示的例中共计设置了 633个。该通孔66g，再者下述 的小孔(周边孔)66h2 66hs的直径，例如在1 20ram范围内任意设 定。优选是2 10mm。这样，用通孔(细孔)66g来构成通孔群68g， 因此，能提高调整板60的生产效率。
图15是直径不同的多个孔，即位于中央部的大径的大孔(中央 孔)66h,、以及在该大孔66h,的外面沿圆周方向布置，随着在直径方 向上向外移动，孔径越来越小的多个行(图示中为4行)的小孔(周 边孔)66h2 66h5组成的多个通孔66h，共同构成了通孔群68h。该大 孔(中央？L) 66h,的直径，在该例中设定为84mm，但可以在例如50 300mm的范围内任意设定，优选是30 100mm。并且，小孔(周边孔) 66h2 66hs的直径分别设定为10mm、 8mm、 7mm和6mm。
图16是位于中央的中央孔66L及中央孔66L的外面布置的、多 个行(图示中为5行)向圆周方向延伸的长孔66i2 66i6组成的多个 通孔66i，共同构成通孔群68i。该中央孔66^的直径，在该例中设 定为34mm，长孔66" 66"的宽度分别设定为27mm、 18. 5mm、 7mm、 7mm、 7mm。
图17是位于中央部的大径的大孔(中央孔)66丄、沿圆周方向
布置在该中央孔66丄的外面的向圆周方向延伸的长孔66J2、以及布置 在该长孔66j2外面的随着在直径方向上向外移动而孔径越来越小的 多个行(图示中为4行)的小孔(周边孔)66J3 66J6所组成的多个 通孔66j，共同构成通孔群68j。该大孔(中央孔)66j,的直径，在 该例中设定为67mm，长孔66丄的宽度设定为17mm，小孔(周边孔) 66J3 66J6的直径分别设定为9廳、8mm、 7腿、6mm。
图18是位于中央部的大径的大孔(中央孔)66k,、沿圆周方向 布置在该中央孔66k,的外面的向圆周方向延伸的多个行(图示中为2 行)的长孔66k2、 66k3、以及布置在该长孔66k3外面的随着在直径方 向上向外移动而孔径越来越小的多个行(图示中为2行)的小孔(周 边孔)66k4 66k5所组成的多个通孔66k，共同构成通孔群68k。该大 孔(中央孔)66k,的直径，在该例中设定为80mm,长孔66k2、 66 k3、 的宽度设定为17mm，小孔(周边孔)66k4 66ks的直径分别设定为
6腿禾n 4腿。
图19是位于中央的大径的大孔(中央孔)661,、沿圆周方向按 规定间距布置在该中央孔661,的外面的在半径方向上延伸成直线状 的多个缝隙状的长孔6612所组成的多个通孔661，共同构成通孔群 681。该长孔6612的宽度， 一般是O. 5 20mm，优选是1 15ran。并且， 长度根据被镀面的形状而任意设定。
这样，多个细孔、直径不同的多个孔或者延伸成缝隙状的长孔等 任意形状的多个通孔，组合起来构成通孔群。所以能满足电镀场所和 条件等的任意要求。
而且，在上述图14 图19所示的例中，表示把通孔布置在圆形 区域的内部，形成通孔群的例子。但与前述一样地使用矩形的基片的 情况下，当然，也可以把这些通孔布置在沿基片外形的矩形区域内。
如以上所说那样，若采用本发明，则在电镀槽内设置的调整板内 部所设置的多个通孔内有电场漏泄，所漏泄的电场均匀地扩展，使横 跨被镀体整个面的电位分布更均匀，能进一步提高被镀体上形成的金 属膜的面内均匀性。并且对镀液穿过电镀槽内设置的调整板的内部设 置的多个通孔进行抑制，因此，能防止由于受该镀液的流动的影响而使被镀体上形成的金属膜的厚度产生不均匀。
