本发明涉及在镀覆晶片等基板的表面时所使用的桨叶、具备该桨叶的镀覆装置及镀覆方法。
背景技术：
图32是表示镀覆装置的概略图。如图32所示，镀覆装置具备：在内部保持镀覆液的镀覆槽201；配置于镀覆槽201内的阳极202；保持阳极202的阳极保持架203；以及基板保持架204。基板保持架204构成为将晶片等基板w保持为装卸自如，并且使基板w浸渍于镀覆槽201内的镀覆液。阳极202及基板w铅垂地配置，配置为在镀覆液中彼此相对。
镀覆装置进一步具备：对镀覆槽201内的镀覆液进行搅拌的桨叶205；以及对基板w上的电位分布进行调整的调整板(调节板)206。调整板206配置于桨叶205与阳极202之间，具有用于限制镀覆液中的电场的开口206a。桨叶205配置在保持于基板保持架204的基板w的表面附近。桨叶205铅垂地配置，通过与基板w的表面平行地往复运动从而对镀覆液进行搅拌，在基板w的镀覆中，能够将充分的金属离子均匀地供给至基板w的表面。
阳极202经由阳极保持架203与电源207的正极连接，基板w经由基板保持架204与电源207的负极连接。在阳极202与基板w之间施加电压时，电流向基板w流动，在基板w的表面形成金属膜。
图33是从a线方向观察图32的图。在图33中，省略基板保持架204的图示。桨叶205具备沿铅垂方向延伸的多个搅拌棒208。桨叶205配置于阳极202与基板w之间的电场中，因此搅拌棒208一边阻断电场一边如箭头所示地向左右往复运动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005－8911号公报
发明要解决的课题
为了应对基板w的镀覆的高速化、具有较大长宽比(即，深度与直径的比)的沟槽结构、通孔结构、形成有凹凸图案的基板w的镀覆，需要使镀覆液中的金属离子向基板w的供给量增加。因此，要求提高基于桨叶205的镀覆液的搅拌力，使金属离子的供给量增加。
然而，为了提高镀覆液的搅拌力，若提高桨叶205的往复运动的速度，则导致镀覆槽201内的镀覆液飞散，或对驱动桨叶205的驱动装置施加的负荷增大。
技术实现要素：
本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种能够不提高往复运动的速度就提高镀覆液的搅拌力的桨叶、具备该桨叶的镀覆装置及镀覆方法。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，本发明的一方式是与基板的表面平行地进行往复运动而对镀覆液进行搅拌的桨叶，其特征在于，所述桨叶具备沿铅垂方向延伸的多个搅拌棒，所述多个搅拌棒分别由平面部、两个倾斜面及顶端部构成，所述平面部相对于所述桨叶的往复运动的方向垂直；所述两个倾斜面从所述平面部的两端向彼此接近的方向延伸；所述顶端部连接于所述两个倾斜面，所述两个倾斜面关于与所述平面部垂直的各搅拌棒的中心线对称地配置。
本发明的优选的方式的特征在于，所述多个搅拌棒朝向相同方向。
本发明的优选的方式的特征在于，所述多个搅拌棒包含：朝向相同方向的多个第一搅拌棒；以及朝向与该第一搅拌棒相反的方向的多个第二搅拌棒。
本发明的优选的方式的特征在于，所述第一搅拌棒配置于所述桨叶的中心线的一侧，所述第二搅拌棒配置于所述桨叶的中心线的与所述第一搅拌棒相反的一侧，所述第一搅拌棒及所述第二搅拌棒朝向所述桨叶的外侧。
本发明的优选的方式的特征在于，所述第一搅拌棒配置于所述桨叶的中心线的一侧，所述第二搅拌棒配置于所述桨叶的中心线的与所述第一搅拌棒相反的一侧，所述第一搅拌棒及所述第二搅拌棒朝向所述桨叶的中心线。
本发明的优选的方式的特征在于，所述第一搅拌棒及所述第二搅拌棒交替地配置。
本发明的其他方式是与基板的表面平行地进行往复运动而对镀覆液进行搅拌的桨叶，其特征在于，所述桨叶具备沿铅垂方向延伸的多个搅拌棒，所述多个搅拌棒分别由平面部、两个倾斜面及顶端部构成，所述平面部相对于所述桨叶的往复运动的方向垂直；所述两个倾斜面从所述平面部的两端向彼此接近的方向延伸；所述顶端部连接于所述两个倾斜面，所述多个搅拌棒包含交替地朝向相反方向的第一搅拌棒及第二搅拌棒，所述多个搅拌棒中的彼此朝向相反方向的相邻的第一搅拌棒与第二搅拌棒的平面部之间的距离大于所述多个搅拌棒中的彼此相对的相邻的第一搅拌棒与第二搅拌棒的顶端部之间的距离。
本发明的优选的方式的特征在于，在所述彼此朝向相反方向的相邻的第一搅拌棒与第二搅拌棒之间形成的第一流路的体积与在所述彼此相对的相邻的第一搅拌棒与第二搅拌棒之间形成的第二流路的体积相同。
本发明的另一其他方式的特征在于，具备：镀覆槽，该镀覆槽对镀覆液进行保持；阳极，该阳极配置于所述镀覆槽内；基板保持架，该基板保持架对基板进行保持，将该基板配置于所述镀覆槽内；以及上述桨叶，该桨叶配置于所述阳极与所述基板之间，与所述基板的表面平行地进行往复运动而对所述镀覆液进行搅拌。
本发明的另一其他方式的特征在于，在镀覆槽内的镀覆液中使阳极与基板彼此相对，一边在所述阳极与所述基板之间施加电压，一边使配置于所述阳极与所述基板之间的上述桨叶与所述基板平行地进行往复移动。
