電気めっき装置のアノードホルダー
【課題】めっき終了後、めっき槽内めっき液を排液した後もアノードが空気に晒されず、アノード酸化による悪影響を抑止できるアノードホルダーを提供する。
【解決手段】下端部が開放されているホルダー本体２６と、該ホルダー本体２６内に設けられたアノード３０の係止部２４と、前記ホルダー本体２６の下端面を閉鎖するフィルター２８と、前記係止部２４に保持されたアノード３０より仕切られた上室２７と下室２８とを連通させる通気・通液孔３２と、前記ホルダー本体２６の上室２７に連通するエア抜き手段３４と、を備えるアノードホルダー。
【解決手段】下端部が開放されているホルダー本体２６と、該ホルダー本体２６内に設けられたアノード３０の係止部２４と、前記ホルダー本体２６の下端面を閉鎖するフィルター２８と、前記係止部２４に保持されたアノード３０より仕切られた上室２７と下室２８とを連通させる通気・通液孔３２と、前記ホルダー本体２６の上室２７に連通するエア抜き手段３４と、を備えるアノードホルダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子部品用の基板、ＩＣ用のウエファ、薄膜磁気ヘッド用のウエファなどのめっきに用いられる、電気めっき装置に関するものであり、更に述べると、アノードを保持するアノードホルダーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ウエファのめっき面には、薄膜がつけられるが、この薄膜は電気めっき装置により成膜されている。この電気めっき装置では、めっき膜を形成する面に導電性の下地膜を設け、この下地膜を陰極とし、アノードホルダーに保持されているアノードを陽極としてめっき槽のめっき液中で電通させることにより、前記下地膜上にめっき膜を析出させている。
【０００３】
前記電気めっき装置では、めっき槽の上部にアノードホルダーが設けられ、その下部側にウエファホルダーが上下動可能に設けられている。前記アノードホルダーは、下端部が開放されているホルダー本体と、該ホルダー本体内に設けられたアノードの係止部と、前記ホルダー本体の下端面を閉鎖するフィルターと、前記係止部に保持されたアノードより仕切られた上室と下室とを連通させる通気・通液孔と、を備えている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電気めっき装置では、ウエファに電気めっきする際には、めっき槽にめっき液が充填されるため、前記アノードホルダーは、めっき液中に漬かるので、アノードはめっき液に浸される。 しかし、めっき作業終了後には、前記ウエファホルダーを下降させてウエファを取り出すので、前記めっき槽内のめっき液を抜かなければならない。
【０００５】
ところが、前記めっき槽内のめっき液を抜いてしまうと、アノードホルダー内のめっき液は、自重により落下して無くなるので、前記アノードは、空気に晒される状態となる。そのため、アノードの酸化の問題が発生し、めっきの品質に重大な悪影響を及ぼすことになる。この悪影響は、銅めっき用の銅のアノードにおいて特に、顕著に現れる。
【０００６】
この発明は、上記事情に鑑み、アノードが空気に晒されない様にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、下端部が開放されているホルダー本体と、該ホルダー本体内に設けられたアノードの係止部と、前記ホルダー本体の下端面を閉鎖するフィルターと、前記係止部に保持されたアノードより仕切られた上室と下室とを連通させる通気・通液孔と、前記ホルダー本体の上室に連通するエア抜き手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
この発明の前記エア抜き手段は、自動弁を有するエア抜き用のチューブであることを特徴とする。この発明の前記エア抜き用のチューブは、圧力計を備えていることを特徴とする。この発明の前記ホルダー本体内に筒状体が嵌着され、該筒状体の内面に前記アノードの係止部が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
この発明の前記通気・通液孔は、前記筒状体を貫通する通孔であることを特徴とする。この発明の前記通気・通液孔は、アノードホルダに設けられた通孔であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明は、以上のように構成したので、排液時に、エア抜き手段を閉鎖すると、めっき槽内のめっき液は排液されるが、ホルダー本体内は気密になるので、めっき液はフィルターから抜け落ちることがない。そのため、アノードホルダー内のアノードは、めっき液の充填されている上室と下室に常時接触しているため、空気と触れることが無いので、酸化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態を示す縦断面図で、めっき中の状態を示す図である。
