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技術 基板のめっき方法及び装置

出願人 カブシキガイシヤセイブヒヤクカテン
発明者 本郷明久鈴木憲一丁野篤
出願日 1999年3月5日 (21年0ヶ月経過) 出願番号 1999-058527
公開日 1999年12月7日 (20年3ヶ月経過) 公開番号 1999-335895
状態 特許登録済
技術分野 電気メッキ方法,物品 電気分解または電気泳動による被覆 半導体の電極
主要キーワード 縁部先端 シール個所 保持用爪 微細穴内 ロック用シリンダ 起動電源 恒温ユニット 外部圧
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年12月7日)のものです。
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図面 (13)

課題

被めっき基板のめっき面の微細穴気泡逃げやすく、被めっき基板のめっき面に均一な膜厚のめっき膜が形成でき、且つめっき槽内にパーティクル等が堆積しにくい基板のめっき方法及び装置を提供すること。

解決手段

密閉されためっき槽11内に被めっき基板19を設置すると共に該被めっき基板19はめっき槽11によって固定され、該めっき槽11内にめっき液23を導入して被めっき基板19面上にめっきを施すめっき装置10において、被めっき基板面を鉛直又は傾斜させる手段を設け、該被めっき基板19を鉛直又は傾斜させた状態でめっきを行う。また、めっき液を被めっき基板表面に対して平行に流す。また、めっき液を被めっき基板面に対して平行に流すと共に、所定のタイミングで逆方向に流す。

概要

背景

従来、この種のめっき装置として図11に示す構成のものがある。このめっき装置はめっき槽101の外側に外槽102を配置した構成である。該めっき装置において、治具103に装着された被めっき基板104のめっき面を下向きにし、めっき槽101の下側から被めっき基板104のめっき面に向かって、めっき液105を流しめっきを行う。めっき槽101をオーバーフローしためっき液105はポンプ106により、恒温ユニット107、フィルタ108を通って、めっき槽101に送られ、循環するようになっている。

概要

被めっき基板のめっき面の微細穴気泡逃げやすく、被めっき基板のめっき面に均一な膜厚のめっき膜が形成でき、且つめっき槽内にパーティクル等が堆積しにくい基板のめっき方法及び装置を提供すること。

密閉されためっき槽11内に被めっき基板19を設置すると共に該被めっき基板19はめっき槽11によって固定され、該めっき槽11内にめっき液23を導入して被めっき基板19面上にめっきを施すめっき装置10において、被めっき基板面を鉛直又は傾斜させる手段を設け、該被めっき基板19を鉛直又は傾斜させた状態でめっきを行う。また、めっき液を被めっき基板表面に対して平行に流す。また、めっき液を被めっき基板面に対して平行に流すと共に、所定のタイミングで逆方向に流す。

目的

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ウエハのめっき面の微細穴の気泡が逃げやすく、被めっき基板のめっき面に均一な膜厚のめっき膜が形成でき、且つめっき槽内にパーティクル等が堆積しにくいめっき装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
9件

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請求項1

密閉されためっき槽の中に被めっき基板を収容し、該めっき槽内にめっき液を導入して前記被めっき基板のめっき面上にめっきを施す基板のめっき方法であって、前記めっき液の圧力を変動させ、且つ該めっき液の流れ方向を切換えつつ、めっきを行うことを特徴とする基板のめっき方法。

請求項2

密閉されためっき槽の中に被めっき基板を収容し、該めっき槽内にめっき液を導入して前記被めっき基板のめっき面上にめっきを施す基板のめっき装置であって、前記めっき液が前記被めっき基板のめっき面に平行に流れるように、その流路が形成されていることを特徴とする基板のめっき装置。

請求項3

密閉されためっき槽の中に被めっき基板を収容し、該めっき槽内にめっき液を導入して前記被めっき基板のめっき面上にめっきを施す基板のめっき装置であって、前記被めっき基板のめっき面が、鉛直面に対して傾いた姿勢で保持されるように構成されていることを特徴とする基板のめっき装置。

請求項4

請求項2に記載の基板のめっき装置において、前記被めっき基板のめっき面を鉛直から30°の範囲で上を向くように傾斜させる手段を設け、該被めっき基板をこの範囲で傾斜させた状態でめっきを行うことを特徴とする基板のめっき装置。

