図面 (/)

技術 電解処理方法及び電解処理装置

出願人 国立大学法人熊本大学東京エレクトロン株式会社
発明者 秋山秀典岩津春生
出願日 2014年1月8日 (5年6ヶ月経過) 出願番号 2014-001465
公開日 2015年1月8日 (4年6ヶ月経過) 公開番号 2015-004124
状態 特許登録済
技術分野 電気分解または電気泳動による被覆
主要キーワード エッチング液槽 表裏一体 電界処理 次析出 水素気泡 電解プロセス 電荷交換 被処理体側
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(2015年1月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (14)

課題

処理液中の被処理イオンを用いて、被処理体に対する所定の処理を効率よく且つ適切に行う。

解決手段

めっき液Mを挟むように直接電極20と対向電極22をそれぞれ配置すると共に、当該めっき液Mに電界を形成する間接電極21を直接電極20と表裏一体に配置する。間接電極21と対向電極22との間に連続的に直流電圧印加することで、めっき液M中の銅イオンCを対向電極22側に移動させる。直接電極20と対向電極22との間にパルス電圧を印加することで、対向電極22側に移動した銅イオンCを還元する。

概要

背景

電解プロセス電解処理)は、めっき処理やエッチング処理等の種々の処理に用いられる技術である。

かかるめっき処理は、例えば特許文献1に記載されためっき装置で行われる。めっき装置はめっき液貯留するめっき槽を有し、めっき槽の内部はレギュレーションプレートによって区画されている。区画された一の区画にはアノードが配置され、他の区画には被処理体基板)が浸漬されて、上記レギュレーションプレートによりアノードと被処理体間の電位分布が調整される。そして、めっき槽内のめっき液に被処理体を浸漬させた後、アノードを陽極とし、被処理体を陰極として電圧印加し、当該アノードと被処理体間に電流を流す。この電流によってめっき液中の金属イオン被処理体側に移動させ、さらに当該金属イオンを被処理体側でめっき金属として析出させて、めっき処理が行われる。

また、例えば特許文献2に記載されためっき装置では、被処理体をめっき処理する際、めっき槽内のめっき液を撹拌して循環させることが行われている。

概要

処理液中の被処理イオンを用いて、被処理体に対する所定の処理を効率よく且つ適切に行う。めっき液Mを挟むように直接電極20と対向電極22をそれぞれ配置すると共に、当該めっき液Mに電界を形成する間接電極21を直接電極20と表裏一体に配置する。間接電極21と対向電極22との間に連続的に直流電圧を印加することで、めっき液M中の銅イオンCを対向電極22側に移動させる。直接電極20と対向電極22との間にパルス電圧を印加することで、対向電極22側に移動した銅イオンCを還元する。

目的

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、処理液中の被処理イオンを用いて、被処理体に対する所定の処理を効率よく且つ適切に行うことを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

処理液に含まれる被処理イオンを用いて所定の処理を行う電解処理方法であって、前記処理液を挟むように直接電極対向電極をそれぞれ配置すると共に、当該処理液に電界を形成する間接電極を配置する電極配置工程と、前記間接電極に電圧印加することで、前記処理液中の被処理イオンを前記対向電極側に移動させる被処理イオン移動工程と、前記直接電極と前記対向電極との間に電圧を印加することで、前記対向電極側に移動した前記被処理イオンを酸化又は還元する被処理イオン酸化還元工程と、を有することを特徴とする、電解処理方法。

請求項2

前記電極配置工程において、前記直接電極と前記間接電極をそれぞれ対向して配置することを特徴とする、請求項1に記載の電解処理方法。

請求項3

前記電極配置工程において、前記直接電極と前記間接電極を表裏一体に配置することを特徴とする、請求項1に記載の電解処理方法。

請求項4

前記電極配置工程において、前記直接電極の表面と前記間接電極の裏面が当接するように、前記直接電極と前記間接電極を一体に配置することを特徴とする、請求項3に記載の電解処理方法。

請求項5

前記電極配置工程において、前記直接電極が前記間接電極の全体を覆うように、前記直接電極と前記間接電極を一体に配置することを特徴とする、請求項3に記載の電解処理方法。

請求項6

前記電極配置工程において、前記間接電極と前記対向電極をそれぞれ対向して配置することを特徴とする、請求項1に記載の電解処理方法。

請求項7

前記電極配置工程において、複数の前記対向電極を配置することを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の電解処理方法。