发明的效果
根据本发明，不提高往复运动的速度就能够提高镀覆液的搅拌力。因此，若将该桨叶使用于基板的镀覆，则能够使镀覆液中的金属离子向基板的供给量增加。
附图说明
图1是表示本实施方式的镀覆装置的概略图。
图2(a)至图2(d)是表示使桨叶往复运动的桨叶驱动装置的示意图。
图3是表示三个相邻的镀覆液贮存槽与驱动桨叶的桨叶单元的图。
图4是从b线方向观察图1的图。
图5是表示桨叶进行往复运动的情况的图。
图6是表示桨叶进行往复运动的情况的图。
图7是图4的c－c线剖视图。
图8是搅拌棒的水平剖视图。
图9(a)及图9(b)是表示通过搅拌棒形成的镀覆液的流动的图。
图10是表示朝向桨叶的外侧的第一搅拌棒及第二搅拌棒的图。
图11是表示朝向桨叶的中心线的第一搅拌棒及第二搅拌棒的图。
图12是表示交替地配置的第一搅拌棒及第二搅拌棒的图。
图13是表示交替地配置的第一搅拌棒及第二搅拌棒的图。
图14是表示相邻的两个平面部之间的距离及相邻两个顶端部之间的距离的图。
图15(a)是表示第一流路的大小的图，图15(b)是表示第二流路的大小的图。
图16是表示搅拌棒的其他实施方式的图。
图17(a)及图17(b)是表示通过搅拌棒形成的镀覆液的流动的图。
图18是表示搅拌棒的另一其他实施方式的图。
图19(a)及图19(b)是表示通过搅拌棒形成的镀覆液的流动的图。
图20是表示搅拌棒的另一其他实施方式的图。
图21(a)及图21(b)是表示通过搅拌棒形成的镀覆液的流动的图。
图22是表示搅拌棒的另一其他实施方式的图。
图23(a)及图23(b)是表示通过搅拌棒形成的镀覆液的流动的图。
图24是表示搅拌棒的另一其他实施方式的图。
图25(a)及图25(b)是表示通过搅拌棒形成的镀覆液的流动的图。
图26是表示搅拌棒的另一其他实施方式的图。
图27(a)及图27(b)是表示通过搅拌棒形成的镀覆液的流动的图。
图28(a)、图28(b)及图28(c)是表示将上述实施方式中的搅拌棒进行组合的搅拌棒组装体的例子的图。
图29是表示上述实施方式中的搅拌棒的搅拌性能的实验结果的图。
图30(a)及图30(b)是表示在图29中得到良好结果的图28(a)的形状的搅拌棒的搅拌性能的实验结果的图。
图31(a)及图31(b)是表示在图29中得到良好结果的图8的形状的搅拌棒的搅拌性能的实验结果的图。
图32是表示镀覆装置的概略图。
图33是从a线方向观察图32的图。
符号说明
1镀覆槽
2阳极
4阳极保持架
8基板保持架
10镀覆液贮存槽
12溢流槽
14调整板
16桨叶
18电源
20镀覆液循环线
22a～22f搅拌棒
24a、24b保持部件
24c右侧端部
24d左侧端部
29桨叶驱动装置
40、50、60、70、80、90、100平面部
41、51、61、71、81、91、101倾斜面
42、52、62、72、82、92、102顶端部
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在以下说明的附图中，对相同或等同的结构要素标记相同的符号而省略重复的说明。
图1是表示本实施方式的镀覆装置的概略图。如图1所示，镀覆装置具备：在内部保持镀覆液的镀覆槽1；配置于镀覆槽1内的阳极2；保持阳极2的阳极保持架4；以及基板保持架8。基板保持架8构成为将晶片等基板w保持为装卸自如，并且使基板w浸渍于镀覆槽1内的镀覆液。本实施方式的镀覆装置是通过使电流在镀覆液中流动从而由金属对基板w的表面进行镀覆的电解镀覆装置。
基板w例如是半导体基板、玻璃基板或树脂基板。被镀覆于基板w的表面的金属例如是铜(cu)、镍(ni)、锡(sn)、sn-ag合金或钴(co)。
阳极2及基板w铅垂地配置，配置为在镀覆液中彼此相对。阳极2经由阳极保持架4与电源18的正极连接，基板w经由基板保持架8与电源18的负极连接。在阳极2与基板w之间施加电压时，电流向基板w流动，在基板w的表面形成金属膜。
镀覆槽1具备：在内部配置有基板w及阳极2的镀覆液贮存槽10；以及与镀覆液贮存槽10相邻的溢流槽12。镀覆液贮存槽10内的镀覆液溢出镀覆液贮存槽10的侧壁而向溢流槽12内流入。
镀覆液循环线20的一端连接于溢流槽12的底部，镀覆液循环线20的另一端连接于镀覆液贮存槽10的底部。在镀覆液循环线20安装有循环泵36、恒温单元37及过滤器38。镀覆液溢出镀覆液贮存槽10的侧壁而流入溢流槽12，进一步从溢流槽12通过镀覆液循环线20回到镀覆液贮存槽10。这样一来，镀覆液通过镀覆液循环线20在镀覆液贮存槽10与溢流槽12之间循环。
镀覆装置进一步具备：对基板w上的电位分布进行调整的调整板(调节板)14；以及对镀覆液贮存槽10内的镀覆液进行搅拌的桨叶16。调整板14配置于桨叶16与阳极2之间，具有用于对镀覆液中的电场进行限制的开口14a。桨叶16配置在保持于镀覆液贮存槽10内的基板保持架8的基板w的表面附近。基板w的表面与桨叶16的距离优选为10mm以下，更优选为8mm以下。桨叶16例如由钛(ti)或树脂构成。桨叶1铅垂地配置，通过与基板w的表面平行地进行往复运动而对镀覆液进行搅拌，在基板w的镀覆中，能够将充分的金属离子均匀地供给至基板w的表面。
