説明

電気めっき用陰極カートリッジ

【課題】絶縁体によるシリコンウエハの挟持力が大きくても、シリコンウエハが破損する虞のない電気めっき用陰極カートリッジを提供する。
【解決手段】一対の絶縁体2,3でシリコンウエハWを挟持してめっき液に浸し、シリコンウエハWの絶縁体開口4から露出する部分にめっきを形成する電気めっき用陰極カートリッジ1において、絶縁体3の合わせ面に絶縁体開口4を取り囲むようにしてリング状の凹部5を形成するとともに、凹部5内にリング部材6をその内外周にシール部材7を隣接させて収容配置し、リング部材6にピン部材10を周方向に等間隔で複数個植設してある。ピン部材10は、リング部材6の孔34,35に挿入されるハウジングと、ハウジングから先端を突出させてハウジング内に移動自在に収容されたピン本体と、ハウジング内に収容されてピン本体を付勢するスプリングとを備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一対の絶縁体でシリコンウエハ等の被めっき板を挟持してめっき液に浸し、被めっき板の絶縁体開口から露出する部分にめっきを形成する電気めっき用陰極カートリッジに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、めっき技術は各方面の技術分野で応用されており、半導体の配線技術にも用いられている。半導体分野では、半導体の高集積化及び高性能化を実現するために、配線ピッチを縮小することが求められており、最近では、ダマシンプロセスと呼ばれる配線技術が採用されている。ダマシンプロセスは、層間絶縁膜を成膜後にドライエッチングプロセスを行うことによって配線溝を確保し、その配線溝にめっきにより配線材料を埋め込む方法である。
【0003】
また、他のめっき技術を使用した最新技術として、LIGA(Lithographie Galvanoformung Abformung)といわれる微小機械部品を作成するための技術がある。LIGAは、X線によりアクリル樹脂を鋳型加工し、この型にめっきを厚く堆積させることにより、金属微小部品を型取りする技術である。
【0004】
これらのめっき技術を実現するためには、被めっき板に形成された溝にめっきを均一に堆積させる必要がある。そこで、特許文献1に示すように、一対の絶縁体で被めっき板を挟持してめっき液に浸し、被めっき板の絶縁体開口から露出する部分にめっきを形成する電気めっき用陰極カートリッジが提案されている。この陰極カートリッジでは、被めっき板の周縁部に電極リングの突起を接触させて直流電源の陰極に接続しているが、めっき形成による電極リングと被めっきの固着を防止するため、一対の絶縁体の合わせ面で電極リングの内側と外側にリング状のシール部材を配設してある。
【特許文献1】特願2003−301299号公報(段落0011〜段落0014、図1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、半導体分野では、被めっき板としてシリコンウエハが使用されているが、近年、その肉厚は小さくなる傾向がある。特許文献1の陰極カートリッジでは、一対の絶縁体を螺子止めしてシリコンウエハを挟持しているため、螺子の締付が強過ぎると、シリコンウエハが破損する虞がある。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑み、絶縁体による被めっき板の挟持力が大きくても、被めっき板が破損する虞のない電気めっき用陰極カートリッジの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するための本発明は、一対の絶縁体で被めっき板を挟持してめっき液に浸し、前記被めっき板の絶縁体開口から露出する部分にめっきを形成する電気めっき用陰極カートリッジにおいて、前記絶縁体の合わせ面に前記絶縁体開口を取り囲むようにしてリング状のシール部材を複数個配設するとともに、これらシール部材の間に、前記被めっき板の周縁部に接触する陰極接続用のピン部材を周方向に間隔をおいて複数個配設し、該ピン部材は前記絶縁体の一方に支持されて前記被めっき板と略直交する方向に移動自在に構成する一方、前記絶縁体の一方には、前記ピン部材を前記絶縁体の他方側へ付勢する付勢手段を設けてあることを特徴とする。
【0008】
前記絶縁体の一方の合わせ面に前記開口を取り囲むようにしてリング状の凹部を形成するとともに、該凹部内にリング部材を収容してその内外周のそれぞれに前記シール部材を隣接させ、該リング部材に前記ピン部材を植設するのが好ましい。
【0009】
前記ピン部材は、前記リング部材に埋設されたハウジングと、該ハウジングから先端を突出させて前記ハウジング内に移動自在に収容されたピン本体と、前記ハウジング内に収容されて前記ピン本体を付勢するスプリングとを備え、該スプリングで前記ピン本体を付勢してその先端を前記被めっき板に当接させるのが好ましい。
【0010】