請求項8

前記電極配置工程において、前記直接電極、前記間接電極及び前記対向電極をそれぞれ前記処理液中に浸漬して配置することを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の電解処理方法。

請求項9

前記電極配置工程において、前記対向電極の上面に前記処理液を供給し、さらに当該処理液上に前記直接電極を配置することを特徴とする、請求項1に記載の電解処理方法。

請求項10

前記電極配置工程において、前記対向電極の下面側又は前記直接電極の上面側に前記間接電極を配置することを特徴とする、請求項9に記載の電解処理方法。

請求項11

前記直接電極は、電気的にフローティング状態に維持されていることを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載の電解処理方法。

請求項12

前記被処理イオン移動工程において、前記間接電極に印加される電圧は連続的に印加される直流電圧であって、前記被処理イオン酸化還元工程において、前記直接電極と前記対向電極との間に印加される電圧はパルス電圧であることを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載の電解処理方法。

請求項13

前記電極配置工程において、前記対向電極は前記直接電極と前記間接電極に共通して配置され、前記被処理イオン移動工程において、前記間接電極と前記対向電極との間に電圧を印加し、前記被処理イオンを前記対向電極側に移動させることを特徴とする、請求項1〜12のいずれかに記載の電解処理方法。

請求項14

処理液に含まれる被処理イオンを用いて所定の処理を行う電解処理装置であって、前記処理液を挟むように配置された直接電極と対向電極を有し、さらに前記処理液に電界を形成する間接電極を有し、前記間接電極は、電圧が印可されることで、前記処理液中の被処理イオンを対向電極側に移動させ、前記直接電極は、前記対向電極との間で電圧が印加されることで、前記対向電極側に移動した前記被処理イオンを酸化又は還元することを特徴とする、電解処理装置。

請求項15

前記直接電極と前記間接電極は、それぞれ対向して配置されていることを特徴とする、請求項14に記載の電解処理装置。

請求項16

前記直接電極と前記間接電極は、表裏一体に配置されていることを特徴とする、請求項14に記載の電解処理装置。

請求項17

前記直接電極の表面と前記間接電極の裏面が当接するように、前記直接電極と前記間接電極は一体に配置されていることを特徴とする、請求項16に記載の電解処理装置。

請求項18

前記直接電極が前記間接電極の全体を覆うように、前記直接電極と前記間接電極は一体に配置されていることを特徴とする、請求項16に記載の電解処理装置。

請求項19

前記間接電極と前記対向電極は、それぞれ対向して配置されていることを特徴とする、請求項14に記載の電解処理装置。

請求項20

前記対向電極は、複数配置されていることを特徴とする、請求項14〜19のいずれかに記載の電解処理装置。

請求項21

前記直接電極、前記間接電極及び前記対向電極は、それぞれ前記処理液中に浸漬して配置されていることを特徴とする、請求項14〜20のいずれかに記載の電解処理装置。

請求項22

前記対向電極の上面に前記処理液が供給され、さらに当該処理液上に前記直接電極が配置されていることを特徴とする、請求項14に記載の電解処理装置。

請求項23

前記間接電極は、前記対向電極の下面側又は前記直接電極の上面側に配置されていることを特徴とする、請求項22に記載の電解処理装置。

請求項24

前記直接電極は、電気的にフローティング状態に維持されていることを特徴とする、請求項14〜23のいずれかに記載の電解処理装置。

請求項25

前記間接電極に印加される電圧は連続的に印加される直流電圧であって、前記直接電極と前記対向電極との間に印加される電圧はパルス電圧であることを特徴とする、請求項14〜24のいずれかに記載の電解処理装置。

請求項26

前記対向電極は前記直接電極と前記間接電極に共通して設けられ、前記間接電極は、前記対向電極との間で電圧が印可されることで、前記被処理イオンを前記対向電極側に移動させることを特徴とする、請求項14〜25のいずれかに記載の電解処理装置。

技術分野

0001

本発明は、処理液に含まれる被処理イオンを用いて所定の処理を行う電解処理方法、及び当該電界処理方法を行うための電解処理装置に関する。

背景技術

0002

電解プロセス電解処理)は、めっき処理やエッチング処理等の種々の処理に用いられる技術である。

0003

かかるめっき処理は、例えば特許文献1に記載されためっき装置で行われる。めっき装置はめっき液貯留するめっき槽を有し、めっき槽の内部はレギュレーションプレートによって区画されている。区画された一の区画にはアノードが配置され、他の区画には被処理体基板)が浸漬されて、上記レギュレーションプレートによりアノードと被処理体間の電位分布が調整される。そして、めっき槽内のめっき液に被処理体を浸漬させた後、アノードを陽極とし、被処理体を陰極として電圧印加し、当該アノードと被処理体間に電流を流す。この電流によってめっき液中の金属イオン被処理体側に移動させ、さらに当該金属イオンを被処理体側でめっき金属として析出させて、めっき処理が行われる。