【図２】本発明の実施形態を示す縦断面図で、排液中の状態を示す図である。
【図３】アノードホルダーの拡大縦断面である。
【図４】アノードホルダーの拡大底面図である。
【図５】本発明の実施形態の縦断面で、めっき終了後に、ウエファホルダーをカソードホルダーから外した状態を示す図である。
【図６】気密保持の原理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本件発明者は、アノードの酸化を防止するためには、前記アノードを保持しているアノードホルダー内を常時めっき液で充満させておけばよい、と考え、その具体的な手段について実験研究を重ねたところ、排液時にアノードホルダー内を気密にすれば、フィルターからめっき液が漏れることがないことがわかった。
【００１３】
そこで、その原理について簡単に説明する。図６に示すように、コップ１に所定量の水Ｗを入れた後、上端開口部を布（ハンカチ）３で覆い、該布３をゴム５で縛り固定する。そうすると、コップ１内は水層部２と空気層部９とに分かれる（図５Ａ参照）。このコップ１を瞬時に反転させて、上端開口部を下側にする同時に底部を上側にすると、空気Ａはコップ１の底部側に移動し、該コップ１内は気密になるので、布３から水２が漏れることは無い。この発明は、上記知見に基づいてなされたものである。
【００１４】
この発明の実施形態を図１〜図５により説明する。電気めっき装置のめっき槽１０の底部には、嵌合穴１３ａを有するカソードホルダー１３が設けられている。前記カソードホルダー１３の下方には、ウエファ１５を載置するウエファホルダー１７が上下動可能に設けられている。
【００１５】
前記めっき槽１０内には、アノードホルダー２０が前記カソードホルダー１３に対向して設けられている。このアノードホルダー２０は、下端部が開放されているホルダー本体２６と該ホルダー本体２６に嵌着される筒状体２２とを備えている。前記ホルダー本体２６は、筒部２６ａと該筒部２６ａの上端を閉鎖する円錐台部２６ｂとを備えている。前記ホルダー本体２６の下端には、フィルター２８が固定されており、該ホルダー本体２６の底面は前記フィルター２８により閉鎖されている。
【００１６】
前記筒状体２２の内面には、アノード３０を保持する係止部２４が設けられているが、この係止部２４は、係止爪であり、周方向に間隔をおいて複数配設されている。なお、前記筒状本体２２は省略可能であるが、この筒状体２２を省略した場合には、前記係止爪２４は、前記ホルダー本体２６の筒部２６ａの内面に設けられる。
【００１７】
前記筒状体２２には、通気・通液孔３２が設けられているが、この通気・通液孔３２は、前記係止部２４にアノード３０を設置してホルダー本体２６内が上室２７と下室２９に仕切られたときに、前記両室２７，２９を連通させるもので、筒状体２２の壁部を軸方向に貫通している。
【００１８】
前記ホルダー本体２６には、前記上室２７に連通する空気抜き手段３４が設けられているが、この空気抜き手段として、空気抜き用のチューブ３４が用いられる。このチューブ３４には、めっき時に開き、めっき層１０のめっき液を排出する時には閉じられる自動弁３６と、ホルダー本体２６内の圧力を検出する圧力計３８が配設されている。なお、４０はパドルを示す。
【００１９】
この実施形態の作動について説明する。
「めっき中」
図１に示すように、カソードホルダー１３にウエファ１５を載置したウエファホルダー１７が挿入された後、めっき槽１０内にめっき液Ｒが充填されるので、前記アノードホルダー２０は、めっき液Ｒ内に浸漬される。
【００２０】
この時、自動弁３６は開かれ、アノードホルダー２０は大気に連通しているので、めっき液Ｒがフィルター２８を通って該ホルダー本体２６内に入ってくると、該ホルダー本体２６内の空気はめっき液Ｒに押されて前記自動弁３８から器外に排出される。そのため、ホルダー本体２６内の上室２６ａと下室２６ｂにめっき液Ｒが充填される。この状態において電極に給電を行うことによりウエファ１５の表面にめっき膜が生成される。
【００２１】
「排液中」
所定のめっき膜を生成した後、前記給電を停止するとともに、前記自動弁３６を閉にする。そして、図示しない排液弁を開いてめっき槽１０内のめっき液Ｒを排出させ、該めっき槽１０内を空にする（図２参照）。
【００２２】
この時、アノードホルダー２０内は、気密状態となるので、ホルダー本体２６内のめっき液Ｒは、フィルター２８から漏れ落ちることは無い。そのため、アノード３０に仕切られているホルダー本体２６内の上室２７と下室２９のめっき液Ｒは保留されるので、前記アノード３０は、めっき液に浸された状態を維持する。従って、前記アノード３０は、空気に触れることが無いので、酸化を防止することができる。
【００２３】
なお、アノードホルダー２０のホルダー本体２６が不透明の場合には、前記ホルダー本体２６内のめき液を目視により確認できないが、この様な場合には、前記圧力計３８の圧力表示を見ることにより、前記ホルダー本体２６内のめっき液の有無を確認することが可能である。