請求項5

請求項2乃至4のいずれか1項に記載の基板のめっき装置において、前記めっき槽はめっき槽本体と該めっき槽本体の開口部を開閉する側板とを具備し、該側板には基板を保持する保持機構が設けられると共に、該めっき槽本体の開閉部には環状のパッキンを設け、前記めっき槽本体の開口部を前記側板で閉じた状態で該側板に装着された被めっき基板の周縁面が前記パッキンに当接し、該めっき槽本体と該被めっき基板の間に前記めっき液を前記被めっき基板のめっき面に対して平行に流すめっき液流路を形成するように構成したことを特徴とする基板のめっき装置。

請求項6

請求項2乃至5のいずれか1項に記載の基板のめっき装置において、前記めっき槽には被めっき基板の装着を検出するセンサを設け、該センサの出力から被めっき基板が装着されていないと判断したとき、少なくとも前記めっき槽にめっき液を供給しないようにする手段を設けたことを特徴とする基板のめっき装置。

技術分野

0001

本発明は半導体ウエハ等の被めっき基板のめっき面にめっき膜を形成する基板のめっき方法及び装置に関するものである。

背景技術

0002

従来、この種のめっき装置として図11に示す構成のものがある。このめっき装置はめっき槽101の外側に外槽102を配置した構成である。該めっき装置において、治具103に装着された被めっき基板104のめっき面を下向きにし、めっき槽101の下側から被めっき基板104のめっき面に向かって、めっき液105を流しめっきを行う。めっき槽101をオーバーフローしためっき液105はポンプ106により、恒温ユニット107、フィルタ108を通って、めっき槽101に送られ、循環するようになっている。

発明が解決しようとする課題

0003

上記構成のめっき装置では、被めっき基板104のめっき面が下向きであるため、該めっき面の微細な穴や溝にめっき液を入れるには不利であり、特に穴径溝幅超微細になればなる程穴や溝中の気泡逃げにくくなり、めっき液105が入り込みにくいという問題がある。更に、めっき液105の流れが被めっき基板104のめっき面に対して垂直方向の流れであるため、被めっき基板104の中央と外周ではめっき膜の厚さが異なり、めっき膜の膜厚が均一にならないという問題がある。この傾向が被めっき基板の径が大きくなれば大きくなる程顕著になるという問題があった。

0004

被めっき基板104のめっき面の穴の気泡が逃げ易くするため、図12に示すように、被めっき基板104のめっき面を上向きにしためっき装置もあるが、この方式では、めっき槽110の壁面等に堆積するパーティクルが被めっき基板104のめっき面に付着しやすいという問題がある。なお、図12において、111は被めっき基板104を装着する治具、112はシール部である。

0005

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ウエハのめっき面の微細穴の気泡が逃げやすく、被めっき基板のめっき面に均一な膜厚のめっき膜が形成でき、且つめっき槽内にパーティクル等が堆積しにくいめっき装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

上記課題を解決するため請求項1に記載の発明は、密閉されためっき槽の中に被めっき基板を収容し、該めっき槽内にめっき液を導入して被めっき基板のめっき面上にめっきを施す基板のめっき方法であって、めっき液の圧力を変動させ、且つ該めっき液の流れ方向を切換えつつ、めっきを行うことを特徴とする。

0007

上記のようにめっき液の圧力を変動させ、且つ該めっき液の流れ方向を切換えつつ、めっきを行うことにより、被めっき基板のめっき面に形成された微細な穴や溝からの気泡の抜け及び微細な穴や溝へのめっき液の入り込みが良くめっき欠陥がなく、より膜厚の均一なめっき膜を形成することが可能となる。

0008

また、請求項2に記載の発明は、密閉されためっき槽の中に被めっき基板を収容し、該めっき槽内にめっき液を導入して被めっき基板のめっき面上にめっきを施す基板のめっき装置であって、めっき液が被めっき基板のめっき面に平行に流れるように、その流路が形成されていることを特徴とする。

0009

上記のようにめっき液流路をめっき液が被めっき基板のめっき面に平行に流れるように形成することにより、被めっき基板のめっき面にその大きさに左右されることなく、膜厚の均一なめっき膜を形成することが可能となる。

0010

また、請求項3に記載の発明は、密閉されためっき槽の中に被めっき基板を収容し、該めっき槽内にめっき液を導入して被めっき基板のめっき面上にめっきを施す基板のめっき装置であって、被めっき基板のめっき面が、鉛直面に対して傾いた姿勢で保持されるように構成されていることを特徴とする。

0011

上記のように被めっき基板のめっき面が、鉛直面に対して傾いた姿勢で保持されるので、パーティクルがめっき面に付着することがない。

0012

また、請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の基板のめっき装置において、被めっき基板のめっき面を鉛直から30°の範囲で上を向くように傾斜させる手段を設け、該被めっき基板をこの範囲で傾斜させた状態でめっきを行うことを特徴とする。