0004

また、例えば特許文献2に記載されためっき装置では、被処理体をめっき処理する際、めっき槽内のめっき液を撹拌して循環させることが行われている。

先行技術

0005

特開2012−132058号公報
特開2006−348356号公報

発明が解決しようとする課題

0006

ここで、めっき処理におけるめっきレートを向上させるためには、例えば特許文献1に記載されためっき処理において電界を高くし、或いは特許文献2に記載されたようにめっき液を撹拌して循環させることが考えられる。しかしながら、前者のように電界を高くすると、水の電気分解も進行する場合がある。かかる場合、水の電気分解により発生する水素気泡によって、被処理体に析出するめっき金属中にボイドが発生する。また、後者のようにめっき液を撹拌する場合、大掛かりな撹拌機構が必要となる。そして装置構成上、このような撹拌機構を設けることができない場合もある。

0007

また、例えば特許文献1に記載されためっき処理では、被処理体側に十分な金属イオンが集積していない場合にも、アノードと被処理体間に電流が流れるため、めっき処理の効率が悪い。

0008

さらに、上述のように十分な金属イオンが集積していない状態でめっき処理が行われると、すなわち被処理体に到達した金属イオンから順次析出させるようにすると、被処理体においてめっき金属が不均一に析出し、めっき処理が均一に行われない。しかも、めっき金属中の結晶が密にならないので、品質に改善の余地がある。

0009

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、処理液中の被処理イオンを用いて、被処理体に対する所定の処理を効率よく且つ適切に行うことを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

前記の目的を達成するため、本発明は、処理液に含まれる被処理イオンを用いて所定の処理を行う電解処理方法であって、前記処理液を挟むように直接電極対向電極をそれぞれ配置すると共に、当該処理液に電界を形成する間接電極を配置する電極配置工程と、前記間接電極に電圧を印加することで、前記処理液中の被処理イオンを前記対向電極側に移動させる被処理イオン移動工程と、前記直接電極と前記対向電極との間に電圧を印加することで、前記対向電極側に移動した前記被処理イオンを酸化又は還元する被処理イオン酸化還元工程と、を有することを特徴としている。

0011

例えば被処理イオンが陽イオンの場合、間接電極に電圧を印加して電界(静電場)を形成すると、間接電極及び直接電極側に負の荷電粒子集まり、対向電極側に被処理イオンが移動する。そして直接電極を陽極とし、対向電極を陰極として電圧を印加して、直接電極と対向電極との間に電流を流す。そうすると、対向電極側に移動した被処理イオンの電荷交換されて、被処理イオンが還元される。

0012

また、例えば被処理イオンが陰イオンの場合も同様に、間接電極に電圧を印加して電界を形成すると、対向電極側に被処理イオンが移動する。そして直接電極を陰極とし、対向電極を陽極として電圧を印加して、直接電極と対向電極との間に電流を流す。そうすると、対向電極側に移動した被処理イオンの電荷が交換されて、被処理イオンが酸化される。

0013

このように本発明では、間接電極による被処理イオンの移動と直接電極及び対向電極による被処理イオンの酸化又は還元(以下、単に「酸化還元」という場合がある)が個別に行われるので、間接電極によって被処理イオンを移動させる際には、当該被処理イオンの電荷交換は行われない。このため、従来のような水の電気分解を抑制しながら、間接電極に電圧を印可する際の電界を高くすることができる。この高電界によって被処理イオンの移動が速くなり、電解処理のレートを向上させることができる。しかも、電解処理のレートを向上させるため、従来のようにめっき液を攪拌及び循環させるための大掛かりな機構が必要なく、装置構成を簡易化することができる。

0014

また、対向電極側に十分な被処理イオンが集積した状態で被処理イオンの酸化還元を行うことができるので、従来のようにアノードと被処理体間に多くの電流を流す必要がなく、被処理イオンを効率よく酸化還元できる。