图20表示本发明的另一实施方式的电镀装置170a;图21表示 该电镀装置170a所使用的调整板和形成镀液流路的圆筒体。该电镀 装置170a与图3 图5所示的例的不同点是使用的调整板60，例 如板厚0. 5 10mrn左右，其中央具有与由基片支架160保持的基片W 相对置，与该基板W的外径相配合的内径D的中央孔60a，并且，在 该调整板60的基片支架160侧的表面上，连接了内径等于上述中央 孔60a的内径D的圆筒体200并使其形成同心状，这样，在该圆筒体 200的内周面，形成了边使电场均匀通过，边使镀液10流通的镀液 流路200a。该圆筒体200与调整板60 —样，其结构材料采用例如PVC、 PP、 PEEK、 PES、 HT-PVC、 PFA、 PTFE等树脂类材料构成的电介质。 其他结构与图3 图5所示相同。
在此，调整板60的中央孔和圆筒体200的内径D， 一般设定为 与基片W的电镀表面外径(被镀表面外径)相等的直径士16mm，优选 是与被镀表面外径相等的直径士5mm，最好是与被镀表面外径相等的 直径士lmm。并且，圆筒体200的长度L根据电镀槽186的形状、阳 极56和基片W的距离等而适当决定。 一般为10 90mm，优选是20 75腿，最好是30 60鹏。
这样，在电镀槽186内在阳极56和基片W之间形成的电场沿镀 液流路200a，即，在圆筒体200内部均匀地通过，不会漏泄到该圆 筒体200的外部，因此，能对电场畸变和偏差进行调整和修正，使横 跨基片W整个表面的电位分布更均匀，如图22所示，虽然在基片W 的表面上，在基片W的边缘部膜厚稍厚，但能形成使面内均匀性更高 的金属膜P。
也就是说，仅依靠在内部设置了中央孔60a的调整板60,该调 整板60的板厚， 一般较薄，约为0.5 10mm，因此，在电镀槽186 内，阳极56和基片W之间形成的电场仅仅依靠调整板60进行控制是 不够的，电场产生畸变和偏差，尤其作为受电部的基片边缘部的膜厚 度增加。像该例那样在圆筒体200的长度L上对电场的通过进行限制， 所以，能防止这种危害，提高金属膜的面内均匀性。
而且，在该例中，和上述图3 图5所示的例一样，在圆筒体200 和用基板支架160保持的基片W之间，布置具有向下垂的多个搅棒 62的搅棒式搅拌机构64，在电镀中对搅棒式搅拌机构64进行驱动， 使搅棒62沿基片W表面往复运动，对基片侧室40b内的镀液10进行 搅拌，所以，能边消除镀液流的方向性，边更均匀地由基片W表面供 给充分的离子，能更迅速地形成更均匀的膜厚的金属膜。
图23表示本发明的另一实施方式的电镀装置170b。该电镀装置 170b与图21和图22所示的例的不同点是在圆筒体200和由基片 支架160保持的基片W之间，布置了镀液喷射式搅拌机构202来代替 搅棒式搅拌机构64。也就是说，该镀液喷射式搅拌机构202具有镀 液供给管204和多个镀液喷射喷咀206。镀液供给管204例如由环形 管构成，与配管48相连通，布置成浸渍到电镀槽186的镀液10内。 多个镀液喷射喷咀206安装在沿该镀液供给管204圆周方向的规定位 置上，把镀液10喷射到由基片支架160保持的基片W上。并且，随 着泵50的驱动而输送的镀液10，供给到镀液供给管204内，从镀液 喷射喷咀206向基片上喷射，引入到电镀槽186内，再从溢流堰44 的上端溢流进行循环。
这样，从多个镀液喷射喷咀206向基片W喷射镀液10，所以对 电镀槽186内的镀液10进行搅拌，使其浓度均匀，同时能向基片W 充分供给镀液10的各成分，能更迅速地形成更均匀的膜厚的金属膜。
而且，在上述例中表示了把圆筒体200连结到调整板60的基片 W侧的表面上的例子。如图24所示，也可以在调整板60上设置嵌接 孔60b，内径为D、长度为L，以内周面作为镀液流路200a的圆筒体 200嵌接到该嵌接孔60b内，把圆筒体200保持在沿圆筒体200的长 度方向上的规定位置上。这样，即使在调整板60和搅棒62 (参见图 20)或镀液供给管204 (参见图23)的距离短的情况下，也能使圆筒 体200向调整板60的后方突出，因此能确保圆筒体200的充分长度 L。