0013

上記のように被めっき基板面を鉛直から30°の範囲で上を向くように傾斜させる手段を設け、被めっき基板をこの範囲で傾斜させた状態でめっきを行うことにより、被めっき基板のめっき面の微細穴の気泡が容易に抜け、微細な穴や溝の内部までめっき液が流れ込み、その内壁面にもめっき膜が形成できる。また、パーティクルの被めっき基板のめっき面への付着もない。

0014

また、請求項5に記載の発明は、請求項2乃至4のいずれか1項に記載の基板のめっき装置において、めっき槽はめっき槽本体と該めっき槽本体の開口部を開閉する側板とを具備し、該側板には基板を保持する保持機構が設けられると共に、該めっき槽本体の開閉部には環状のパッキンを設け、めっき槽本体の開口部を側板で閉じた状態で該側板に装着された被めっき基板の周縁面がパッキンに当接し、該めっき槽本体と該被めっき基板の間にめっき液を被めっき基板のめっき面に対して平行に流すめっき液流路を形成するように構成したことを特徴とする。

0015

上記のようにめっき槽本体の開口部を側板で閉じた状態で該側板に装着された被めっき基板の周縁面がパッキンに当接し、該めっき槽本体と該被めっき基板の間にめっき液を被めっき基板のめっき面に対して平行に流すめっき液流路を形成するので、被めっき基板のめっき槽本体の開口部に露出しためっき面にのみ平行に流れるめっき液が接触し、該めっき面以外の部分にはめっき液が接触してめっきが施される等の不都合がなく、且つめっき面のみに膜厚の均一なめっき膜を形成することが可能となる。

0016

また、請求項6に記載の発明は、請求項2乃至5のいずれか1項に記載の基板のめっき装置において、めっき槽には被めっき基板の装着を検出するセンサを設け、該センサの出力から被めっき基板が装着されていないと判断したとき、少なくともめっき槽にめっき液を供給しないようにする手段を設けたことを特徴とする。

0017

上記のようにセンサの出力から被めっき基板が装着されていないと判断したとき、めっき槽にめっき液を供給しないようにするので、被めっき基板が装着されていない状態でめっき液が供給されることにより発生するめっき液漏れ等の事故を防止することができる。

0018

また、請求項2乃至6のいずれか1項に記載のめっき装置において、めっき槽本体には被めっき基板と対向し略中央部に電場調整用穴が形成された遮蔽板陽極電極とが配置されており、該陽極電極を該遮蔽板の電場調整用穴に嵌合挿入し、該遮蔽板の面と該陽極電極の面が略同一の面で連続するように構成されたことを特徴とする。これにより、遮蔽板の面と陽極電極の面とウエハ面の間を流れるめっき液の流れに乱れが少なく、より均一なめっきが可能となる。

0019

また、請求項2乃至6のいずれか1項に記載のめっき装置において、めっき液をめっき面に対して平行に流すと共に、所定のタイミングで逆方向に流す手段を設けたことを特徴とする。これにより膜厚の均一なめっき膜を形成することが可能となる。

0020

また、請求項2乃至6のいずれか1項に記載のめっき装置において、所定のタイミングでめっき槽内の圧力を変動させる手段を設けたことを特徴とする。これにより、微細穴からの気泡の抜け及び微細穴のめっき液の入り込みが良く、より膜厚の均一なめっき膜を形成することが可能となる。

0021

また、請求項2乃至6のいずれか1項に記載のめっき装置において、めっき工程後にめっき液を排出すると共に、代わりに水洗水を流し、めっき面及び前記めっき槽内を水洗する手段を設けたことを特徴とする。これにより、パーティクルの生成は防止され、パーティクルによる悪影響を除去することができる。

0022

また、上記めっき液の排出後又は水洗水の排出後に水切りのための気体をめっき槽内に流す手段を設けたことを特徴とする。これにより、被めっき基板及びめっき槽内を乾燥させることができ、装置内の汚染が軽減され、且つ被めっき基板の表面が乾燥されるため、パーティクルが付着しにくくなる。