0015

また、対向電極表面に被処理イオンを略均一に配列した後に電荷交換、すなわち電解処理を行うので、均一で高品質の膜質を実現させることができる。

0016

前記電極配置工程において、前記直接電極と前記間接電極をそれぞれ対向して配置してもよい。

0017

前記電極配置工程において、前記直接電極と前記間接電極を表裏一体に配置してもよい。かかる場合、前記電極配置工程において、前記直接電極の表面と前記間接電極の裏面が当接するように、前記直接電極と前記間接電極を一体に配置してもよい。或いは、前記電極配置工程において、前記直接電極が前記間接電極の全体を覆うように、前記直接電極と前記間接電極を一体に配置してもよい。

0018

前記電極配置工程において、前記間接電極と前記対向電極をそれぞれ対向して配置してもよい。

0019

前記電極配置工程において、複数の前記対向電極を配置してもよい。

0020

前記電極配置工程において、前記直接電極、前記間接電極及び前記対向電極をそれぞれ前記処理液中に浸漬して配置してもよい。

0021

前記電極配置工程において、前記対向電極の上面に前記処理液を供給し、さらに当該処理液上に前記直接電極を配置してもよい。かかる場合、前記電極配置工程において、前記対向電極の下面側又は前記直接電極の上面側に前記間接電極を配置してもよい。

0022

前記直接電極は、電気的にフローティング状態に維持されていてもよい。

0023

前記被処理イオン移動工程において、前記間接電極に印加される電圧は連続的に印加される直流電圧であって、前記被処理イオン酸化還元工程において、前記直接電極と前記対向電極との間に印加される電圧はパルス電圧であってもよい。

0024

前記電極配置工程において、前記対向電極は前記直接電極と前記間接電極に共通して配置され、前記被処理イオン移動工程において、前記間接電極と前記対向電極との間に電圧を印加し、前記被処理イオンを前記対向電極側に移動させてもよい。

0025

別な観点による本発明は、処理液に含まれる被処理イオンを用いて所定の処理を行う電解処理装置であって、前記処理液を挟むように配置された直接電極と対向電極を有し、さらに前記処理液に電界を形成する間接電極を有し、前記間接電極は、電圧が印可されることで、前記処理液中の被処理イオンを対向電極側に移動させ、前記直接電極は、前記対向電極との間で電圧が印加されることで、前記対向電極側に移動した前記被処理イオンを酸化又は還元することを特徴としている。

0026

前記直接電極と前記間接電極は、それぞれ対向して配置されていてもよい。

0027

前記直接電極と前記間接電極は、表裏一体に配置されていてもよい。かかる場合、前記直接電極の表面と前記間接電極の裏面が当接するように、前記直接電極と前記間接電極は一体に配置されていてもよい。或いは、前記直接電極が前記間接電極の全体を覆うように、前記直接電極と前記間接電極は一体に配置されていてもよい。

0028

前記間接電極と前記対向電極は、それぞれ対向して配置されていてもよい。

0029

前記対向電極は、複数配置されていてもよい。

0030

前記直接電極、前記間接電極及び前記対向電極は、それぞれ前記処理液中に浸漬して配置されていてもよい。

0031

前記対向電極の上面に前記処理液が供給され、さらに当該処理液上に前記直接電極が配置されていてもよい。かかる場合、前記間接電極は、前記対向電極の下面側又は前記直接電極の上面側に配置されていてもよい。

0032

前記直接電極は、電気的にフローティング状態に維持されていてもよい。

0033

前記間接電極に印加される電圧は連続的に印加される直流電圧であって、前記直接電極と前記対向電極との間に印加される電圧はパルス電圧であってもよい。

0034

前記対向電極は前記直接電極と前記間接電極に共通して設けられ、前記間接電極は、前記対向電極との間で電圧が印可されることで、前記被処理イオンを前記対向電極側に移動させてもよい。

発明の効果

0035

本発明によれば、処理液中の被処理イオンを用いて、被処理体に対する所定の処理を効率よく且つ適切に行うことができる。

図面の簡単な説明

0036

本実施の形態にかかるめっき処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
間接電極と対向電極との間に直流電圧を連続的に印加しつつ、直接電極と対向電極との間に直流電圧をパルス状に印加する様子を示すグラフである。
間接電極と対向電極との間に電圧を印加した様子を示す説明図である。
直接電極と対向電極との間に電圧を印加した様子を示す説明図である。
間接電極と対向電極との間に再度電圧を印加した様子を示す説明図である。
対向電極に所定の銅めっきを形成した様子を示す説明図である。
他の実施の形態にかかるめっき処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
他の実施の形態にかかるめっき処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
他の実施の形態にかかるめっき処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
他の実施の形態にかかるエッチング処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
他の実施の形態にかかるめっき処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
他の実施の形態にかかるめっき処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
他の実施の形態にかかるめっき処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。