【００２４】
「めっき終了」
めっき槽１０内のめっき液Ｒが無くなった後、ウエファホルダー１７を所定位置まで下降させてカソードホルダー１３から抜き出す。そして、ウエファホルダー１７上のウエファ１５を取り出し、所定の位置に移動させる（図５参照）。
【００２５】
この時、前記アノードホルダー２０の上室２７及び下室２９内には、めっき液Ｒが保留されているので、アノード３０は、空気に触れることがないので、酸化を防止することができる。
【００２６】
この発明の実施形態は、上記に限定されるものではなく、例えば、次のようにしても良い。
（１）アノード３０に通気・通液孔３２を形成すると、前記筒状体２２の通気・通液孔３２を省略することができる。
（２）前記圧力計は、省略することができる。
（３）エア抜き手段として、自動弁３６を用いる代わりに、真空引きして前記アノードホルダー内を気密状態にしても良い。従って、このエア抜き手段には、真空引きする場合も含まれる。
【符号の説明】
【００２７】
１５ ウエファ
１７ ウエファホルダー
２０ アノードホルダー
２２ 筒状体
２４ 係止部
２６ ホルダー本体
２７ 上室
２８ フィルター
３０ アノード
３２ 通気・通液孔
３４ エア抜き用のチューブ
３６ 自動弁
３８ 圧力計
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子部品用の基板、ＩＣ用のウエファ、薄膜磁気ヘッド用のウエファなどのめっきに用いられる、電気めっき装置に関するものであり、更に述べると、アノードを保持するアノードホルダーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ウエファのめっき面には、薄膜がつけられるが、この薄膜は電気めっき装置により成膜されている。この電気めっき装置では、めっき膜を形成する面に導電性の下地膜を設け、この下地膜を陰極とし、アノードホルダーに保持されているアノードを陽極としてめっき槽のめっき液中で電通させることにより、前記下地膜上にめっき膜を析出させている。
【０００３】
前記電気めっき装置では、めっき槽の上部にアノードホルダーが設けられ、その下部側にウエファホルダーが上下動可能に設けられている。前記アノードホルダーは、下端部が開放されているホルダー本体と、該ホルダー本体内に設けられたアノードの係止部と、前記ホルダー本体の下端面を閉鎖するフィルターと、前記係止部に保持されたアノードより仕切られた上室と下室とを連通させる通気・通液孔と、を備えている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電気めっき装置では、ウエファに電気めっきする際には、めっき槽にめっき液が充填されるため、前記アノードホルダーは、めっき液中に漬かるので、アノードはめっき液に浸される。 しかし、めっき作業終了後には、前記ウエファホルダーを下降させてウエファを取り出すので、前記めっき槽内のめっき液を抜かなければならない。
【０００５】
ところが、前記めっき槽内のめっき液を抜いてしまうと、アノードホルダー内のめっき液は、自重により落下して無くなるので、前記アノードは、空気に晒される状態となる。そのため、アノードの酸化の問題が発生し、めっきの品質に重大な悪影響を及ぼすことになる。この悪影響は、銅めっき用の銅のアノードにおいて特に、顕著に現れる。
【０００６】
この発明は、上記事情に鑑み、アノードが空気に晒されない様にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、下端部が開放されているホルダー本体と、該ホルダー本体内に設けられたアノードの係止部と、前記ホルダー本体の下端面を閉鎖するフィルターと、前記係止部に保持されたアノードより仕切られた上室と下室とを連通させる通気・通液孔と、前記ホルダー本体の上室に連通するエア抜き手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
この発明の前記エア抜き手段は、自動弁を有するエア抜き用のチューブであることを特徴とする。この発明の前記エア抜き用のチューブは、圧力計を備えていることを特徴とする。この発明の前記ホルダー本体内に筒状体が嵌着され、該筒状体の内面に前記アノードの係止部が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
この発明の前記通気・通液孔は、前記筒状体を貫通する通孔であることを特徴とする。この発明の前記通気・通液孔は、アノードホルダに設けられた通孔であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明は、以上のように構成したので、排液時に、エア抜き手段を閉鎖すると、めっき槽内のめっき液は排液されるが、ホルダー本体内は気密になるので、めっき液はフィルターから抜け落ちることがない。そのため、アノードホルダー内のアノードは、めっき液の充填されている上室と下室に常時接触しているため、空気と触れることが無いので、酸化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態を示す縦断面図で、めっき中の状態を示す図である。