前記絶縁体の合わせ面であって、前記被めっき板の周縁とその外側のシール部材との間に形成される隙間に先端が開口するようにして前記一対の絶縁体のうちのいずれか一方に空気吸引通路を形成するのが好ましい。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、付勢手段でピン部材を付勢して被めっき板に接触させているので、絶縁体による被めっき板の挟持力が大きくても、被めっき板が破損する虞はない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明の電気めっき用陰極カートリッジの分解斜視図、図2はシリコンウエハをセットする前の一方の絶縁体を示す平面図、図3は図2のA−A線断面図、図4は図2のB−B線断面図、図5はピン部材の断面図である。
【0013】
本実施形態に係る電気めっき用陰極カートリッジ(以下、陰極カートリッジという)1は、一対の絶縁体2,3でシリコンウエハ(被めっき板)Wを挟持してめっき液に浸し、一方の絶縁体2の開口4から露出するシリコンウエハWの表面にめっきを形成するものである。2つの絶縁体2,3はアクリル等の樹脂で板状に成形してあり、一方の絶縁体2の合わせ面2aには、リング状の凹部5が開口4を取り囲むようにして同芯状に形成してある。この凹部5は、幅方向中央部の深い部分5aにリング部材6を収容し、その両側の浅い部分5bにはOリング(シール部材)7を収容してある(図3参照)。
【0014】
リング部材6は樹脂部6aと金属部6bからなる。樹脂部6aはシリコンウエハWの挟持力を緩衝すべく軟質の樹脂材で成形されている。金属部6bは導電性の高い金属材で成形されている。そして、樹脂部6aと金属部6bをビス33で共締めして凹部5の底面に固定してある。
【0015】
リング部材6の表面で幅方向内周側に寄った箇所には、ピン部材10がリング部材6を周方向に8等分するように植設してある(図2参照)。リング部材6は、ピン部材10を植設するため、樹脂部6aに貫通孔34を設ける一方、金属部6bには有底の孔35を設けてある(図1参照)。ピン部材10は、図5に示すように、リング部材6の孔34,35に挿入されるハウジング10bと、ハウジング10bから先端を突出させてハウジング10b内に移動自在に収容されたピン本体10aと、ハウジング10b内に収容されてピン本体10aを付勢するスプリング10cとを備え、ピン本体10aとハウジング10bを黄銅等の導電材で成形してある。
【0016】
一方の絶縁体2には、シリコンウエハWを直流電源(図示せず)の陰極に接続する導体14を通すための挿通孔12と、他方の絶縁体3を吸引してOリング7に密着させるための空気吸引通路13とが形成してある。導体14の一端はパッキン15を通して絶縁体2の端面から突出してコネクタ16を構成している。一方、導体14の他端は挿通孔12から凹部5内に突出してリング部材6にビス32で固定してある(図3参照)。なお、リング部材6には周方向4等分箇所に孔30を設けてあり、そのうちの1つに導体14との固定用ビス32を挿通し、残りの孔30に絶縁体2との固定用ビス33を挿通してある(図1参照)。
【0017】
空気吸引通路13の一端は、凹部5の深い部分5aに開口してリング部材6の貫通孔31に連通している(図4参照)。一方、空気吸引通路13の他端は、絶縁体2の端面に設けた連結部材17に接続している(図1参照)。いま、空気吸引通路13内の空気をポンプPで吸引すると、絶縁体2,3の合わせ面2a,3aであって、シリコンウエハWの周縁とその外側のOリング7との間に形成される隙間S内の空気がリング部材6の貫通孔31から吸い出され、絶縁体3の合わせ面3aがOリング7とシリコンウエハWの表面に密着する。つまり、絶縁体2,3はビス18で仮止めしておけばよいので、絶縁体2にビス18の挿通孔19を形成し、これに対応する螺子孔20を絶縁体3に形成してある。
【0018】
この陰極カートリッジ1にシリコンウエハWを装着する場合、シリコンウエハWをピン部材10の全部と接触するようにしてリング部材6に載置し(図2参照)、その上から絶縁体3を被せてビス18で仮止めした後、連結部材17をポンプPに接続して空気吸引通路13内の空気を吸引すればよい。すると、シリコンウエハWが絶縁体2,3により挟持され、その周縁部が内側のOリング7とリング部材6に密着してピン部材10のピン本体10aを貫通孔34内に押し込む一方、絶縁体3の合わせ面3aでシリコンウエハWの外側の部分がOリング7に密着する(図3参照)。つまり、ピン部材10とシリコンウエハWの接触箇所が内側と外側のOリング7,7によりシールされるとともに、シリコンウエハWがピン部材10とリング部材6の金属部6bと導体14を介してコネクタ16と電気的に接続される。
【0019】