実施例

0037

以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態では、本発明にかかる電解処理としてめっき処理を行う場合について説明する。図1は、本実施の形態にかかる電解処理装置としてのめっき処理装置1の構成の概略を示す縦断面図である。なお、以下の説明で用いる図面において、各構成要素の寸法は、技術の理解の容易さを優先させるため、必ずしも実際の寸法に対応していない。

0038

めっき処理装置1は、内部に処理液としてのめっき液Mを貯留するめっき槽10を有している。めっき液Mとしては、例えば硫酸銅硫酸を溶解した混合液が用いられる。このめっき液M中には、被処理イオンとして銅イオンが含まれている。

0039

めっき槽10内には、直接電極20、間接電極21及び対向電極22がめっき液Mに浸漬して配置されている。

0040

間接電極21には、当該間接電極21を覆うように絶縁材23が設けられている。直接電極20と間接電極21はそれぞれ同形状を有し、絶縁材23を介して表裏一体に配置されている。なお、ここでいう表裏一体とは、例えば直接電極20の表面と間接電極21の裏面が絶縁材23を介して当接し、直接電極20と間接電極21が一体構造を有していることをいう。

0041

対向電極22は、直接電極20と間接電極21に共通して設けられている。また対向電極22は、めっき液Mを挟んで直接電極20と間接電極21に対向して配置されている。なお本実施の形態において、この対向電極22はめっき処理される被処理体である。

0042

直接電極20、間接電極21及び対向電極22には、直流電源30が接続されている。直接電極20と間接電極21は、それぞれ直流電源30の正極側に接続されている。対向電極22は、直流電源30の負極側に接続されている。また直接電極20と直流電源30との間には、当該直接電極20と直流電源30の接続状態切り替えるためのスイッチ31が設けられている。スイッチ31のオンオフは、制御部40によって制御される。そしてスイッチ31がオンの状態では、直接電極20と直流電源30が接続され、直接電極20と対向電極22との間に電流が流れる。またスイッチ31がオフの状態では、直接電極20と直流電源30が切断され、直接電極20と対向電極22との間に電流が流れない。

0043

次に、以上のように構成されためっき処理装置1を用いためっき処理について説明する。

0044

図2に示すように間接電極21と対向電極22との間に直流電圧を連続的に印加しつつ、直接電極20と対向電極22との間に直流電圧をパルス状に印加する、いわゆるパルス電圧を印加する。

0045

より詳細に説明すると、図3に示すように間接電極21を陽極とし、対向電極22を陰極として直流電圧を印加して、電界(静電場)を形成する。そうすると、間接電極21及び直接電極20側に負の荷電粒子である硫酸イオンSが集まり、対向電極22側に正の荷電粒子である銅イオンCが移動する。

0046

このとき、スイッチ31をオフの状態にしておくことで、直接電極20を電気的にフローティング状態にしておく。このような状況においては、直接電極20、間接電極21、対向電極22のいずれの表面においても電荷交換が行われないので、静電場により引きつけられた荷電粒子が電極表面に配列されることになる。図3に示すように、被処理体である対向電極22の表面においても銅イオンCが略均一に配列される。対向電極22表面で銅イオンCの電荷交換が行われず、水の電気分解も抑制されるので、間接電極21と対向電極22との間に電圧を印可する際の電界を高くすることができる。そして、この高電界によって銅イオンCの移動を速くできる。さらに、この電界を任意に制御することで、対向電極22表面に配列される銅イオンCも任意に制御される。

0047

なお、本実施の形態においては、直接電極20が陰極になるのを回避するため、直接電極20をグランドに接続せず、電気的にフローティング状態にしている。

0048

その後、十分な銅イオンCが対向電極22側に移動して集積すると、図4に示すようにスイッチ31をオンにする。そして直接電極20を陽極とし、対向電極22を陰極として電圧を印加して、直接電極20と対向電極22との間に電流を流す。そうすると、対向電極22表面に略均一に配列されている銅イオンCとの電荷交換が行われ、銅イオンCが還元されて、対向電極22表面に銅めっき50が析出する。なお、このとき硫酸イオンSは直接電極20によって酸化されている。

