JP2002004099A - 基板メッキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸素ガス等のメッキ液中の泡の発生によるメ
ッキ不良を防止する基板メッキ装置を提供することを課
題とする。 【解決手段】 メッキ液もしくはイオンのみを通す親水
性の膜状シート６によってメッキ槽１を仕切るととも
に、陰電極であるカソード３側をカソード室７として、
陽電極であるアノード４側をアノード室８とする。電源
ユニット５からカソード３とアノード４との間で電流が
流れるように給電すると、アノード室８から発生する酸
素ガスＧがカソード室７に侵入して基板Ｗの処理面Ｗｓ
に到達することなく、メッキ処理を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板、液晶
表示器のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、光
ディスク用の基板等（以下、単に基板と称する）に対し
てメッキ処理を施す基板メッキ装置に係り、特に硫酸銅
などの電解液（メッキ液）を基板の処理面に供給した状
態で給電して電解メッキ処理を行う技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の基板メッキ装置として、
例えば、図９に示すような構成が挙げられる。なお、以
下の説明では、硫酸銅をメッキ液として、配線用の銅を
メッキする装置を例にとって説明する。

【０００３】基板Ｗは、その処理面Ｗｓを下方に向けた
状態、いわゆるフェイスダウンで、メッキ液Ｌを貯留し
ているメッキ槽１０１の開口部１０２に保持されてい
る。開口部１０２には、基板Ｗに電気的に接続された陰
電極、即ちカソード１０３が、メッキ槽１０１の底部に
は、陽電極、即ちアノード１０４がそれぞれ配設されて
いるとともに、前記カソード１０３とアノード１０４と
は電源ユニット１０５によって接続されている。そし
て、カソード１０３とアノード１０４との間で電流が流
れるように給電する給電手段の機能を、電源ユニット１
０５は果たしている。なお、アノード１０４は（メッキ
液Ｌに対して）不溶性の陽電極で形成されている。

【０００４】また、メッキ槽１０１の底部には、図示を
省略するタンクからメッキ液Ｌをメッキ槽１０１に供給
して基板Ｗの処理面Ｗｓに向けて噴出するノズル１０６
が配設されている。一方、メッキ槽１０１の上部で、か
つカソード１０３より下には、メッキ液Ｌを排出する排
出口１０７が配設されている。

【０００５】上記構成を有することによって、基板メッ
キ装置は以下の作用をもたらす。即ち、電源ユニット１
０５がカソード１０３とアノード１０４とに給電してい
る状態で、ノズル１０６からメッキ液Ｌを噴出させて、
基板Ｗの処理面Ｗｓにメッキ液Ｌを供給する。メッキ槽
１０１の上部から溢れ出たメッキ液Ｌは、排出口１０７
から排出される。この過程において、メッキ液Ｌに触れ
ている基板Ｗの処理面Ｗｓに銅のメッキ層が形成される
ようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
基板メッキ装置の場合には、次のような問題がある。メ
ッキ液Ｌが硫酸銅（ＣｕＳＯ₄ ）溶液の場合を例にとっ
て説明すると、アノード１０４は陽電極なので、硫酸銅
溶液中のマイナスイオンであるＳＯ₄ ^2-と硫酸銅溶液中
の水（Ｈ₂ Ｏ）とがアノード１０４側で反応して、”Ｈ
₂ Ｏ＋ＳＯ₄ ^2-→１／２Ｏ₂ ＋Ｈ₂ ＳＯ₄ ＋２ｅ^- ”と
なる。従って、酸素ガス（Ｏ₂ ）Ｇが、図９に示すよう
に、アノード１０４から発生する。言うまでもなく、酸
素ガスＧはメッキ液Ｌより軽いので、図９に示すよう
に、メッキ槽１０１の底部から上部へと上昇していき、
やがては基板Ｗの処理面Ｗｓに到達する。基板Ｗに作り
込まれたホールやトレンチ等のパターンに酸素ガスＧが
付着してメッキ不良を引き起こしてしまう。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、酸素ガス等のメッキ液中の泡の発生に
よるメッキ不良を防止することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
達成するために、次のような構成をとる。即ち、請求項
１に記載の発明は、基板に電解メッキ処理を施す基板メ
ッキ装置において、陽電極側と基板に電気的に接続され
た陰電極側との間に、メッキ液中の泡の通りを阻止して
４３×１０^-3Ｎ／ｍ以上の表面張力を有する液体が含浸
するように親水性処理が施された多孔性の仕切部材を介
在させて、メッキ槽を２つの室、即ち陽電極側のアノー
ド室と陰電極側のカソード室とに仕切ることを特徴とす
る。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、基板に電
解メッキ処理を施す基板メッキ装置において、陽電極側
と基板に電気的に接続された陰電極側との間に、ポリエ
ーテルスルフォンから成りメッキ液中の泡の通りを阻止
する多孔性の仕切部材を介在させて、メッキ槽を２つの
室、即ち陽電極側のアノード室と陰電極側のカソード室
とに仕切ることを特徴とする。