発明を実施するための最良の形態

0023

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図3は本発明の概念を説明するための図である。図3(a)に示すように、密閉されためっき槽(図示せず)内にめっき治具1に装着された半導体ウエハ等のめっきを施す被めっき基板2のめっき面を鉛直に設置し、めっき液3を下方から上方へ向かって、該めっき面に対して平行に流す。このように、密閉されためっき槽内でめっき液3が被めっき基板2のめっき面に平行に流れることで、めっきムラがなく、均一なめっき膜を形成できる。そして被めっき基板2を略鉛直方向に立てた状態とすることで、被めっき基板2のめっき面にめっき中にパーティクルが付着するという問題が防止される。

0024

なお、パーティクル付着の防止は、図3(b)に示すように被めっき基板2を鉛直方向から傾けた状態としても達成できる。この効果は図3(b)においては被めっき基板2のめっき面が上向きの場合を示しているが、被めっき基板2のめっき面が下向きとなるように傾けた場合でも同様であることは勿論である。

0025

更に、図3(b)に示すように被めっき基板2を鉛直面から傾斜させ、めっき面が上を向くようにすることにより、図3(c)に示すように、被めっき基板2の穴2aの気泡4が抜け易くなる。従って、図3(c)に示すように、被めっき基板2のめっき面を鉛直面から上向きに傾けることで、パーティクルが被めっき基板のめっき面に付着せず、更に、めっき液3を被めっき基板2のめっき面に平行に流すことで、被めっき基板2の大きさに左右されることなく、被めっき基板2のめっき面に均一な膜厚のめっき膜を形成することができる。

0026

また、このめっき槽の特徴としては、密閉した空間内で、被めっき基板2のめっき面に平行にめっき液を流すものであるので、めっき液の圧力、流れ方向及び流速度を任意に調整することが可能となる。これにより、微細な被めっき基板のめっき面に形成された溝や孔に、緻密にめっき膜を形成することができる。

0027

図1は本発明のめっき装置の構成例を示す図である。図2はめっき槽の正断面(図1のB−B断面)を示す。本めっき装置10はめっき槽11と、上下に上部ヘッダ12、下部ヘッダ13と、ポンプ14、恒温ユニット15、フィルタ16を具備する構成である。めっき槽11は開口部を有する断面コ字状のめっき槽本体17と平板状の側板18からなり、該側板18には被めっき基板19を装着し、該側板18をめっき槽本体17の開部口に密着させて固定することにより、パッキン20が被めっき基板19の周縁部に密着して固定される。また、めっき槽本体17は平板状の陽極電極21が設けられている。被めっき基板19と陽極電極21は平行に配置されている。なお、図1において、めっき槽11は図2のA−A断面を示す。

0028

陽極電極21と被めっき基板19の間には誘電体板からなる遮蔽板22が配置され、該遮蔽板22の中央部には被めっき基板19のめっき面に対向して、穴22aが設けられている。なお、この穴22aは被めっき基板19のめっき面の電場を調整する作用を奏する電場調整用の穴である。また、被めっき基板19と遮蔽板22の間は平行な隙間が形成され、該隙間をめっき液23が流れることにより、めっき液23の流れが被めっき基板19のめっき面に対し平行に流れるようになっている。また、めっき液23の流路の幅bと長さcは被めっき基板19の径aより大きくなっている。また、めっき槽本体17の上下部にはめっき液が通る多数の穴17a及び穴17bが設けられる。また、陽極電極21と被めっき基板19の間にはめっき電源直流電源)24から所定の電圧印加されるようになっている。

0029

上記構成のめっき装置10において、めっき槽11内にめっき液23を正方向に流す時は、弁V1及び弁V4を「開」にすると共に、弁V2、弁V3、弁V5及びV6を「閉」にする。めっき循環槽25内のめっき液23はポンプ14により、恒温ユニット15、フィルタ16、流量調整弁26及び弁V1を経由して上部ヘッダ12に送られ、めっき槽11内を通過し、下部ヘッダ13及び弁V4を経て再びめっき循環槽25に戻る。めっき槽11内ではめっき槽本体17の上部の穴17aを通って、被めっき基板19と遮蔽板22の間の隙間を流れ、更にめっき槽本体17の下部の穴17bを通って流れる。また、めっき電源24から所定の電圧を陽極電極21と被めっき基板19の間に印加する。

0030

上記構成のめっき装置において、被めっき基板19はめっき槽11の側板18に固定されているから、めっき槽11を垂直又は傾斜させることにより、被めっき基板19は傾斜することになる。傾斜させる角度としては、0〜30°の範囲が好適であるが、これに限定されるものではない。従って、めっき面の微細な穴の気泡は容易に抜け、且つパーティクルの付着も無くなる。更に、めっき液23が被めっき基板19と遮蔽板22の間の隙間を流れると、めっき液23の流れは上記のように被めっき基板19のめっき面に対して平行な流れとなるから、被めっき基板19の大きさに左右されることなく、膜厚の均一なめっき膜を被めっき基板19のめっき面に形成できる。また、めっき液の流路の幅b及び長さcは被めっき基板19の径aより大きく形成されているので、めっき液の流れも被めっき基板19の全面で均一となり、膜厚の均一なめっき膜を被めっき基板19のめっき面に形成できる。