0049

対向電極22表面に十分な銅イオンCが集積し、略均一に配列された状態で還元されるので、対向電極22表面に銅めっき50を均一に析出させることができる。結果的に、銅めっき50における結晶の密度が高くなり、品質の良い銅めっき50を形成することができる。従来のめっき工程においては、被処理体表面の電界強度分布に起因してめっき膜が不均一になるという問題が生じていた。しかし、本発明においては、対向電極22の表面に銅イオンCが略均一に配列された状態で還元を行っているので、めっき膜を均一かつ高品質に生成することができるのである。

0050

その後、図5に示すように再びスイッチ31をオフにし、間接電極21と対向電極22との間で電圧を印可して、対向電極22側に銅イオンCを移動させて集積させる。そして、十分な銅イオンCが対向電極22側に移動して集積するとスイッチ31をオンにし、銅イオンCを還元させる。

0051

このように銅イオンCの移動集積と銅イオンCの還元が繰り返し行われることで、図6に示すように銅めっき50が所定の膜厚成長する。こうして、めっき処理装置1における一連のめっき処理が終了する。

0052

以上の実施の形態によれば、間接電極21と対向電極22との間に電圧を印加することにより銅イオンCを対向電極22側に移動させ、対向電極22側に銅イオンCを十分に集めた状態で、直接電極20と対向電極22との間に電圧を印加することにより対向電極22側で銅イオンCを還元することができる。このように銅イオンCの移動と銅イオンCの還元は、異なる電極間の電圧により個別に行われるので、めっき処理を短時間で効率よく行うことができる。

0053

また、間接電極21による銅イオンCの移動と直接電極20による銅イオンCの還元が個別に行われるので、間接電極21によって銅イオンCを移動させる際には、当該銅イオンCの電荷交換は行われない。このため、従来のような水の電気分解を抑制し、銅めっき50中にボイドの発生を抑制し、間接電極21に電圧を印可する際の電界を高くすることができる。この高電界によって銅イオンCの移動が速くなり、めっき処理のめっきレートを向上させることができる。しかも、めっきレートを向上させるため、従来のようにめっき液を攪拌及び循環させるための大掛かりな機構が必要なく、装置構成を簡易化することができる。

0054

また、間接電極21と対向電極22との間に直流電圧を連続的に印加することにより、常時、銅イオンCを対向電極22側に移動させることができ、さらに直接電極20と対向電極22との間に直流電圧をパルス状に印加することにより、対向電極22側に十分な銅イオンCが移動して集積した状態で、これら銅イオンCを還元することができる。このため、従来のように直接電極と対向電極間に無駄な電流を流す必要がなく、銅イオンCを効率よく還元できる。

0055

また、対向電極22表面に略均一に配置された銅イオンCを均一に還元させることができるので、めっき処理を均一に行うことができる。しかも、銅イオンCが略均一に配置されるので、銅めっき50中の結晶を密に配置することができる。さらに、直接電極20と対向電極22間の直流電圧をパルス状に印加することにより電解反応細分化でき、緻密な電解反応が可能で緻密な銅めっき50を析出させることができる。したがって、めっき処理後の被処理体の品質を向上させることができる。

0056

また、直接電極20と間接電極21は表裏一体に配置されているので、間接電極21によって対向電極22側に銅イオンCを移動させる際、間接電極21と直接電極20側に硫酸イオンSが集まり易い。しかも、この硫酸イオンSは直接電極20上に集まるので、直接電極20と対向電極22により銅イオンCを還元する際、当該直接電極20上の硫酸イオンSの酸化反応が促進される。したがって、銅イオンCをより効率よく還元することができる。

0057

なお、直接電極20と間接電極21を表裏一体に配置する際の配置方法は様々なパターンが考えられる。図7に示すように、間接電極21及び絶縁材23を直接電極20が完全に覆うように配置してもよい。このように配置すれば、より効率よく直接電極20の表面上に硫酸イオンSを集めることができる。

0058

以上の実施の形態では、直接電極20と間接電極21は表裏一体に配置されていたが、図8に示すように離間して対向して配置されていてもよい。かかる場合であっても、間接電極21によって対向電極22側に銅イオンCを移動させることができ、直接電極20によって銅イオンCを還元することができる。したがって、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。なお、図8の例において、間接電極21はめっき槽10の内部に設けられているが、間接電極21はめっき槽10の外部に設けられていてもよい。