【００１０】また、請求項３に記載の発明は、基板に電
解メッキ処理を施す基板メッキ装置において、陽電極側
と基板に電気的に接続された陰電極側との間に、メッキ
液中の泡の通りを阻止する多孔性の仕切部材を介在させ
て、メッキ槽を２つの室、即ち陽電極側のアノード室と
陰電極側のカソード室とに仕切り、前記アノード室とカ
ソード室とへそれぞれメッキ液を供給するメッキ液供給
手段と、前記アノード室とカソード室とからそれぞれメ
ッキ液を排出するメッキ液排出手段とを備え、前記アノ
ード室が、仕切部材の全面に一定間隔で形成され、前記
メッキ液供給手段をアノード室の平面視中心部に連通接
続することを特徴とする。

【００１１】また、請求項４に記載の発明は、請求項３
に記載の基板メッキ装置において、前記仕切部材は円形
で、その周縁と前記メッキ液供給手段とが全周で等距離
であることを特徴とする。

【００１２】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
から請求項４のいずれかに記載の基板メッキ装置におい
て、前記カソード室へは添加剤を含むメッキ液を供給し
て、前記アノード室へは添加剤を含まないメッキ液を供
給することを特徴とする。

【００１３】

【作用】請求項１に記載の発明の作用について説明す
る。仕切部材によってメッキ槽をアノード室とカソード
室とに仕切っていても、仕切部材は多孔性なので、メッ
キ液中のイオンまたはメッキ液はアノード室とカソード
室との間を往来して、メッキ液に触れている基板の処理
面に電解メッキ処理が施されるようになっている。

【００１４】また、仕切部材はメッキ液中の泡の通りを
阻止するので、酸素ガス等のメッキ液中の泡が陽電極に
よってアノード室で発生しても、メッキ液中の泡がカソ
ード室に侵入してくることはない。

【００１５】また、仕切部材が疎水性を有する物質によ
って形成されている場合、仕切部材にメッキ液が確実に
含浸されないときがある。また仕切部材は多孔性なの
で、空気等の気体が仕切部材内の孔に蓄積される「エア
だまり」と呼ばれるものが存在する。この「エアだま
り」が仕切部材内の孔に蓄積されたまま、メッキ液が供
給されると、図１０に示すように、エアだまりＡによっ
てメッキ液が含浸されない部分が生じてしまう。従っ
て、電解メッキ処理が施されている状態において、電界
分布が不均一になってしまう。詳述すると、図１０に示
すように、エアだまりＡによってメッキ液が含浸されな
い部分については、メッキ液中のイオンかつメッキ液さ
えも通しにくく難くするので電界Ｅは小さくなり、メッ
キ液が含浸される部分については、メッキ液中のイオン
またはメッキ液を通すので電界Ｅは大きくなる。電界分
布の不均一化によって、陰電極、さらには基板の処理面
に付着するメッキ液中の金属イオンが場所によって不均
一になり、メッキ処理によって形成される金属層または
金属膜も不均一になってしまう。