【図２】本発明の実施形態を示す縦断面図で、排液中の状態を示す図である。
【図３】アノードホルダーの拡大縦断面である。
【図４】アノードホルダーの拡大底面図である。
【図５】本発明の実施形態の縦断面で、めっき終了後に、ウエファホルダーをカソードホルダーから外した状態を示す図である。
【図６】気密保持の原理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本件発明者は、アノードの酸化を防止するためには、前記アノードを保持しているアノードホルダー内を常時めっき液で充満させておけばよい、と考え、その具体的な手段について実験研究を重ねたところ、排液時にアノードホルダー内を気密にすれば、フィルターからめっき液が漏れることがないことがわかった。
【００１３】
そこで、その原理について簡単に説明する。図６に示すように、コップ１に所定量の水Ｗを入れた後、上端開口部を布（ハンカチ）３で覆い、該布３をゴム５で縛り固定する。そうすると、コップ１内は水層部２と空気層部９とに分かれる（図５Ａ参照）。このコップ１を瞬時に反転させて、上端開口部を下側にする同時に底部を上側にすると、空気Ａはコップ１の底部側に移動し、該コップ１内は気密になるので、布３から水２が漏れることは無い。この発明は、上記知見に基づいてなされたものである。
【００１４】
この発明の実施形態を図１〜図５により説明する。電気めっき装置のめっき槽１０の底部には、嵌合穴１３ａを有するカソードホルダー１３が設けられている。前記カソードホルダー１３の下方には、ウエファ１５を載置するウエファホルダー１７が上下動可能に設けられている。
【００１５】
前記めっき槽１０内には、アノードホルダー２０が前記カソードホルダー１３に対向して設けられている。このアノードホルダー２０は、下端部が開放されているホルダー本体２６と該ホルダー本体２６に嵌着される筒状体２２とを備えている。前記ホルダー本体２６は、筒部２６ａと該筒部２６ａの上端を閉鎖する円錐台部２６ｂとを備えている。前記ホルダー本体２６の下端には、フィルター２８が固定されており、該ホルダー本体２６の底面は前記フィルター２８により閉鎖されている。
【００１６】
前記筒状体２２の内面には、アノード３０を保持する係止部２４が設けられているが、この係止部２４は、係止爪であり、周方向に間隔をおいて複数配設されている。なお、前記筒状本体２２は省略可能であるが、この筒状体２２を省略した場合には、前記係止爪２４は、前記ホルダー本体２６の筒部２６ａの内面に設けられる。
【００１７】
前記筒状体２２には、通気・通液孔３２が設けられているが、この通気・通液孔３２は、前記係止部２４にアノード３０を設置してホルダー本体２６内が上室２７と下室２９に仕切られたときに、前記両室２７，２９を連通させるもので、筒状体２２の壁部を軸方向に貫通している。
【００１８】
前記ホルダー本体２６には、前記上室２７に連通する空気抜き手段３４が設けられているが、この空気抜き手段として、空気抜き用のチューブ３４が用いられる。このチューブ３４には、めっき時に開き、めっき層１０のめっき液を排出する時には閉じられる自動弁３６と、ホルダー本体２６内の圧力を検出する圧力計３８が配設されている。なお、４０はパドルを示す。
【００１９】
この実施形態の作動について説明する。
「めっき中」
図１に示すように、カソードホルダー１３にウエファ１５を載置したウエファホルダー１７が挿入された後、めっき槽１０内にめっき液Ｒが充填されるので、前記アノードホルダー２０は、めっき液Ｒ内に浸漬される。
【００２０】
この時、自動弁３６は開かれ、アノードホルダー２０は大気に連通しているので、めっき液Ｒがフィルター２８を通って該ホルダー本体２６内に入ってくると、該ホルダー本体２６内の空気はめっき液Ｒに押されて前記自動弁３８から器外に排出される。そのため、ホルダー本体２６内の上室２６ａと下室２６ｂにめっき液Ｒが充填される。この状態において電極に給電を行うことによりウエファ１５の表面にめっき膜が生成される。
【００２１】
「排液中」
所定のめっき膜を生成した後、前記給電を停止するとともに、前記自動弁３６を閉にする。そして、図示しない排液弁を開いてめっき槽１０内のめっき液Ｒを排出させ、該めっき槽１０内を空にする（図２参照）。
【００２２】
この時、アノードホルダー２０内は、気密状態となるので、ホルダー本体２６内のめっき液Ｒは、フィルター２８から漏れ落ちることは無い。そのため、アノード３０に仕切られているホルダー本体２６内の上室２７と下室２９のめっき液Ｒは保留されるので、前記アノード３０は、めっき液に浸された状態を維持する。従って、前記アノード３０は、空気に触れることが無いので、酸化を防止することができる。
【００２３】