0031

また、上記構成のめっき装置において、めっき槽11内のめっき液23の流れを所定のタイミングで逆転させる。即ち、弁V2及び弁V3を「開」にすると共に、弁V1、弁V4、弁V5及び弁V6を「閉」にすることにより、めっき循環槽25内のめっき液23はポンプ14により、恒温ユニット15、フィルタ16、流量調整弁26及び弁V2を経由して下部ヘッダ13に送られ、めっき槽11内を通過し、上部ヘッダ12及び弁V3を経て再びめっき循環槽25に戻る。

0032

上記のように、所定のタイミングでめっき槽11内のめっき液23の流れを逆転させることにより、被めっき基板19のめっき面に形成されるめっき膜の膜厚は更に均一となる。また、これにより被めっき基板19のめっき面の微細穴へのめっき液23の出入りが促進され、微細穴の壁面にも膜厚の均一なめっき膜が形成できる。

0033

また、上記構成のめっき装置10において、めっき槽11内の圧力を所定のタイミングで上下させる。即ち、めっき槽11内のめっき液23の流れが正方向に流れる時、「開」となっているめっき槽11の出口側の弁V4をあるタイミングで「閉」とし、同時に「閉」となっている弁V6を「開」とする。弁V6のラインには流量調整弁27があり、該流量調整弁27は弁V4のラインよりも少流量に調整されている。このため弁V6のラインに切り換えると同時にラインの圧力が上昇する。

0034

このように、弁V4とV6を所定のタイミングで開閉することにより、めっき液23が正方向に流れている場合、めっき槽11内の圧力を上下させることができる。また、弁V5のラインには流量調整弁28があり、該流量調整弁28は弁V3のラインよりも少流量に調整されているから、弁V3と弁V5を所定のタイミングで開閉することにより、めっき液23が逆方向に流れている場合、めっき槽11内の圧力を上下させることができる。このようにめっき槽11内の圧力を上下させることにより、被めっき基板19のめっき面の微細穴内の気泡が容易に抜けると共に、該微細穴へのめっき液の入り込みが良く、めっき面全面に均一な膜厚のめっき膜が形成できる。

0035

めっき液23としてCuSO4液を用いた場合、めっき液23が乾くと硫酸銅結晶の生成が著しく、これがパーティクルとして悪影響を及ぼすという問題がある。そこで、上記構成のめっき装置に、めっき工程後にめっき槽11からめっき液23を排出し、代わりにめっき槽11及び上下ヘッダ12、13の内部に水洗水を導入する手段を設け、めっき工程後、これらめっき槽11及び上下ヘッダ12、13内に水洗水を流し込んで水洗するようにする。これにより、パーティクルの生成は防止され、パーティクルによる悪影響を除去できる。

0036

更に、水洗水を排出後、N2ガスドライ空気等の水切りのための気体をめっき槽11に導入し、被めっき基板19及びめっき槽11内を乾燥させることで、装置内の汚染が軽減され、且つ被めっき基板19の表面が乾燥されるため、パーティクルが付着しにくくなる。

0037

なお、図1は本発明のめっき装置の一構成例であり、本発明はこれに限定されるものではなく、要は被めっき基板面を垂直又は傾斜させる構成であればよい。また、めっき液を前記被めっき基板表面に対して平行に流すことができ、且つめっき液流路の幅及び長さが被めっき基板の径より大きい構造とすればよい。

0038

以下、本発明に係るめっき装置の具体的構成例を説明する。図4はめっき槽の具体的構成例を示す図で、図4(a)はめっき槽11の側断面図、図4(b)は図4(a)のB部分の拡大図である。また、図5は側板18の具体的構成例を示す平面図である。めっき槽11の内部は省略するが、図1と略同様の構成であり、断面コ字状のめっき槽本体17と平板状の側板18からなる。該側板18の上面には後に詳述する被めっき基板装着機構により、被めっき基板19を装着できるようになっている。また、めっき槽本体17の側板18と対向する開口部にはブラケット32を介在させて環状のパッキン20がリング座金)29及びビス31で固定されており、更に該リング29の上面には等間隔で電極接点板)30がビス31でリング29と共締で固定されている。