【００１６】そこで、仕切部材が、４３×１０^-3Ｎ／ｍ
以上の表面張力を有する液体が含浸するように親水性処
理が施されていることを特徴とする場合は、仕切部材に
メッキ液が含浸し、エアだまりによる電界分布の不均一
化も生じることもない。これは、硫酸銅メッキ液を例に
採って説明すると、硫酸銅メッキ液の表面張力が室温で
４３×１０^-3Ｎ／ｍ（４３ｄｙｎ：１ｄｙｎ／ｃｍ＝１
０^-3Ｎ／ｍ）以上であるので、この表面張力の値以上の
表面張力を有する液体を含浸するように仕切部材に対し
て親水性処理が施されていれば、メッキ液は仕切部材の
孔を通ることになる。従って、カソード室内の陰電極に
電気的に接続された基板の処理面に、酸素ガス等のメッ
キ液中の泡が到達して付着することなく、基板のメッキ
不良が防止されることになる。

【００１７】また、基板の処理面に付着するメッキ液中
の金属イオンが不均一化することなく、メッキ処理によ
って金属層または金属膜も均一に形成される。なお、本
明細書中で「仕切部材に対して親水性処理が施される」
とは、仕切部材の表面に対して親水性処理が施されるこ
とを指すのはもちろんのこと、仕切部材が親水性の物質
で構成されていることも指すものとする。

【００１８】請求項２に記載の発明によれば、仕切部材
はポリエーテルスルフォンから形成され、そのような仕
切部材によってメッキ槽をアノード室とカソード室とに
仕切って、電解メッキ処理が施されるようになってい
る。

【００１９】ここで固体表面が液体で湿潤される能力
は、液体の表面張力及び固体の表面自由エネルギーに依
存すると考えられている。一般に、液体の表面張力が固
体の表面自由エネルギーより小さければ、その表面は、
その液体により自然に湿潤される。そして、仕切部材の
親水性を、仕切部材上に置かれた液滴が含浸（孔を通
る）するか否かで、含浸した液滴の表面張力で表すとし
たときに、ポリエーテルスルフォンから形成された仕切
部材は、８０×１０^-3Ｎ／ｍ以上の表面張力よりも固体
の表面自由エネルギーが大きく充分な親水性を備えてい
る。

【００２０】よって、上述のように、仕切部材が親水性
を有する部材で形成されている場合は、多孔性の仕切部
材にメッキ液が含浸し、エアだまりによる電界分布の不
均一化も生じることもない。

【００２１】請求項３に記載の発明によれば、メッキ槽
は、アノード室とカソード室とへそれぞれメッキ液を供
給するメッキ液供給手段と、アノード室とカソード室と
からそれぞれメッキ液を排出するメッキ液排出手段とを
備え、アノード室が、仕切部材の全面に一定間隔で形成
されるようになっている。さらに、メッキ液供給手段
は、アノード室の平面視中心部に連通接続されて構成さ
れている。

【００２２】そして、メッキ液供給手段はアノード室と
カソード室とへそれぞれメッキ液を供給して、それぞれ
の室でメッキ液歯流動する。その際、アノード室は、仕
切部材の全面に一定間隔で形成されているので、例え
ば、凹凸がある場合に比べメッキ液や泡の滞留がなく、
良好に排出される。また、アノード室の中心部からメッ
キ液が供給されるので、仕切部材の全面にメッキ液が均
等に流動していき、例えば、一方側から供給される場合
に比べて、メッキ液の流動の際の流速や流量のバラツキ
が抑えられ、その結果、泡が流速の遅い部位に滞留する
ようなことがない。即ち、仕切部材の全面に沿ってメッ
キ液中の泡がメッキ液ごと速やかに排出される。