0059

以上の実施の形態において、対向電極22は直接電極20と間接電極21に共通する電極として用いられていたが、間接電極21は対向電極22と対に用いられる必要はない。すなわち、間接電極21は単独でコンデンサとして用いられ、当該間接電極21に電圧を印加することで電界を形成してもよい。この電界によって間接電極21及び直接電極20側に硫酸イオンSが移動し、対向電極22側に銅イオンCが移動する。なお直接電極20については、当該直接電極20と対向電極22との間に電流を流して対向電極22側に集積した銅イオンCを還元するので、対向電極22と対に用いられる必要がある。

0060

かかる場合、間接電極21の電源を直流電源30と別の電源としてもよく、すなわち直流電源30を直接電極20と間接電極21に共通の電源としなくてもよい。直接電極20と間接電極21の電源は任意に設定できる。

0061

本実施の形態でも、間接電極21に電圧を印加することで対向電極22側に銅イオンCを移動させることができるので、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。

0062

以上の実施の形態では、電解処理としてめっき処理を行う場合について説明したが、本発明は例えばエッチング処理等の種々の電解処理に適用することができる。

0063

また、以上の実施の形態では対向電極22側において銅イオンCを還元する場合について説明したが、本発明は対向電極22側において被処理イオンを酸化する場合にも適用できる。

0064

かかる場合、被処理イオンは陰イオンであり、上記実施の形態において陽極と陰極を反対にして同様の電解処理を行えばよい。すなわち、間接電極21に電圧を印加して電界を形成し、対向電極22側に被処理イオンを移動させる。そして直接電極20を陰極とし、対向電極22を陽極として電圧を印加して、直接電極20と対向電極22との間に電流を流す。そうすると、対向電極22側に移動した被処理イオンの電荷が交換されて、被処理イオンが酸化される。

0065

本実施の形態においても、被処理イオンの酸化と還元の違いはあれ、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。

0066

以上の実施の形態のめっき処理装置1において、直接電極20、間接電極21及び対向電極22の配置や電極構造は任意に設定することができる。

0067

上記実施の形態において間接電極21は直接電極20側に設けられていたが、例えば図9に示すように対向電極22側に設けられていてもよい。間接電極21はめっき槽10の外側面に設けられ、対向電極22はめっき槽10の内側面に設けられている。すなわち、間接電極21と対向電極22は、めっき槽10を挟んで対向して配置されている。そして、めっき槽10は電気的にフローティング状態になるように構成されている。

0068

なお、例えばめっき槽10が絶縁体の場合には、間接電極21の周囲に設けられた絶縁材23を省略してもよい。また、図9の例においては、間接電極21はめっき槽10の外側面に設けられているが、当該めっき槽10の内部に設けられ、間接電極21と対向電極22との間にめっき液Mを介在させてもよい。

0069

直接電極20は直流電源30の正極側に接続され、間接電極21と対向電極22はそれぞれ直流電源30の負極側に接続される。また、上記実施の形態において直接電極20と直流電源30との間に設けられていたスイッチ31は、対向電極22と直流電源30との間に設けられる。

0070

かかるめっき処理装置1において、直接電極20と間接電極21との間に直流電圧を連続的に印加しつつ、直接電極20と対向電極22との間に直流電圧をパルス状に印加する。すなわち、先ず、直接電極20を陽極とし、間接電極21を陰極として直流電圧を印加することにより、直接電極20側に硫酸イオンSを移動させると共に、間接電極21側、すなわち対向電極22側に銅イオンCを移動させる。その後、十分な銅イオンCが対向電極22側に移動して集積すると、直接電極20を陽極とし、対向電極22を陰極として電圧を印加することにより、対向電極22表面の銅イオンCが還元されて、当該対向電極22表面に銅めっき50が析出する。そして、銅イオンCの移動集積と銅イオンCの還元が繰り返し行われて、対向電極22表面に対する一連のめっき処理が行われる。

0071

本実施の形態においても、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。また、直接電極20、間接電極21及び対向電極22の電極構造は様々な形状を取ることができ、図9に示したように間接電極21がめっき槽10の外部に設けられた場合には、当該めっき槽10の形状に合わせて間接電極21を自由に設計することができる。

0072

なお、図9の例では対向電極22側において銅イオンCを還元する場合について説明したが、上述したように本発明は対向電極22側において被処理イオンを酸化する場合にも適用できる。

0073

例えば図10に示すように電解処理装置としてのエッチング処理装置60は、内部に処理液としてのエッチング液Eを貯留するエッチング液槽70を有している。エッチング液Eとしては、例えばフッ酸とイソプロピルアルコールの混合液(HF/IPA)やフッ酸とエタノールの混合液などが用いられる。