なお、アノードホルダー２０のホルダー本体２６が不透明の場合には、前記ホルダー本体２６内のめき液を目視により確認できないが、この様な場合には、前記圧力計３８の圧力表示を見ることにより、前記ホルダー本体２６内のめっき液の有無を確認することが可能である。
【００２４】
「めっき終了」
めっき槽１０内のめっき液Ｒが無くなった後、ウエファホルダー１７を所定位置まで下降させてカソードホルダー１３から抜き出す。そして、ウエファホルダー１７上のウエファ１５を取り出し、所定の位置に移動させる（図５参照）。
【００２５】
この時、前記アノードホルダー２０の上室２７及び下室２９内には、めっき液Ｒが保留されているので、アノード３０は、空気に触れることがないので、酸化を防止することができる。
【００２６】
この発明の実施形態は、上記に限定されるものではなく、例えば、次のようにしても良い。
（１）アノード３０に通気・通液孔３２を形成すると、前記筒状体２２の通気・通液孔３２を省略することができる。
（２）前記圧力計は、省略することができる。
（３）エア抜き手段として、自動弁３６を用いる代わりに、真空引きして前記アノードホルダー内を気密状態にしても良い。従って、このエア抜き手段には、真空引きする場合も含まれる。
【符号の説明】
【００２７】
１５ ウエファ
１７ ウエファホルダー
２０ アノードホルダー
２２ 筒状体
２４ 係止部
２６ ホルダー本体
２７ 上室
２８ フィルター
３０ アノード
３２ 通気・通液孔
３４ エア抜き用のチューブ
３６ 自動弁
３８ 圧力計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端部が開放されているホルダー本体と、
該ホルダー本体内に設けられたアノードの係止部と、
前記ホルダー本体の下端面を閉鎖するフィルターと、
前記係止部に保持されたアノードより仕切られた上室と下室とを連通させる通気・通液孔と、前記ホルダー本体の上室に連通するエア抜き手段と、
を備えていることを特徴とする電気めっき装置のアノードホルダー。
【請求項２】
前記エア抜き手段は、自動弁を有するエア抜き用のチューブであることを特徴とする請求項１記載の電気めっき装置のアノードホルダー。
【請求項３】
前記エア抜き用のチューブは、圧力計を備えていることを特徴とする請求項２記載の電気めっき装置のアノードホルー。
【請求項４】
前記ホルダー本体内に筒状体が嵌着され、前記アノードの係止部が前記ホルダー本体内に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電気めっき装置のアノードホルダー。
【請求項５】
前記通気・通液孔は、前記筒状体を貫通する通孔であることを特徴とする請求項４記載の電気めっき装置のアノードホルダー。
【請求項６】
前記通気・通液孔は、アノードに設けられた通孔であることを特徴とする請求項１、２、３、又は、４記載の電気めっき装置のアノードホルダー。
【請求項１】
下端部が開放されているホルダー本体と、
該ホルダー本体内に設けられたアノードの係止部と、
前記ホルダー本体の下端面を閉鎖するフィルターと、
前記係止部に保持されたアノードより仕切られた上室と下室とを連通させる通気・通液孔と、前記ホルダー本体の上室に連通するエア抜き手段と、
を備えていることを特徴とする電気めっき装置のアノードホルダー。
【請求項２】
前記エア抜き手段は、自動弁を有するエア抜き用のチューブであることを特徴とする請求項１記載の電気めっき装置のアノードホルダー。
【請求項３】
前記エア抜き用のチューブは、圧力計を備えていることを特徴とする請求項２記載の電気めっき装置のアノードホルー。
【請求項４】
前記ホルダー本体内に筒状体が嵌着され、前記アノードの係止部が前記ホルダー本体内に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電気めっき装置のアノードホルダー。
【請求項５】
前記通気・通液孔は、前記筒状体を貫通する通孔であることを特徴とする請求項４記載の電気めっき装置のアノードホルダー。
【請求項６】
前記通気・通液孔は、アノードに設けられた通孔であることを特徴とする請求項１、２、３、又は、４記載の電気めっき装置のアノードホルダー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１８４７２７（Ｐ２０１１−１８４７２７Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５００３０（Ｐ２０１０−５００３０）
【出願日】平成２２年３月８日（２０１０．３．８）
【出願人】（５９３１２９４２３）株式会社東設 (13)
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月８日（２０１０．３．８）
【出願人】（５９３１２９４２３）株式会社東設 (13)
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