并且，如图25所示，也可以在圆筒体200的周壁上设置大小能 防止电场泄漏的多个通孔200b。这样，能边防止电场漏泄，边使镀
液10在圆筒体200的周壁设置的通孔200b内流通，因此，能防止镀 液10的浓度在圆筒体200内外产生偏差。该通孔的形状，除了该例 的细孔外，还有缝隙状的长孔、纵横方向延伸的十字孔、及其组合。
再者，如图26所示，也可以用具有充分厚度的板体来构成调整 板210，在该调整板210的规定位置上设置规定内径的穿通孔，利用 该穿通孔来形成具有规定内径D和规定长度L的镀液流路210a,在 该例的情况下，能减少零部件数量。
并且，如图27所示，也可以准备具有充分厚度的矩形块212， 利用设置在该矩形块212上的穿通孔来形成规定内径D和规定长度L 的镀液流路210a，把该矩形块212连结到调整板60的靠近基片W侧 的表面，其中，上述调整板60具有中央孔60a。
图28表示本发明的另一实施方式的电镀装置170c;图29表示 图28所示的电镀装置170c中使用的调整板、形成镀液流路的圆筒体 和电场调整圆环。该电镀装置170c与图20和图21所示的例的不同 点如下。也就是说，在内周面形成了镀液流路200a的圆筒体200的 基片W侧端面，按照与圆筒体200的内径D相等的内径，以同心状安 装宽度为A的电场调整环220，把该电场调整环220布置成接近基片 W的状态，并与基片W之间保持间隙G1。再者，搅棒式搅拌机构64 具有多个搅棒62，该搅棒向下垂吊，与由基片支架160保持的基片W 相平行地往复运动来搅拌镀液，将该搅拌机构64布置在阳极侧室40a 侧的阳极56和调整板60之间，用该搅棒式搅拌机构64来搅拌阳极 侧室40a内的镀液10。其他结构与图20和图21所示的例子相同。
在此，电场调整环220与调整板60和圆筒体200 —样，例如， 由PVC、 PP、 PEEK、 PES、 HT-PVC、 PFA、 PTFE等树脂类材料形成的电 介质构成。根据电镀槽186和基片W的形状、阳极56和基片W之间 的距离等，适当地设定电场调整环220的形状。其宽度A—般为1 20mm,优选是3 17mm，最好是5 15mm。另外，电场调整环220和 基片W的间隙G1， 一般设定为0.5 30mm，更好的是1 15訓，最好 是1. 5 6腿。
该电场调整环220用于在接近基片W的外周部的位置上按规定宽
度进行覆盖，对该基片w的外周部的电场进行调整。这样用电场调整
环220对基片W的外周部的电场进行调整，能使阳极56和基片W之 间形成的电场在整个基片W上更均匀，也就是说， 一直到作为受电部 的基片W边缘部都是均匀的，如图30所示，能在基片W的表面，包 括基片W的边缘部，形成面内均匀性更高的金属膜P。
图31表示本发明的另一实施方式的电镀装置170d。该电镀装置 170d在阳极侧室40a的阳极56和调整板60之间，布置了图23所示 的镀液喷射式搅拌机构202，取代了图28和图29所示的电镀装置的 搅棒式搅拌机构64。也就是说，该例是把随着泵50的驱动而送来的 镀液10供给到镀液供给管204内，从镀液喷射喷咀206向圆筒体200 的镀液流路200a喷射，引入到电镀槽186内，再使其从溢流挡板44 的上端溢流出来进行循环。其他结构与图28和图29所示的相同。
这样，把镀液喷射式搅拌机构202布置在阳极侧室40a内，从镀 液喷射喷咀206向圆筒体200的镀液流路200a喷射镀液，所以，即 使在电场调整环220和由基片支架160保持的基片W的间隙Gl较窄 的情况下，也能通过该镀液流路200a把镀液供给到由基片支架160 保持的基片W上。
在此，如图32所示，和上述图24所示的情况大致相同，也可以 在调整板60上设置嵌接孔60b,内径为D、长度为L，以内周面为镀 液流路200a在端部上设置了电场调整环220的圆筒体220嵌接到该 嵌接孔60b内，把圆筒体200保持在沿圆筒体200的长度方向的规定 位置上。