图2(a)至图2(d)是表示使桨叶16往复运动的桨叶驱动装置29的示意图。桨叶16经由连杆17连接于曲柄盘19。连杆17偏心地安装于曲柄盘19。当曲柄盘19向箭头所示的方向旋转时，桨叶16与基板w平行地进行往复运动。桨叶16通过该桨叶驱动装置29而与基板w的表面平行地进行往复运动，对基板w的表面附近的镀覆液进行搅拌。
图3是表示三个相邻的镀覆液贮存槽10与驱动桨叶16的桨叶单元25的图。桨叶单元25具备：桨叶16；沿水平方向延伸的轴26；对桨叶16进行支承的桨叶保持部27；对轴26进行支承的轴支承部28；以及驱动桨叶16的上述桨叶驱动装置29。轴26在其两端附近具有轴环部30。轴环部30阻止附着于轴26的镀覆液沿着轴26到达轴支承部28。桨叶驱动装置29的马达的旋转，即，桨叶16的往复运动由桨叶驱动控制部31控制。桨叶驱动控制部31连接于各桨叶驱动装置29，构成为控制桨叶驱动装置29。
若多个镀覆液贮存槽10内的桨叶16的往复运动同步，则有在镀覆装置整体产生较大振动的情况。因此，桨叶驱动控制部31控制桨叶驱动装置29的马达启动的时机，以使多个桨叶16的往复动作的相位不同步，即使多个桨叶16的往复动作的相位错开。该桨叶驱动控制部31也可以构成如下：从各马达接收关于多个桨叶16的马达的动作的信息，基于从这些马达获取的数据，判定各桨叶16的往复动作的相位是否同步，生成向桨叶驱动装置29的马达的命令。通过这样的桨叶驱动控制部31的控制动作，能够防止在镀覆装置整体产生较大的振动。另外，桨叶驱动控制部31也可以被编成为：对具备单个或多个电镀覆装置的综合系统提供程序命令。
图4是从b线方向观察图1的图。图5及图6是表示桨叶16进行往复运动的情况的图。在图4至图6中省略基板保持架8的图示。如图5及图6所示，桨叶16在其往复运动中在基板w的左侧(参照图5)及基板w的右侧(参照图6)折返。通过这样的往复运动，桨叶16对基板w的表面附近的镀覆液进行搅拌。
桨叶16具备：沿铅垂方向延伸的多个搅拌棒22a～22f；以及对这些搅拌棒22a～22f进行保持的保持部件24a、24b。保持部件24a对搅拌棒22a～22f的上端进行保持，保持部件24b对搅拌棒22a～22f的下端进行保持。这些保持部件24a、24b沿水平延伸，与基板w的表面平行地配置。以下，有时将保持部件24a、24b仅总称为保持部件24。
搅拌棒22a～22f彼此平行地配置，并且与基板w的表面平行地配置。在本实施方式中，搅拌棒不配置于桨叶16的中心线cl上，搅拌棒22a～22f配置于桨叶16的中心线cl的两侧。桨叶16的中心线cl是通过桨叶16的中心的线段。在本实施方式中，桨叶16具备12根搅拌棒，但搅拌棒的数量不限于12根。以下，有时将搅拌棒22a～22f仅总称为搅拌棒22。
在本实施方式中，基板w的直径为300mm，桨叶16的宽度比基板w的直径小。基板w的直径不限定于该例。进一步，在本实施方式中，基板w具有圆形形状，但也可以具有四边形状。搅拌棒22a～22f的铅垂方向的长度与基板w的直径相同，或比基板w的直径长。在一实施方式中，当基板w的直径为300mm时，桨叶16的铅垂方向的长度为360mm。
图7是图4的c－c线剖视图。如图7所示，搅拌棒22a～22f具有相同形状，这些搅拌棒22a～22f等间隔地配置。即，这些搅拌棒22a～22f中的相邻的搅拌棒间的距离是相同的。搅拌棒22a～22f全部朝向相同方向。更具体而言，搅拌棒22a～22f的顶端部42(参照图8)朝向右侧端部24c的外侧。在一实施方式中，搅拌棒22a～22f的顶端部42也可以朝向左侧端部24d的外侧。
图8是搅拌棒22的水平剖视图。在图8中，表示作为搅拌棒22a～22f的总称的搅拌棒22。搅拌棒22由平面部40、两个倾斜面41、41及顶端部42构成，其中，平面部40相对于桨叶16的往复运动的方向即与基板w的表面平行的方向垂直，两个倾斜面41、41从平面部40的两端40a、40b朝向彼此接近的方向延伸，顶端部42位于倾斜面41、41之间且连接于倾斜面41、41。在本实施方式中，搅拌棒22具有三棱柱形状。换言之，搅拌棒22的水平截面具有三角形状。
倾斜面41、41关于垂直于平面部40的搅拌棒22(即，各搅拌棒22a～22f)的中心线sl对称地配置。该中心线sl是与桨叶16的往复运动的方向即基板w的表面平行的线段，是与桨叶16的中心线cl(参照图4)正交的线段。
如图8所示，平面部40与顶端部42之间的距离b1和平面部40的两端40a、40b之间的距离a1(即，平面部40的宽度)的比值(b1/a1)在0.2～2.2的范围内(b1/a1＝0.2～2.2)。该比值(b1/a1)优选为0.5(b1/a1＝0.5)。距离a1的值通常在2～10mm的范围内。