【００２３】請求項４に記載の発明によれば、仕切部材
は円形に形成される。そして、仕切部材の周縁は、メッ
キ液供給手段から全周において等距離であるので、メッ
キ液や泡の滞留がより良好に防止され、仕切部材の全面
に沿ってメッキ液中の泡がメッキ液ごと速やかに排出さ
れる。

【００２４】請求項５に記載の発明によれば、カソード
室へは添加剤を含むメッキ液を、アノード室へは添加剤
を含まないメッキ液を、それぞれ別系統で供給する。次
に添加剤の一使用例について説明する。

【００２５】例えば、メッキ液処理によって金属層また
は金属膜を形成する際には、添加剤を使用しないと、
「ボイド」と呼ばれる空隙が生じてしまう場合がある。
即ち、図１１の（ａ）に示すように、２つの絶縁層Ｉと
の間に「コンタクト」と呼ばれる孔（ビアホール）を有
しており、メッキ処理によってコンタクトＣＴごと上記
絶縁層の上に金属膜Ｍを形成する場合、添加剤を使用し
ないと、メッキ処理後には金属膜Ｍの間に、図１１の
（ｂ）に示すようなボイドＶが生じてしまう。

【００２６】そこで、上記ボイドを防止したり膜質を向
上させるべく高分子界面活性剤と有機硫黄化合物と有機
窒素化合物とを混合させた添加剤が通常時には用いられ
る。しかしながら、ボイドを防止する上記添加剤の場合
には、メッキ液処理による金属層または金属膜に取り込
まれる分と、陽電極及び陰電極に取り込まれる分と、ア
ノード室で発生した酸素ガスによって酸化分解される分
とに添加剤は消費される。特に、添加剤の多くはアノー
ド室で発生した酸素ガスによって酸化分解される。従っ
て、ボイドの防止や膜質の向上を高めるには投入する添
加剤は膨大な量となり、添加剤の濃度を制御するシステ
ムや機構が別途必要になってしまう。

【００２７】そこで、カソード室へは添加剤を含むメッ
キ液を、アノード室へは添加剤を含まないメッキ液を、
それぞれ別系統で供給することによって、アノード室で
発生する酸素ガスは仕切部材によってカソード室に侵入
してこないので、酸素ガスとカソード室内のメッキ液中
の添加剤とは反応しない。また、アノード室内には添加
剤を含まないので、アノード室内でも酸素ガスと添加剤
とは反応しない。従って、酸素ガスによって添加剤が酸
化分解される量は低減されて、その結果、投入される添
加剤も低減される。

【００２８】以上より、上記添加剤に限らず、一般の添
加剤の場合でも、アノード室で発生したメッキ液中の泡
が仕切部材によってカソード室に侵入してこないので、
アノード室で発生したメッキ液中の泡とカソード室内の
メッキ液中の添加剤とは反応しない。従って、メッキ液
中の泡によって添加剤が分解される量は低減されて、そ
の結果、投入される添加剤も低減される。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施例を説明する。図１はこの発明の実施例に係る基板
メッキ装置の概略構成を示すブロック図である。

【００３０】基板Ｗは、その処理面Ｗｓを下方に向けた
状態、いわゆるフェイスダウンで、図１に示すように、
メッキ液を貯留しているメッキ槽１の開口部２に保持さ
れている。開口部２には、基板Ｗに電気的に接続された
陰電極、即ちカソード３が、メッキ槽１の底部には、陽
電極、即ちアノード４がそれぞれ配設されているととも
に、前記カソード３とアノード４とは電源ユニット５に
よって接続されている。そして、カソード３とアノード
４との間で電流が流れるように給電する給電手段の機能
を、電源ユニット５は果たしている。なお、アノード４
は（メッキ液に対して）不溶性の陽電極で形成されてい
る。