0074

また、直接電極20は直流電源30の負極側に接続され、間接電極21と対向電極22はそれぞれ直流電源30の正極側に接続される。なお、エッチング処理装置60のその他の構成については、上記めっき処理装置1の構成と同様であるので説明を省略する。

0075

かかる場合、直接電極20を陰極とし、間接電極21を陽極として直流電圧を連続的に印加することにより、直接電極20側に正の荷電粒子Hを移動させると共に、間接電極21側、すなわち対向電極22側にエッチング液E中の陰イオンである被処理イオンNを移動させる。その後、十分な被処理イオンNが対向電極22側に移動して集積すると、直接電極20を陰極とし、対向電極22を陽極として電圧を印可することにより、対向電極22表面の被処理イオンNが酸化され、対向電極22表面がエッチングされる。そして、被処理イオンNの移動集積と被処理イオンNの酸化が繰り返し行われて、対向電極22表面に対する一連のエッチング処理が行われる。

0076

本実施の形態においても、被処理イオンの酸化と還元の違いはあれ、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。

0077

また、以上の実施の形態において、図11に示すように対向電極22は複数設けられていてもよい。これら複数の対向電極22は、直流電源30の負極側に並列に配置されている。なお、図11のめっき処理装置1は、図8のめっき処理装置1において対向電極22が複数設けられた例を示している。また、図11の例では2つの対向電極22を設けているが、対向電極22の数は任意に設定できる。

0078

かかる場合、間接電極21を陽極とし、複数の対向電極22を陰極として直流電圧を印加して、対向電極22側に銅イオンCを移動させると、各対向電極22表面に銅イオンCが略均一に集積する。その後、直接電極20を陽極とし、対向電極22を陰極として電圧を印加して、各対向電極22表面の銅イオンCが略均等に還元される。このように本実施の形態によれば、複数の対向電極22に対して同時且つ均等にめっき処理を行うことができる。上述した特許文献1、2に記載されたように、従来、めっき処理を行う場合には、直接電極と対向電極が対向して設けられ、複数の対向電極を同時にめっき処理することはできなかった。これに対して、本実施の形態のめっき処理装置1では、複数の対向電極22をバッチ処理できるのである。

0079

なお、このような複数の対向電極22に対するバッチ処理は、被処理イオンの酸化と還元の両方に適用することができる。酸化と還元を行うためには、直流電源30の正極と負極の配置を反対にし、陽極と陰極を反対にして電解処理を行えばよい。

0080

以上の実施のめっき処理装置1では、めっき槽10内に貯留されためっき液Mを用いて対向電極22にめっき処理を行っていたが、図12に示すように対向電極22上にめっき液Mを供給してめっき処理を行ってもよい。

0081

例えば略平板状の対向電極22の上面にめっき液Mが供給される。めっき液Mは、例えば表面張力によって対向電極22上に留まる。このめっき液M上にさらに直接電極20が配置される。対向電極22の下面には、間接電極21が配置される。直接電極20は直流電源30の正極側に接続され、間接電極21と対向電極22はそれぞれ直流電源30の負極側に接続される。スイッチ31は、対向電極22と直流電源30との間に設けられる。

0082

かかる場合においても、上記実施の形態と同様に間接電極21によって対向電極22側に銅イオンCを移動させることができ、直接電極20によって銅イオンCを還元することができる。したがって、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。

0083

なお、図12では間接電極21は対向電極22の下面に設けられていたが、図13に示すように直接電極20の上面に設けられていてもよい。かかる場合、直接電極20と間接電極21はそれぞれ直流電源30の正極側に接続され、対向電極22は直流電源30の負極側に接続される。スイッチ31は、直接電極20と直流電源30との間に設けられる。そして、間接電極21によって対向電極22側に銅イオンCを移動させ、直接電極20によって銅イオンCを還元する。

0084

なお、このように直接電極20、間接電極21及び対向電極22を積層して配置する場合においても、被処理イオンの酸化と還元の両方を行うことができる。酸化と還元を行うためには、直流電源30の正極と負極の配置を反対にし、陽極と陰極を反対にして電解処理を行えばよい。

0085

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。

0086

1 めっき処理装置
10めっき槽
20直接電極
21間接電極
22対向電極
23絶縁材
30直流電源
31 スイッチ
40 制御部
50銅めっき
60エッチング処理装置
70エッチング液槽
C銅イオン
Eエッチング液
H荷電粒子
Mめっき液
N被処理イオン
S 硫酸イオン

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

該当するデータがありません

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

該当するデータがありません

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