图9(a)及图9(b)是表示通过搅拌棒22形成的镀覆液的流动的图。如图9(a)所示，当搅拌棒22向箭头方向(倾斜面41、41的前进方向)移动时，倾斜面41、41与它们前方的镀覆液接触，镀覆液向远离倾斜面41、41的方向流动。与两个倾斜面41、41中的基板w侧的倾斜面41接触的镀覆液从搅拌棒22向基板w流动，与基板w的表面碰撞。其结果是，基板w的表面与搅拌棒22之间的镀覆液被强力地搅拌。
具有倾斜面41、41的搅拌棒22能够形成将镀覆液向基板w的表面挤出的流动。当镀覆液与基板w的表面碰撞时，基板w的表面附近的镀覆液被置换成新的镀覆液，其结果是，镀覆液中的金属离子的向基板w的供给量增加。
与两个倾斜面41、41中的基板w的相反侧的倾斜面41接触的镀覆液朝向与基板w相反的方向流动。如上所述，倾斜面41、41关于搅拌棒22的中心线sl对称地配置，因此与倾斜面41、41接触的镀覆液关于中心线sl对称地流动。因此，在倾斜面41、41的两侧产生的镀覆液的搅拌力相互均衡，其结果是，桨叶16能够顺利地进行其往复运动。
平面部40与倾斜面41、41所成的角优选分别为45度。根据这样的结构，与倾斜面41、41接触的镀覆液的一部分向与桨叶16的往复运动的方向垂直的方向流动，能够与基板w的表面呈直角地碰撞。因此，镀覆液中的金属离子被积极地供给至基板w的表面。
如图9(a)所示，当搅拌棒22向箭头方向移动时，搅拌棒22的后方侧即平面部40的周围的镀覆液朝向平面部40流动。即，具有平面部40的搅拌棒22形成将与基板w接触的镀覆液卷入平面部40的涡状的镀覆液的流动。该涡状的镀覆液的流动是将与基板w接触的镀覆液积极地拉回桨叶16侧的流动。这样一来，通过形成镀覆液的涡状的流动，从而基板w的表面与搅拌棒22之间的镀覆液被强力地搅拌。
桨叶16具有形成如下两种流动的形状：将镀覆液向基板w的表面挤出的流动及将镀覆液从基板w的表面拉回的流动，能够有效地对基板w的表面附近的镀覆液进行搅拌。因此，桨叶16能够不提高其往复运动的速度就使镀覆液的搅拌力提高。根据本实施方式，能够不提高桨叶16的往复运动的速度就使桨叶16的搅拌力提高。因此，能够使镀覆液中的金属离子的向基板w的供给量增加。
如图9(b)所示，当搅拌棒22向箭头方向(平面部40的前进方向)移动时，平面部40与其前方的镀覆液接触，镀覆液向远离平面部40的方向流动。倾斜面41、41的周围的镀覆液朝向倾斜面41、41流动。
在上述实施方式中，搅拌棒22a～22f朝向相同方向配置，但这些搅拌棒22a～22f也可以包含朝向相同方向的多个第一搅拌棒和朝向与该第一搅拌棒相反的方向的多个第二搅拌棒。
图10是表示朝向桨叶16的外侧的第一搅拌棒22a～22f及第二搅拌棒22a～22f的图。在图10所示的实施方式中，第一搅拌棒22a～22f配置于桨叶16的中心线cl的一侧，第二搅拌棒22a～22f配置于桨叶16的中心线cl的相反侧。这些第一搅拌棒22a～22f及第二搅拌棒22a～22f朝向桨叶16的外侧。
图11是表示朝向桨叶16的中心线cl的第一搅拌棒22a～22f及第二搅拌棒22a～22f的图。在图11所示的实施方式中，第一搅拌棒22a～22f配置于桨叶16的中心线cl的一侧，第二搅拌棒22a～22f配置于桨叶16的中心线cl的相反侧。这些第一搅拌棒22a～22f及第二搅拌棒22a～22f朝向桨叶16的中心线cl。
图12及图13是表示交替地配置的第一搅拌棒22及第二搅拌棒22的图。如图12及图13所示，第一搅拌棒22及第二搅拌棒22也可以交替地配置。
在图12所示的实施方式中，多个第一搅拌棒是搅拌棒22a、22c、22e，多个第二搅拌棒是搅拌棒22b、22d、22f。第一搅拌棒22a、第二搅拌棒22b、第一搅拌棒22c、第二搅拌棒22d、第一搅拌棒22e及第二搅拌棒22f以该顺序朝向远离桨叶16的中心线cl的方向配置。第一搅拌棒22a、22c、22e的顶端部42朝向桨叶16的中心线cl，第二搅拌棒22b、22d、22f的顶端部42朝向桨叶16的外侧。
在图13所示的实施方式中，多个第一搅拌棒是搅拌棒22a、22c、22e，多个第二搅拌棒是搅拌棒22b、22d、22f。第一搅拌棒22a、第二搅拌棒22b、第一搅拌棒22c、第二搅拌棒22d、第一搅拌棒22e及第二搅拌棒22f以该顺序朝向远离桨叶16的中心线cl的方向配置。第一搅拌棒22a、22c、22e的顶端部42朝向桨叶16的外侧，第二搅拌棒22b、22d、22f的顶端部42朝向桨叶16的中心。
图14是表示相邻两个平面部40之间的距离d1及相邻两个顶端部42之间的距离d2的图。在图14中，仅图示搅拌棒22a～22f中的搅拌棒22a～22c。多个搅拌棒22a～22f包含交替地朝向相反方向的第一搅拌棒及第二搅拌棒。在多个搅拌棒22a～22f中的彼此朝向相反方向的相邻的第一搅拌棒(图14中为搅拌棒22a)与第二搅拌棒(图14中为搅拌棒22b)的平面部40之间形成第一距离d1。在多个搅拌棒22a～22f中的彼此相对的相邻的第一搅拌棒(图14中为搅拌棒22c)与第二搅拌棒(图14中为搅拌棒22b)的顶端部42之间形成第二距离d2。第一距离d1优选与第二距离d2不同，在本实施方式中，第一距离d1大于第二距离d2(d1＞d2)。