【００３１】次に、本実施例の特徴的な構成部分につい
て説明する。即ち、図１に示すように、本実施例装置は
特徴的部分である膜状シート６を備えているとともに、
前記膜状シート６の全面はアノード４に対して一定間隔
で形成しつつ、メッキ槽１を仕切っている。そして、膜
状シート６によってメッキ槽１が仕切られたカソード３
及び基板Ｗ側はカソード室７となっていて、膜状シート
６によってメッキ槽１が仕切られたアノード４側はアノ
ード室８となっている。また、膜状シート６は親水性の
物質であるポリエーテルスルフォンで、かつ、０．１μ
ｍ以上の粒子を通さないように０．１μｍ未満の孔を多
数個有する多孔性の物質で形成されており、メッキ液中
のイオンまたはメッキ液を通すようになっている。また
膜状シート６の厚みは１００〜２００μｍである。な
お、膜状シート６は、本発明における仕切部材に相当す
る。

【００３２】また、膜状シート６とアノード４とは１ｍ
ｍ程度から数ｍｍ程度の間隔でもって離れているものと
する。本実施例では、膜状シート６の全面においてアノ
ード４と一定間隔で形成され、膜状シート６とアノード
４との間隔は好ましくは４ｍｍである。なお、膜状シー
ト６とアノード４との間隔は１ｍｍ未満では膜状シート
６とアノード４とが接してしまう恐れがある。また、発
生する酸素ガスＧの泡は直径が数１０ｍｍ〜１ｍｍの大
きさで目で見えるものであり、間隔が１ｍｍ未満ではメ
ッキ液の流れる余地がなくなってしまう。逆に５ｍｍを
越えると後述するように酸素ガスＧ等がメッキ液ごと速
やかに排出され難くなるので、１ｍｍから５ｍｍぐらい
までの範囲が好ましい。

【００３３】また、メッキ槽１のカソード室７には、図
１に示すように、高分子界面活性剤と有機硫黄化合物と
有機窒素化合物とを混合させた添加剤を含むメッキ液で
ある硫酸銅溶液Ｌ₁ が貯留されており、メッキ槽１のア
ノード室８には、前記添加剤を含まないメッキ液である
硫酸銅溶液Ｌ₂ が貯留されている。本実施例での添加剤
は、ボイド発生を防止したり、膜質の向上を高めたりす
るためのものである。なお、本実施例ではメッキ液とし
て硫酸銅を使用しているが、塩化銅等に例示されるよう
に、メッキ処理を施す液体であれば、特に限定されな
い。

【００３４】また、メッキ槽１の底部には、図１に示す
ように、硫酸銅溶液Ｌ₁ を供給する供給管９と、硫酸銅
溶液Ｌ₂ を供給する供給管１０とがそれぞれ配設されて
いるとともに、前記供給管９はカソード室７に、前記供
給管１０はアノード室８に、それぞれ連通接続されてい
る。なお、供給管９の外側を供給管１０が取り囲む二重
管の構造になっている。

【００３５】ここで、図２に示すように供給管９は、平
面視で円形の膜状シート６の中心部に連通接続し、供給
管１０も平面視で円形の円筒容器であるメッキ槽１の中
心部に、言い換えると、アノード室８の平面視中心部に
連通接続している。そして、アノード室８は、この供給
管１０の連通接続部位から膜状シート６の周縁まで全周
で等距離となっている。

【００３６】また、供給管９は硫酸銅溶液Ｌ₁ を貯留し
ていて随時硫酸銅溶液Ｌ₁ を供給するカソード用タンク
１１につながっており、供給管１０は硫酸銅溶液Ｌ₂ を
貯留していて随時硫酸銅溶液Ｌ₂ を供給するアノード用
タンク１２につながっている。そして、供給管９にはカ
ソード用タンク１１側から硫酸銅溶液Ｌ₁ を噴出させる
ポンプ１３が配設されており、供給管１０にはアノード
用タンク１２側から順に、硫酸銅溶液Ｌ₂ を噴出させる
ポンプ１４と、後述する酸素ガスＧやアノード４で発生
した不純物を取り除くフィルタ１５とが配設されてい
る。