0039

側板18に被めっき基板19を装着し、ヒンジ機構(後に詳述)を介して該側板18をめっき槽本体17の開口部に当接させると、環状のパッキン20の内縁部は被めっき基板19の周縁面上に密着し、図1に示すような、遮蔽板22、被めっき基板19及びパッキン20で囲まれためっき液23が流れる空間が形成される。それと同時に陰極となる電極30の先端が被めっき基板19の導電部に当接する。なお、この状態で側板18に装着された被めっき基板19の面は垂直又は傾斜できるようになっている。傾斜の角度は0〜30°の範囲で上を向くようにするのが好ましいが、これに限定されるものではない。また、側板18の所定の位置には被めっき基板19が側板18に装着されたか否かを検出するセンサ33が設けられている。

0040

また、環状のパッキン20は図4(b)の点線で示すように、内周縁部がめっき槽本体17の外側に漏斗状に突出(外側に傾斜して突出)しており、被めっき基板19の周縁面がこの内周縁部先端に当接し押され実線の位置に変形するように構成されている。ここで、めっき槽11内の内圧をP、ブラケット32の内径をD1、パッキン20の内径をD2とすると、P×(D12−D22)π/4の力が発生し、該力でパッキン20を被めっき基板19側に押し付け、パッキン20のシール性が向上する。従って、めっき槽11の内圧を外部圧大気圧)より高くすることにより、パッキン20に図4(b)の矢印Fに示すような上記力が加わり、パッキン20の内周縁部先端が被めっき基板19の周縁面に強く押し付けられ、シール性が向上する。

0041

また、図4及び図5に示すようにパッキン20の外側(めっき液が接しない側)に電極30があり、電極30は被めっき基板19の周縁面のパッキン20の内周縁部先端が当接するシール個所より更に外側で被めっき基板19と接触しているから、めっき液と接触することがなく、めっきが施されることがない。従って、電極30からパーティクルの発生を防ぐことができる。また、同時に電極30は安定した状態の導通を維持できる。

0042

図6及び図7はめっき槽11の槽開閉機構の構成を示す図である。図において、35は槽開閉部材であり、該槽開閉部材35に側板18がブラケット42及びピン43を介して支枢されている。また、槽開閉部材35の下端はヒンジ機構37でめっき槽11のめっき槽本体17の下端に支枢されている。38は槽開閉用シリンダで、該槽開閉用シリンダ38のピストン38aの先端が前記ピン43に支枢されて、該槽開閉用シリンダ38を作動させ、ピストン38aを前進後退させることにより、槽開閉部材35はヒンジ機構37を中心に回動し、該槽開閉部材35に支枢された側板18が回動し、めっき槽11を開閉する。

0043

めっき槽11のめっき槽本体17の上部には支持部材41を介してロック用シリンダ34が設けられ、該ロック用シリンダ34のピストン34aにはロック部材36が連結されている。槽開閉用シリンダ38を作動させピストン38aを前進させると、槽開閉部材35及び側板18は回動し、側板18がめっき槽本体17に当接する位置に達したら、ロック用シリンダ34を作動させることにより、図7に示すように、ロック部材36が突出し、槽開閉部材35の上端部に設けられたロック用突起部39に係合し、槽開閉部材35及び側板18はロックされる。

0044

40は側板18と槽開閉部材35の間の遊びを調整するための調整用のヒンジ機構であり、該ヒンジ機構40を介して側板18と槽開閉部材35は所定寸法の遊びを介して互いに結合されており、この遊びの間隔はナット40aで調整され、側板18に装着された被めっき基板19がパッキン20に当接してからロックされるまでの間隔を調整している。

0045

上記槽開閉部材35を開いた状態、即ち側板18を図6のCの位置で、側板18に被めっき基板19を装着する。図8及び図9は被めっき基板装着機構の構成を示す図である。図示するように、被めっき基板装着機構は側板18に固定された爪駆動用シリンダ44を具備し、該爪駆動用シリンダ44のピストン44aの先端には先端が側板18の上部表面に突出する被めっき基板保持用爪45が固定されている。また、側板18の下部には被めっき基板保持用爪46がその先端が該側板18の下部表面にバネ等(図示せず)を介して突出自在に設けられている。

0046

また、爪駆動用シリンダ44の下端に固定したロッド50にはバネ51を介して部材49が摺動自在に設けられ、該部材49の一端にはローラー47が回転自在に設けられ、他端には連結部材52を介して前記被めっき基板保持用爪46を押圧する爪押圧部材48が連結されている。なお、爪押圧部材48はピン53を支点に回動自在に支枢されている。また、54は前記ローラー47が当接する当接部材である。