图15(a)是表示第一流路t1的大小的图，图15(b)是表示第二流路t2的大小的图。在图15(a)中描绘了搅拌棒22a、22b的水平截面，图15(b)中描绘了搅拌棒22b、22c的水平截面。如图15(a)所示，在彼此朝向相反方向的相邻的第一搅拌棒22a与第二搅拌棒22b之间形成第一流路t1。该流路t1由搅拌棒22a的平面部40、搅拌棒22b的平面部40、及保持部件24a、24b形成。
如图15(b)所示，在彼此相对的相邻的第一搅拌棒22c与第二搅拌棒22b之间形成第二流路t2。该流路t2由搅拌棒22b的倾斜面41、41、搅拌棒22b的顶端部42、搅拌棒22c的倾斜面41、41、搅拌棒22c的顶端部42及保持部件24a、24b形成。
第一流路t1是形成将镀覆液拉回基板w的表面的流动的流路。第二流路t2是形成将镀覆液向基板w的表面挤出的流动的流路。
在本实施方式中，第一流路t1的体积与第二流路t2的体积相同。这样一来，当第一流路t1的体积与第二流路t2的体积相同时，通过桨叶16的往复运动而从桨叶16向基板w挤出的镀覆液的量和从基板w向桨叶16拉回的镀覆液的量相等。因此，桨叶16能够最效率地更换(搅拌)镀覆液。
图16是表示搅拌棒22的其他实施方式的图。在图16中，无特别说明的本实施方式的结构及动作与上述实施方式相同，因此省略其重复的说明。在图16所示的实施方式中，搅拌棒22具有两个倾斜面51、51。这两个倾斜面51、51分别是从平面部50的两端50a、50b朝向彼此接近的方向呈圆弧状地弯曲的弯曲面。因此，搅拌棒22的水平截面具有弯曲的三角形状。
在本实施方式中，平面部50与顶端部52之间的距离b2和平面部50的两端50a、50b之间的距离a2(即，平面部50的宽度)的比值(b2/a2)在0.2～2.2的范围内(b2/a2＝0.2～2.2)。倾斜面51的曲率半径r1与距离a2的比值(r1/a2)在0.4～1.7的范围内(r1/a2＝0.4～1.7)。距离a2的值通常在2～10mm的范围内。
距离b2与距离a2的比值(b2/a2)优选为0.5(b2/a2＝0.5)。曲率半径r1与两倍的距离a2的比值(r1/(2×a2))优选为0.5((r1/(2×a2)＝0.5)。因此，上述比值(b2/a2)及上述比值(r1/(2×a2))均优选为0.5((b2/a2)＝(r1/(2×a2))＝0.5)。
图17(a)及图17(b)是表示通过搅拌棒22形成的镀覆液的流动的图。如图17(a)所示，当搅拌棒22向箭头方向(倾斜面51、51的前进方向)移动时，倾斜面51、51与它们前方的镀覆液接触，镀覆液向远离倾斜面51、51的方向流动。在本实施方式中，搅拌棒22也能够形成将镀覆液向基板w的表面挤出的流动。
如图17(a)所示，当搅拌棒22向箭头方向移动时，搅拌棒22的后方侧即平面部50的周围的镀覆液朝向平面部50流动。在本实施方式中，搅拌棒22也能够形成将与基板w接触的镀覆液拉回桨叶16的涡状的流动。
如图17(b)所示，当搅拌棒22向箭头方向(平面部50的前进方向)移动时，平面部50与其前方的镀覆液接触，镀覆液向远离平面部50的方向流动。当搅拌棒22向箭头方向移动时，倾斜面51、51的周围的镀覆液朝向倾斜面51、51流动。
图18是表示搅拌棒22的另一其他实施方式的图。在图18中，无特别说明的本实施方式的结构及动作与上述实施方式相同，因此省略其重复的说明。在图18所示的实施方式中，搅拌棒22具有两个倾斜面61、61。倾斜面61是具有多个(本实施方式中为三个)台阶部61a～61c的倾斜面。顶端部62是与平面部60平行，即与桨叶16的往复运动的方向垂直地延伸的面。两个倾斜面61、61各自连接于平面部60的两端60a、60b及顶端部62的两端62a、62b。
在本实施方式中，平面部60与顶端部62之间的距离b3和平面部60的两端60a、60b之间的距离a3(即，平面部60的宽度)的比值(b3/a3)在0.2～2.2的范围内(b3/a3＝0.2～2.2)。上述比值(b3/a3)优选为1(b3/a3＝1)。
顶端部62的两端62a、62b之间的距离e3(即，顶端部62的宽度)大于0且小于距离a3(0＜e3＜a3)。距离a3与相当于台阶部61a的长度的距离c3的比值(a3/c3)与倾斜面61的台阶数n(整数)加1的值相同(a3/c3＝n(整数)+1)。
距离a3与距离b3的比(a3：b3)等于距离e3与距离c3的比(e3：c3)(a3：b3＝e3：c3)。相当于台阶部61a与台阶部61b的两个长度的距离d3与距离c3的比值(d3/c3)为2(d3/c3＝2)。台阶部61b、61b之间的距离f3与距离e3的比值(f3/e3)为2(f3/e3＝2)。因此，上述比值(d3/c3)及上述比值(f3/e3)均为2((d3/c3＝f3/e3＝2)。
距离c3的值及距离e3的值均优选为a3除以3的值(a3/3)(c3＝e3＝a3/3)。距离a3的值通常在2～10mm的范围内。