【００３７】また、カソード用タンク１１とアノード用
タンク１２とは、硫酸銅を補給するために、メッキ槽１
に貯留されている硫酸銅溶液Ｌ₁ 、硫酸銅溶液Ｌ₂ より
も高い濃度の硫酸銅溶液を貯留している図示を省略する
予備用タンクにつながっており、メッキ処理によって硫
酸銅溶液Ｌ₁ 、硫酸銅溶液Ｌ₂ の濃度が低くなると、そ
の都度、予備用タンクから硫酸銅溶液が補給されるよう
になっている。

【００３８】なお、供給管９、供給管１０、カソード用
タンク１１、アノード用タンク１２、ポンプ１３、ポン
プ１４、及びフィルタ１５は、本発明におけるメッキ液
供給手段に相当して、供給管９とカソード用タンク１１
とポンプ１３とはカソード室７に硫酸銅溶液Ｌ₁ を供給
する機能を果たしており、供給管１０とアノード用タン
ク１２とポンプ１４とフィルタ１５とはアノード室８に
硫酸銅溶液Ｌ₂ を供給する機能を果たしている。

【００３９】また、メッキ槽１の上部には、図１に示す
ように、硫酸銅溶液Ｌ₁ を排出する排出管１６と、硫酸
銅溶液Ｌ₂ を排出する排出管１７とがそれぞれ配設され
ているとともに、前記排出管１６はカソード室７に、前
記排出管１７はアノード室８に、それぞれ連通接続され
ている。なお、排出管１６、及び排出管１７は、本発明
におけるメッキ液排出手段に相当して、排出管１６はカ
ソード室７から硫酸銅溶液Ｌ₁ を排出する機能を果たし
ており、排出管１７はアノード室８から硫酸銅溶液Ｌ₂
を排出する機能を果たしている。

【００４０】そして、各硫酸銅溶液Ｌ₁ 、硫酸銅溶液Ｌ
₂ を循環させるように排出管１６はカソード用タンク１
１につながっており、排出管１７はアノード用タンク１
２につながっている。即ち、カソード室７へは添加剤を
含む硫酸銅溶液Ｌ₁ を、アノード室８へは添加剤を含ま
ない硫酸銅溶液Ｌ₂ を、それぞれ別系統で循環する（供
給して排出する）ように本実施例装置は構成されてい
る。

【００４１】続いて、本実施例装置の作用・効果につい
て説明する。電源ユニット５によって陽電極であるアノ
ード４と、陰電極であるカソード３との間で電流が流れ
るようにメッキ槽１に給電されている状態で、カソード
用タンク１１から、供給管９を経て、カソード室７には
添加剤を含む硫酸銅溶液Ｌ₁ が供給されており、アノー
ド用タンク１２から、供給管１０を経て、アノード室８
には添加剤を含まない硫酸銅溶液Ｌ₂ が供給されてい
る。膜状シート６は親水性の物質であるポリエーテルス
ルフォンで、かつ、０．１μｍ未満の孔を多数個有する
多孔性の物質で形成されているので、硫酸銅溶液Ｌ₁ 、
硫酸銅溶液Ｌ₂ 、もしくはイオンのみを通すようになっ
ている。従って、膜状シート６によってメッキ槽１をカ
ソード室７とアノード室８とに仕切っていても、この過
程において、硫酸銅溶液Ｌ₁ に接触している基板Ｗの処
理面Ｗｓにメッキ処理が施されるようになっている。

【００４２】また、アノード４は（硫酸銅溶液に対し
て）不溶性の陽電極で形成されているので、硫酸銅溶液
中のマイナスイオンであるＳＯ₄ ^2-と硫酸銅溶液中の水
（Ｈ₂Ｏ）とがアノード４側で反応して、酸素ガスＧが
発生する。このとき、膜状シート６は０．１μｍ未満の
孔を多数個有する多孔性の物質で形成されているので、
アノード室８で発生した酸素ガスＧがカソード室７に侵
入してくることはない。その結果、基板Ｗの処理面Ｗｓ
に、酸素ガスＧが到達して付着することなく、酸素ガス
Ｇによる基板Ｗのメッキ不良を防止することができる。