このようにしてシリコンウエハWを陰極カートリッジ1に装着した後、図示しないめっき槽内のめっき液に陰極カートリッジ1を立て掛けて浸し、めっき液中で絶縁体2の開口4を金属板と対向させる。そして、コネクタ16を直流電源の陰極に接続する一方、金属板を直流電源の陽極に接続する。すると、金属板の元素がイオン化してめっき液に溶出し、シリコンウエハWの開口4から露出する部分に析出してめっき層を形成する。
【0020】
この陰極カートリッジ1では、ピン部材10のピン本体10aがスプリング10cで付勢されてシリコンウエハWに接触しているので、絶縁体2,3によるシリコンウエハWの挟持力が大きくても、シリコンウエハWが破損する虞はない。
【0021】
さらに、空気吸引通路13内の空気を吸引し、絶縁体3をOリング7に対して均一に密着させることで、シール性の向上を図っているが、シリコンウエハWの肉厚があまり小さくない場合には、空気吸引通路13内の空気吸引ではなくて、ビス18の締付によりシリコンウエハWの挟持を行ってもよい。
【0022】
なお、以上の実施形態では、空気吸引通路13を開口4のある側の絶縁体3に設置してあるが、図4に2点鎖線で示すように、他方の絶縁体2に空気吸引通路13を設置してもよい。
さらに、ピン部材10を開口4のある側の絶縁体3に設置してあるが、これを他方の絶縁体2に移してもよい。
ところで、以上の実施形態では、被めっき板としてシリコンウエハWにめっき処理を施しているが、めっき処理の対象はガラス基板やセラミック基板などでもよし、その形状は円形ではなく四角形等であってもよい。また、被めっき板の形状に倣ってリング部材6とシール部材7を形成しておけばよい。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の電気めっき用陰極カートリッジの分解斜視図である。
【図2】シリコンウエハをセットする前の一方の絶縁体を示す平面図である。
【図3】図2のA−A線断面図である。
【図4】図2のB−B線断面図である。
【図5】ピン部材の断面図である。
【符号の説明】
【0024】
1 電気めっき用陰極カートリッジ
2 絶縁体
2a 合わせ面
3 絶縁体
3a 合わせ面
4 開口
5 凹部
6 リング部材
6a 樹脂部
6b 金属部
7 Oリング
10 ピン部材
10a ピン本体
10b ハウジング
10c スプリング
12 挿通孔
13 空気吸引通路
14 導体
15 パッキン
16 コネクタ16
17 連結部材
18 ビス
19 挿通孔
20 螺子孔
30 孔
31 貫通孔
32 ビス
33 ビス
34 貫通孔
35 孔
P ポンプ
S 隙間
W シリコンウエハ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一対の絶縁体で被めっき板を挟持してめっき液に浸し、前記被めっき板の絶縁体開口から露出する部分にめっきを形成する電気めっき用陰極カートリッジにおいて、前記絶縁体の合わせ面に前記絶縁体開口を取り囲むようにしてリング状のシール部材を複数個配設するとともに、これらシール部材の間に、前記被めっき板の周縁部に接触する陰極接続用のピン部材を周方向に間隔をおいて複数個配設し、該ピン部材は前記絶縁体の一方に支持されて前記被めっき板と略直交する方向に移動自在に構成する一方、前記絶縁体の一方には、前記ピン部材を前記絶縁体の他方側へ付勢する付勢手段を設けてあることを特徴とする電気めっき用陰極カートリッジ。
【請求項2】
前記絶縁体の一方の合わせ面に前記開口を取り囲むようにしてリング状の凹部を形成するとともに、該凹部内にリング部材を収容してその内外周のそれぞれに前記シール部材を隣接させ、該リング部材に前記ピン部材を植設したことを特徴とする請求項1に記載の電気めっき用陰極カートリッジ。
【請求項3】
前記ピン部材は、前記リング部材に埋設されたハウジングと、該ハウジングから先端を突出させて前記ハウジング内に移動自在に収容されたピン本体と、前記ハウジング内に収容されて前記ピン本体を付勢するスプリングとを備え、該スプリングで前記ピン本体を付勢してその先端を前記被めっき板に当接させることを特徴とする請求項2に記載の電気めっき用陰極カートリッジ。
【請求項4】
前記絶縁体の合わせ面であって、前記被めっき板の周縁とその外側のシール部材との間に形成される隙間に先端が開口するようにして前記一対の絶縁体のうちのいずれか一方に空気吸引通路を形成したことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の電気めっき用陰極カートリッジ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2009−287093(P2009−287093A)
【公開日】平成21年12月10日(2009.12.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−141847(P2008−141847)
【出願日】平成20年5月30日(2008.5.30)
【出願人】(394016519)株式会社山本鍍金試験器 (13)
【Fターム(参考)】