图19(a)及图19(b)是表示通过搅拌棒22形成的镀覆液的流动的图。如图19(a)所示，当搅拌棒22向箭头方向(倾斜面61、61的前进方向)移动时，倾斜面61、61及顶端部62与它们前方的镀覆液接触，镀覆液向远离倾斜面61、61及顶端部62的方向流动。在本实施方式中，搅拌棒22在倾斜面61、61的台阶部61a～61c中能够形成将镀覆液向基板w的表面挤压的流动。
如图19(a)所示，当搅拌棒22向箭头方向移动时，搅拌棒22的后方侧即平面部60的周围的镀覆液朝向平面部60流动。在本实施方式中，搅拌棒22也能够形成将与基板w接触的镀覆液向桨叶16拉回的涡状的流动。
如图19(b)所示，当搅拌棒22向箭头方向(平面部60的前进方向)移动时，平面部60与其前方的镀覆液接触，镀覆液向远离平面部60的方向流动。当搅拌棒22向箭头方向移动时，倾斜面61、61的周围的镀覆液朝向倾斜面61、61流动。涡状的镀覆液的流动在倾斜面61的台阶部61a～61c及顶端部62形成。
图20是表示搅拌棒22的另一其他实施方式的图。在图20中，无特别说明的本实施方式的结构及动作与上述实施方式相同，因此省略其重复的说明。在图20所示的实施方式中，搅拌棒22具有两个倾斜面71、71。这两个倾斜面71、71是从平面部70的两端70a、70b向彼此接近的方向呈圆弧状地弯曲的弯曲面。顶端部72是与平面部70平行，即与桨叶16的往复运动的方向垂直地延伸的面。两个倾斜面71、71各自连接于平面部70的两端70a、70b及顶端部72的两端72a、72b。
在本实施方式中，平面部70与顶端部72之间的距离b4和平面部70的两端70a、70b之间的距离a4(即，平面部70的宽度)的比值(b4/a4)在0.4～2.2的范围内(b4/a4＝0.4～2.2)。上述比值(b4/a4)优选为0.5(b4/a4＝0.5)。顶端部72的两端72a、72b之间的距离c4(即，顶端部72的宽度)大于0且小于距离a4(0＜c4＜a4)。距离c4的值优选为与距离a4除以3的值相同(c4＝a4/3)。
倾斜面71、71的曲率半径r2大于0且小于两倍的距离a4的值(0＜r2＜(2×a4))。曲率半径r2的值优选为距离a4的值除以2的值(a4/2)(r2＝a4/2)。距离a4的值通常在2～10mm的范围内。
图21(a)及图21(b)是表示通过搅拌棒22形成的镀覆液的流动的图。如图21(a)所示，当搅拌棒22向箭头方向(倾斜面71、71的前进方向)移动时，倾斜面71、71及顶端部72与它们前方的镀覆液接触，镀覆液向远离倾斜面71、71及顶端部72的方向流动。在本实施方式中，搅拌棒22也能够形成将镀覆液向基板w的表面挤压的流动。
如图21(a)所示，当搅拌棒22向箭头方向移动时，搅拌棒22的后方侧即平面部70的周围的镀覆液朝向平面部70流动。在本实施方式中，搅拌棒22也能够形成将与基板w接触的镀覆液向桨叶16拉回的涡状的流动。
如图21(b)所示，当搅拌棒22向箭头方向(平面部70的前进方向)移动时，平面部70与其前方的镀覆液接触，镀覆液向远离平面部70的方向流动。当搅拌棒22向箭头方向移动时，倾斜面71、71及顶端部72的周围的镀覆液朝向倾斜面71、71及顶端部72流动。涡状的镀覆液的流动在倾斜面71及顶端部72形成。
图22是表示搅拌棒22的另一其他实施方式的图。在图22中，无特别说明的本实施方式的结构及动作与上述实施方式相同，因此省略其重复的说明。在图22所示的实施方式中，搅拌棒22具有两个倾斜面81、81。这两个倾斜面81、81由平行面81a、81a和弯曲面81b、81b构成，其中，该平行面81a、81a从平面部80的两端80a、80b与搅拌棒22的中心线sl平行地延伸，该弯曲面81b、81b从这些平行面81a、81a向彼此接近的方向呈圆弧状地弯曲。
在本实施方式中，平面部80与顶端部82之间的距离b5和平面部80的两端80a、80b之间的距离a5(即，平面部80的宽度)的比值(b5/a5)在0.2～2.2的范围内(b5/a5＝0.2～2.2)。上述比值(b5/a5)优选为0.5(b5/a5＝0.5)。相当于平行面81a的长度的距离c5大于0且小于距离b5(0＜c5＜b5)。距离c5的值优选为距离a5除以6的值(c5＝a5/6)。
弯曲面81b的曲率半径r3大于0且小于两倍的距离a5的值(0＜r3＜(2×a5))。曲率半径r3的值优选为距离a5除以2的值。距离a5的值通常在2～10mm的范围内。
图23(a)及图23(b)是表示通过搅拌棒22形成的镀覆液的流动的图。如图23(a)所示，当搅拌棒22向箭头方向(倾斜面81、81的前进方向)移动时，倾斜面81、81与它们前方的镀覆液接触，镀覆液向远离倾斜面81、81(更具体而言，弯曲面81b、81b)的方向流动。在本实施方式中，搅拌棒22也能够形成将镀覆液向基板w的表面挤压的流动。
如图23(a)所示，当搅拌棒22向箭头方向移动时，搅拌棒22的后方侧即平面部80的周围的镀覆液朝向平面部80流动。在本实施方式中，搅拌棒22也能够形成将与基板w接触的镀覆液向桨叶16拉回的涡状的流动。