【００４３】また、膜状シート６は親水性の物質である
ポリエーテルスルフォンで形成されているので、膜状シ
ート６に硫酸銅溶液Ｌ₁ 、硫酸銅溶液Ｌ₂ が含浸されや
すくなり、エアだまりによる電界分布の不均一化も生じ
ることはない。従って、基板Ｗの処理面Ｗｓに付着する
硫酸銅溶液中の銅イオンが不均一化することなく、メッ
キ処理によって処理面Ｗｓに銅を均一に形成することが
できる。即ち、８０×１０^-3Ｎ／ｍ以上の表面張力より
も大きい固体の表面自由エネルギーを有しているポリエ
ーテルスルフォンにより形成された膜状シート６は、表
面張力が室温で４３×１０^-3Ｎ／ｍである硫酸銅溶液Ｌ
₁ 、Ｌ₂ が含浸するのに必要な親水性を有する仕切部材
として形成されている。

【００４４】また、膜状シート６の全面においてアノー
ド４と一定間隔で形成しつつ、メッキ槽１を仕切ってい
るので、膜状シート６とアノード４との間に沿って硫酸
銅溶液Ｌ₂ ごと酸素ガスＧが速やかに排出される。その
際、硫酸銅溶液Ｌ₂ は、アノード室８の平面視中心部よ
り供給され、膜状シート６の周縁に向かって流れる。こ
の距離が膜状シート６の全周で等距離であるので、酸素
ガスＧの排出が膜状シート６の全面において偏ることは
ない。その結果、酸素ガスＧの残留を防止することがで
きる。特に、膜状シート６とアノード４との間隔は１ｍ
ｍ程度から数ｍｍ程度なので、アノード室８を流れるメ
ッキ液が滞留することなく、排出される。

【００４５】排出された酸素ガスＧを含む硫酸銅溶液Ｌ
₂ は、排出管１７を経て、アノード用タンク１２に送り
込まれて、再度、供給管１０のポンプ１４、フィルタ１
５を経て、アノード室８に供給される。その際に、酸素
ガスＧを含む硫酸銅溶液Ｌ₂はフィルタ１５によって酸
素ガスＧが取り除かれて、硫酸銅溶液Ｌ₂ のみとなって
アノード室８に供給される。

【００４６】また、カソード室７へは添加剤を含む硫酸
銅溶液Ｌ₁ が、アノード室８へは添加剤を含まない硫酸
銅溶液Ｌ₂ が貯留されており、それぞれ別系統で循環し
ているのと、膜状シート６によって酸素ガスＧが遮られ
るので、酸素ガスＧとカソード室７内の硫酸銅溶液Ｌ₁
中の添加剤とは反応しない。また、アノード室８内には
硫酸銅溶液Ｌ₂ しかないので、アノード室８内でも酸素
ガスＧと添加剤とは反応しない。従って、本実施例での
添加剤の効果であるボイド発生を防止する性能や、膜質
の性能を保ったまま、酸素ガスＧによる添加剤の酸素分
解を低減することができて、投入される添加剤をも低減
することができる。さらに、添加剤の投入量の低減に伴
って、添加剤の濃度を制御するシステムや機構が不要と
なる効果もある。