并且，如图33所示，和上述图25所示的情况大致相同，也可以 在端面上设置了电场调整环220的圆筒体200的周壁上，设置大小能 防止电场漏泄的多个通孔200b， 一方面能防止电场漏泄，另一方面 能使镀液10通过圆筒体200的周壁上所设置的通孔200b。
再者，如图34所示，也可以不把电场调整环220固定在圆筒体 200的端面上，而是用支架222进行支承，布置在圆筒体200的基片 W侧端面的前方，与基片W之间保持间隙G2。该间隙G2和上述电场 调整环220与基片W的间隙G1—样， 一般设定为0. 5 30mra，优选
是1 15咖，最好是1.5mm 6腿。这样，若构成镀液流路200a，则 使圆筒体200和电场调整环220分离，所以能扩大选择的范围。
并且，如图35所示，也可以利用具有充分厚度的厚壁环224的 内周面，构成具有规定内径D和长度L的镀液流路224a，利用该厚 壁环224的基片侧端面构成具有规定宽度A的电场调整环224b。这 样能减少零部件数量。
而且，在上述各例中，表示了对采用所谓浸渍方式的电镀装置适 用的例子。但也可适用于采用面朝上(倒装)方式和面朝上方式的电 镀装置。
图36表示适用于采用了倒装方式的电镀装置的例子。该例在图 37所示的现有电镀装置上增加了以下结构。也就是说，在电镀槽12 的上部布置了内部具有中央孔230a的调整板230，把电镀槽12的内 部隔离成阳极侧室12a和基片侧室12b，并且，在调整板230的上表 面，以同心状向上突出的方式安装了筒状体232，该圆筒体232的内 径与该中央孔230a相同、且内周面形成了镀液流路232a。这样，在 电镀槽12内阳极16和基片W之间所形成的电场沿着镀液流路232a、 即圆筒体232的内部均匀地通过而不会向该圆筒体232a外部漏泄， 所以，能对电场的畸变和偏差进行调整和修正，使横跨整个基片W表 面的电位分布更均匀。
而且，在圆筒体的上端面，以同心状安装内径等于圆筒体内径、 且具有规定宽度的电场调整环，利用该电场调整环，对基片W的外周 部在接近的位置上按规定宽度进行覆盖，对该基片W的外周部的电场 进行调整，这样，当然也可以使阳极和基片之间所形成的电场在作为 受电部的基片边缘部分也能更加均匀，在基片表面，包括基片边缘部 分，形成面内均匀性更好的金属膜。
权利要求
1、一种电镀方法，其特征在于将阳极和被镀体浸渍在电镀槽内的镀液中，且将上述阳极和上述被镀体设置成相互面对；在上述阳极和被镀体之间，设置对电镀槽内的电位分布进行调整的调整板；边使用配置在上述被镀体和上述调整板之间的搅拌棒来搅拌在上述电镀槽中保持的镀液，边在上述阳极和上述被镀体之间通电来进行电镀。
2、 如权利要求l所述的电镀方法，其特征在于在电镀中使上述电镀槽内的镀液循环。
3、 如权利要求l所述的电镀方法，其特征在于在上述调整板，设置有对电鍍槽内的电位分布进行调整的由多个通孔构成的通孔群。
4、 如权利要求l所述的电镀方法，其特征在于在上述调整板，设置有边对电镀槽内的电位分布进行调整边使镀液流过的筒状体或具有穿通孔的矩形块。
5、 如权利要求l所述的电镀方法，其特征在于使上述搅拌棒平行于被镀体的被镀面往复运动，来进行在上述电镀槽中保持的镀液的搅拌。
全文摘要
本发明提供电镀方法，将阳极和被镀体浸渍在电镀槽内的镀液中，且将上述阳极和上述被镀体设置成相互面对；在上述阳极和被镀体之间，设置对电镀槽内的电位分布进行调整的调整板；边使用配置在上述被镀体和上述调整板之间的搅拌棒来搅拌在上述电镀槽中保持的镀液，边在上述阳极和上述被镀体之间通电来进行电镀。
文档编号C25D7/12GK101387004SQ20081017002
公开日2009年3月18日 申请日期2003年7月18日 优先权日2002年7月18日
发明者斋藤信利, 木村诚章, 栗山文夫, 矢岛利一, 竹村隆, 黄海 申请人:株式会社荏原制作所