如图23(b)所示，当搅拌棒22向箭头方向(平面部80的前进方向)移动时，平面部80与其前方的镀覆液接触，镀覆液向远离平面部80的方向流动。当搅拌棒22向箭头方向移动时，倾斜面81、81的周围的镀覆液朝向倾斜面81、81流动。涡状的镀覆液的流动在倾斜面81形成。
图24是表示搅拌棒22的另一其他实施方式的图。在图24中，无特别说明的本实施方式的结构及动作与上述实施方式相同，因此省略其重复的说明。在图24所示的实施方式中，搅拌棒22具有两个倾斜面91、91。这两个倾斜面91、91由平行面91a、91a和弯曲面91b、91b构成，其中，该平行面91a、91a从平面部90的两端90a、90b与搅拌棒22的中心线sl平行地延伸，该弯曲面91b、91b从这些平行面91a、91a向彼此接近的方向呈圆弧状地弯曲。
在本实施方式中，平面部90与顶端部92之间的距离b6和平面部90的两端90a、90b之间的距离a6(即，平面部90的宽度)的比值(b6/a6)在0.2～2.2的范围内(b6/a6＝0.2～2.2)。上述比值(b6/a6)优选为1(b6/a6＝1)。相当于平行面91a的长度的距离c6大于0且小于距离b6(0＜c6＜b6)。距离c6的值优选为距离b6除以3的值(c6＝b6/3)。
顶端部92是与平面部90平行，即与桨叶16的往复运动的方向垂直地延伸的面。顶端部92的两端92a、92b的距离d6(即，顶端部92的宽度)大于0且小于距离a6(0＜d6＜a6)。倾斜面91的弯曲面91b的曲率半径r4大于0且小于两倍的距离a6的值(0＜r4＜(2×a6))。曲率半径r4优选为距离a6除以3的值，距离d6也优选为距离a6除以3的值(r4＝d6＝a6/3)。距离a6的值通常在2～10mm的范围内。
图25(a)及图25(b)是表示通过搅拌棒22形成的镀覆液的流动的图。如图25(a)所示，当搅拌棒22向箭头方向(倾斜面91、91的前进方向)移动时，倾斜面91、91与它们前方的镀覆液接触，镀覆液向远离倾斜面91、91(更具体而言，弯曲面91b、91b)及顶端部92的方向流动。在本实施方式中，搅拌棒22也能够形成将镀覆液向基板w的表面挤压的流动。
如图25(a)所示，当搅拌棒22向箭头方向移动时，搅拌棒22的后方侧即平面部90的周围的镀覆液朝向平面部90流动。在本实施方式中，搅拌棒22也能够形成将与基板w接触的镀覆液向桨叶16拉回的涡状的流动。
如图25(b)所示，当搅拌棒22向箭头方向(平面部90的前进方向)移动时，平面部90与其前方的镀覆液接触，镀覆液向远离平面部90的方向流动。当搅拌棒22向箭头方向移动时，倾斜面91、91的周围的镀覆液朝向倾斜面91、91及顶端部92流动。涡状的镀覆液的流动在倾斜面91及顶端部92形成。
图26是表示搅拌棒22的另一其他实施方式的图。在图26中，无特别说明的本实施方式的结构及动作与上述实施方式相同，因此省略其重复的说明。在图26所示的实施方式中，搅拌棒22具有两个倾斜面101、101。这两个倾斜面101、101由平行面101a、101a和接近面101b、101b构成，其中，该平行面101a、101a从平面部100的两端100a、100b与搅拌棒22的中心线sl平行地延伸，该接近面101b、101b从这些平行面101a、101a向彼此接近的方向延伸。
在本实施方式中，平面部100与顶端部102之间的距离b7和平面部100的两端100a、100b之间的距离a7(即，平面部100的宽度)的比值(b7/a7)在0.2～2.2的范围内(b7/a7＝0.2～2.2)。上述比值(b7/a7)优选为0.5(b7/a7＝0.5)。相当于平行面101a的长度的距离c7大于0且小于距离b7(0＜c7＜b7)。距离c7的值优选为距离b7除以3的值(c7＝b7/3)。
顶端部102是与平面部100平行，即与桨叶16的往复运动的方向垂直地延伸的面。顶端部102的两端102a、102b之间的距离d7(即，顶端部102的宽度)大于0且小于距离a7(0＜d7＜a7)。距离d7的值优选为距离a7除以6的值(d7＝a7/6)。距离a7的值通常在2～10mm的范围内。
图27(a)及图27(b)是表示通过搅拌棒22形成的镀覆液的流动的图。如图27(a)所示，当搅拌棒22向箭头方向(倾斜面101、101的前进方向)移动时，倾斜面101、101与它们前方的镀覆液接触，镀覆液向远离倾斜面101、101的接近面101b、101b及顶端部102的方向流动。在本实施方式中，搅拌棒22也能够形成将向镀覆液向基板w的表面挤压的流动。
如图27(a)所示，当搅拌棒22向箭头方向移动时，搅拌棒22的后方侧即平面部100的周围的镀覆液朝向平面部100流动。在本实施方式中，搅拌棒22也能够形成将与基板w接触的镀覆液向桨叶16拉回的涡状的流动。
如图27(b)所示，当搅拌棒22向箭头方向(平面部100的前进方向)移动时，平面部100与其前方的镀覆液接触，镀覆液向远离平面部100的方向流动。当搅拌棒22向箭头方向移动时，倾斜面101、101及顶端部102的周围的镀覆液朝向倾斜面101、101及顶端部102流动。