0047

上記構成の被めっき基板装着機構において、図6の槽開閉用シリンダ38を動作させて、側板18を図9に示すように開くと、ローラー47が当接部材54に当接し、部材49を押し上げる。これにより、爪押圧部材48の端部が連結部材52を介して引っ張られピン53を中心に時計方向に回動する。これにより該爪押圧部材48で、被めっき基板保持用爪46を押す。これにより、該被めっき基板保持用爪46が所定寸法だけ側板18の表面に突出する。また、爪駆動用シリンダ44を作動させることにより、被めっき基板保持用爪45が所定寸法上方に移動する。この状態で被めっき基板保持用爪46と被めっき基板保持用爪45の間隔は被めっき基板19の径より、所定量大きくなっている。

0048

この状態で、図示しない、ロボットアーム先端把持された被めっき基板19を被めっき基板保持用爪46と被めっき基板保持用爪45の間の側板18の上面に載置する。この被めっき基板19が載置されたことは、センサ33(図4参照)で検出する。爪駆動用シリンダ44を作動させ、被めっき基板保持用爪45を被めっき基板19の側縁に当接するまで移動させ、被めっき基板19を被めっき基板保持用爪46と被めっき基板保持用爪45で挟持する。これにより、被めっき基板19は側板18の上に装着される。

0049

続いて、図6の槽開閉用シリンダ38を作動させピストン38aを伸ばすことにより、槽開閉部材35はヒンジ機構37を中心に反時計方向に回動し、それに連動して側板18も反時計方向に回動する。これによりローラー47は当接部材54から外れ、部材49及び連結部材52はバネ51に押されて所定寸法下降する。これにより、爪押圧部材48がピン53を中心に反時計方向に回動し、被めっき基板保持用爪46を開放する。これにより被めっき基板保持用爪46は後退するが、その先端は被めっき基板19の外縁部を支持できるだけ側板18の上面より突出し、被めっき基板19を支持する。

0050

上記のように側板18がめっき槽本体17の開口部を閉じ、環状のパッキン20の内縁部が被めっき基板19の周縁面部に密着し、遮蔽板22、被めっき基板19及びパッキン20で囲まれためっき液23が流れる空間が形成されると、図1のポンプ14を起動し、めっき液23を該空間に流してめっきを行うのであるが、被めっき基板19が側板18に装着されていないと、このめっき液23を流す閉じられた空間が形成されないから、ポンプ14を起動するとめっき液23が外部に流出することになる。そこで、本実施形態例では、上記センサ33の出力により、被めっき基板19が装着されているか否を検出し、もし被めっき基板19が装着されていない時は、警報を発する等を行い、少なくともポンプ14に起動電源投入されてもポンプ14を起動しないようにする。これにより、被めっき基板19が装着されていない状態でめっき槽11内にめっき液23が供給されてめっき槽11の外に流れるという心配はなく、安全となる。

0051

図10は本発明のめっき装置のめっき槽の他の構成例を示す図である。同図において、図1と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示す。図示するように、本めっき槽11はめっき槽本体17に遮蔽板22を嵌合挿入した構成とし、めっき槽本体17の面と遮蔽板22の面を同一面で連続させ、且つ遮蔽板22の中央部に設けられた電場調整用の穴22aに陽極電極21を嵌合挿入し遮蔽板22の面と陽極電極21の面を同一面で連続させた構成としている。そして側板18、遮蔽板22及び陽極電極21と被めっき基板19の間にめっき液を流す空間56を形成するように構成している。なお、55は遮蔽板22の穴22aの内周面と陽極電極の外周面の間に介装されるOリングである。

0052

なお、図10に示す構成のめっき槽11において、図示は省略するがめっき槽本体17の上下部に設けるめっき液が通る多数の穴17a及び17bは図1及び図2と同一である。また、めっき槽11へめっき循環槽25からめっき液を供給するめっき液の流路構成図1に示す構成と同じである。

0053

上記のように、めっき槽本体17の面と遮蔽板22の面及び陽極電極21の面を同一面で連続した構成とすることにより、この面と被めっき基板19の間の空間を流れるめっき液の流れの乱れが抑制され、被めっき基板19の面により均一なめっき膜が形成できる。