图8、图16、图18、图20、图22、图24及图26所示的实施方式中的搅拌棒22也可以适当地组合。图28(a)、图28(b)及图28(c)是表示将上述实施方式中的搅拌棒22进行组合后的搅拌棒组装体的例子的图。图28(a)所示的搅拌棒组装体由图16所示的两个搅拌棒22的组合构成。两个搅拌棒22的平面部50、50彼此相互紧贴，搅拌棒组装体的水平截面具有四边形状，该四边形状具有弯曲面。
图28(b)所示的搅拌棒组装体由图8所示的搅拌棒22和图22所示的搅拌棒22的组合构成。图28(c)所示的搅拌棒组装体由图22所示的两个搅拌棒22的组合构成。
搅拌棒组装体也可以是一体成形部件。虽然未图示，但搅拌棒组装体也可以根据搅拌棒22的组合而配置于桨叶16的中心线cl(参照图4)上。
图29是表示上述实施方式中的搅拌棒22的搅拌性能的实验结果的图。在图29所示的实验中，测定了通过直径为150μm、深度为120μm的光刻胶而在晶种层上形成有凹凸图案的基板w上的电流密度。如图29所示，所使用的搅拌棒22是具有图28(a)的形状的搅拌棒22、具有图8的形状的搅拌棒22、具有图28(b)的形状的搅拌棒22、具有图28(c)的形状的搅拌棒22、具有图18的形状的搅拌棒22及具有图24的形状的搅拌棒22。作为比较对象，使用了具有以往的形状(例如，棱柱形状)的搅拌棒。
当使电流密度上升时，存在金属离子向基板w表面的供给成为界限的电流密度。该电流密度称为界限电流密度，当超过界限电流密度的电流在基板w的表面上流动时，会在基板w的表面产生缺陷(例如，镀覆烧毁)，或发生埋入基板的图案内部的镀覆金属的异常析出。在搅拌性能(搅拌力)优异的桨叶中，金属离子向基板w的供给量变多，界限电流密度的允许值也变大。
如图29所示，使用本实施方式的搅拌棒22的情况下的电流密度能够比使用作为比较对象的搅拌棒的情况下的电流密度高。即，从图29的实验结果可知，本实施方式的搅拌棒22的搅拌性能比作为比较对象的搅拌棒的搅拌性能优异。特别是，使用具有图28(a)的形状的搅拌棒22及具有图8的形状的搅拌棒22来进行镀覆液搅拌时，即使将基板w的表面上的电流密度提高至127％，也能够正常地对基板w进行镀覆。
图30(a)及图30(b)是表示在图29中得到良好结果的图28(a)的形状的搅拌棒22的搅拌性能的实验结果的图。图31(a)及图31(b)是表示在图29中得到良好结果的图8的形状的搅拌棒22的搅拌性能的实验结果的图。图30(a)及图31(a)表示通过长宽比(即，深度与直径的比)为4：1的光刻胶而在晶种层上形成有凹凸图案的基板w上的电流密度的测定结果。图30(b)及图31(b)表示使桨叶16的往复运动的速度阶段性地下降时的基板w的镀覆的结果。
从图30(a)可知，在倾斜面51的曲率半径r1(参照图16)与平面部50的两端50a、50b之间的距离a2(参照图16)的比值(r1/a2)为0.667的情况、在上述比值为0.833的情况、在上述比值为1.000的情况中的任一情况下，均能够将电流密度提高至100％。
从图30(b)可知，在上述比值为0.833的情况下，能够使桨叶16的往复运动的速度下降至80％，在上述比值为1.000的情况下，能够使桨叶16的往复运动的速度下降至66.7％。
从图31(a)可知，在平面部40与顶端部42之间的距离b1(参照图8)和平面部40的两端40a、40b之间的距离a1(参照图8)的比值为0.500的情况及上述比值为0.667的情况下，能够将电流密度提高至100％。特别是，在上述比值为0.500的情况下，能够将电流密度提高至112.5％。
从图31(b)可知，在上述比值为0.667的情况及上述比值为0.500的情况中的任一情况下，均能够使桨叶16的往复运动的速度下降至80.0％。
如图30(b)及图31(b)所示，确认了：通过使搅拌棒22的形状最优化，从而即使使桨叶16的往复运动的速度下降，也能够正常地对基板w进行镀覆。因此，根据本实施方式，能够实现防止镀覆槽1内的镀覆液的飞散及降低对使桨叶16往复运动的桨叶驱动装置29施加的负荷。
另外，在上述的实施方式中，对使用将基板相对于镀覆槽纵向地配置并浸渍于镀覆液的基板保持架的镀覆装置进行了说明，但镀覆装置不限定于这样的实施方式。例如，镀覆装置也可以是使用了将基板相对于镀覆槽横向地配置的基板保持架(也称为杯型基板保持架)的镀覆装置。例如，在进行镀覆的情况下，能够设置与上述实施方式相同形状的桨叶，在镀覆时，使镀覆液通过由该桨叶的多个搅拌棒形成的开孔部分(即，多个搅拌棒之间的间隙)而与基板的镀覆表面碰撞，接着形成向横向流动那样的镀覆液的流动的同时，使桨叶往复运动。另外，在该例的情况下，也能够将桨叶设为圆盘形的部件。
至此对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式，在其技术思想的范围内，理所当然能够由各种各样不同的方式来实施。