0054

また、本発明に係る基板のめっき方法及び装置でめっき処理を施す被めっき基板としては、半導体ウエハに限らず、めっき処理を施す必要のある種々の基板が考えられる。

発明の効果

0055

以上説明したように、各請求項によれば下記のような優れた効果が得られる。

0056

請求項1に記載の発明によれば、めっき槽内のめっき液の圧力を変動させ、且つ該めっき液の流れ方向を切換えつつ、めっきを行うので、被めっき基板のめっき面に形成された微細な穴や溝からの気泡の抜け及び微細な穴や溝へのめっき液の入り込みが良く、より膜厚の均一なめっき膜を形成することができる。

0057

請求項2に記載の発明によれば、めっき液流路をめっき液が被めっき基板のめっき面に平行に流れるように形成することにより、被めっき基板のめっき面にその大きさに左右されることなく、膜厚の均一なめっき膜を形成することができる。

0058

また、請求項3に記載の発明によれば、被めっき基板のめっき面が、鉛直面に対して傾いた姿勢で保持されるので、パーティクルがめっき面に付着することがない。

0059

また、請求項4に記載の発明によれば、被めっき基板面を鉛直から30°の範囲で上を向くように傾斜させる手段を設け、被めっき基板をこの範囲で傾斜させた状態でめっきを行うので、被めっき基板のめっき面の微細穴の気泡が容易に抜け、微細穴の内部までめっき液が流れ込み、その内壁面にもめっき膜が形成できる。また、パーティクルの被めっき基板のめっき面への付着もない。

0060

また、請求項5に記載の発明によれば、めっき槽本体の開口部を側板で閉じた状態で該側板に装着された被めっき基板の周縁面がパッキンに当接し、該めっき槽本体と該被めっき基板の間にめっき液を被めっき基板のめっき面に対して平行に流すめっき液流路を形成するので、被めっき基板のめっき槽本体の開口部に露出しためっき面にのみ平行に流れるめっき液が接触し、該めっき面以外の他の部分にめっき液に接触してめっきが施される等の不都合がなく、且つめっき面のみに膜厚の均一なめっき膜を形成することが可能となる。

0061

また、請求項6に記載の発明によれば、センサの出力から被めっき基板が装着されていないと判断したとき、めっき槽にめっき液を供給しないようにするので、被めっき基板が装着されていない状態でめっき液が供給されることによる事故、例えば、めっき槽本体と被めっき基板の間にめっき液を流す密閉空間が形成されない状態でめっき槽にめっき液を流すことがないから、めっき液が外部に流出する等の危険はなくなる。

図面の簡単な説明

0062

図1本発明のめっき装置の構成例を示す図である。
図2本発明のめっき装置のめっき槽の正断面(図1のB−B断面)を示す図である。
図3図3(a)、(b)、(c)は本発明の概念を説明するための図である。
図4本発明のめっき装置のめっき槽の構成例を示す図で、図4(a)はめっき槽の側断面図、図4(b)は図4(a)のB部分の拡大図である。
図5本発明のめっき装置のめっき槽の側板の構成例を示す平面図である。
図6本発明のめっき装置のめっき槽の槽開閉機構の構成を示す図である。
図7本発明のめっき装置のめっき槽の槽開閉機構の構成を示す図である。
図8本発明のめっき装置の被めっき基板装着機構の構成を示す図である。
図9本発明のめっき装置の被めっき基板装着機構の構成を示す図である。
図10本発明のめっき装置のめっき槽の他の構成例を示す図である。
図11従来のめっき装置の構成例を示す図である。
図12従来のめっき装置の構成例を示す図である。

--

0063

1 めっき治具
2被めっき基板
3めっき液
4気泡
10 めっき装置
11めっき槽
12 上部ヘッダ
13 下部ヘッダ
14ポンプ
15恒温ユニット
16フィルタ
17 めっき槽本体
18側板
19 被めっき基板
20パッキン
21陽極電極
22遮蔽板
23 めっき液
24 めっき電源
25 めっき循環槽
26流量調整弁
27 流量調整弁
28 流量調整弁
29リング(座金)
30電極(接点板)
31ビス
32ブラケット
33センサ
34ロック用シリンダ
35 槽開閉部材
36ロック部材
37ヒンジ機構
38 槽開閉用シリンダ
39ロック用突起部
40 ヒンジ機構
41支持部材
42 ブラケット
43ピン
44 爪駆動用シリンダ
45 被めっき基板保持用爪
46 被めっき基板保持用爪
47ローラー
48 爪押圧部材
49 部材
50ロッド
51バネ
52連結部材
53 ピン
54当接部材
55 Oリング
56 空間

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