【００４７】本発明は、上記実施形態に限られることは
なく、下記のように変形実施することができる。

【００４８】（１）上述した本実施例装置は、膜状シー
ト６はアノード４に対し一定間隔でもってメッキ槽１を
仕切っていたが、膜状シート６がポリエーテルスルフォ
ンで形成されたり、あるいは後述する変形例（２）に示
すように４３×１０^-3Ｎ／ｍ以上の表面張力を有する液
体（メッキ液）が膜状シート６に含浸するように親水性
処理が施されているのならば、以下の様な構成でも構わ
ない。即ち、図３に示すように、メッキ槽１に対して直
線状の傾斜を設けることによって、膜状シート６がメッ
キ槽１を仕切ったり、図４に示すように、メッキ槽１に
対して半球円状の傾斜を設けることによって、膜状シー
ト６はメッキ槽１を仕切ったりする変形例（ポンプやタ
ンクは図示省略）が考えられる。

【００４９】図３の構成を有する変形例装置の場合に
は、水平方向に対してほぼ３０°の角度θでもって膜状
シート６は傾斜されている。排出管１７の方向に従って
上向けに膜状シート６は傾斜されているので、アノード
室８で発生した酸素ガスＧがカソード室７に侵入して基
板Ｗの処理面Ｗｓに到達することなく、上向けに傾斜し
た膜状シート６に沿って、酸素ガスＧは硫酸銅溶液Ｌ₂
ごと速やかに排出される。

【００５０】同様に、図４の構成を有する変形例装置の
場合には、半球円の形状でもって膜状シート６は排出管
１７の方向に従って上向けに傾斜されているので、アノ
ード室８で発生した酸素ガスＧがカソード室７に侵入し
て基板Ｗの処理面Ｗｓに到達することなく、半球円の形
状でもって傾斜した膜状シート６に沿って、酸素ガスＧ
は硫酸銅溶液Ｌ₂ ごと速やかに排出される。

【００５１】しかしながら、図３、及び図４のような構
成を有する変形例装置の場合には、以下のような問題点
がある。即ち、図３の構成を有する変形例装置の場合に
は、傾斜部分の両端部６ａと６ｂとにおいて角度がつい
ているので、乱流が発生してしまい、その結果、酸素ガ
スＧが６ａまたは６ｂ、あるいはアノード室８の角部で
滞留してしまう可能性がある。

【００５２】また、図４の構成を有する変形例装置の場
合には、膜状シート６は半球円の形状でもって滑らかに
傾斜しているので、せっかく膜状シート６で仕切ってい
るのにも関わらず、酸素ガスＧがトラップして、そのま
まカソード室７に侵入してしまう可能性がある。従っ
て、図３、及び図４の変形例装置よりも、図１の構成を
有する本実施例装置の方が好ましい。

【００５３】（２）上述した本実施例装置は、膜状シー
ト６は親水性の物質であるポリエーテルスルフォンで形
成されているが、ポリエーテルスルフォン以外でも、４
３×１０^-3Ｎ／ｍ以上の表面張力を有する液体が膜状シ
ート６に含浸する親水性のある物質であれば、特に限定
されない。また、膜状シート６が疎水性の物質、例え
ば、Perfluoro-alcoxyfluororesins、ＰＴＦＥ（ポリテ
トラフルオロエチレン、Polytetrafluoro-ethylene）、
ＰＥ（ポリエチレン、Polyethylene）等の物質で形成さ
れている場合には、「作用」の欄でも述べたように、エ
アだまりが生じて、電界分布を不均一にして、さらには
メッキ処理によって形成される金属層または金属膜も不
均一になってしまうので、疎水性よりも親水性の方が好
ましい。もちろん、疎水性の物質でもエアだまりが生じ
ない場合は、上記物質によって、膜状シート６を構成し
てもよい。また、疎水性の物質等の親水性でない物質の
表面に親水性処理を施したものを膜状シート６として使
用してもよい。例えば、ＰＴＦＥの表面基を光重合によ
り親水基に改質したものでもよい。

【００５４】また、セラミックス等のように多孔性材料
は高い親水性を示すが、物理的に焼結するための厚みが
必要となる。本実施例での膜状シート６の厚みは、上述
したように１００〜２００μｍであり、あまりに厚みが
あると、液の圧力分布によって液が流れやすいところと
流れにくいところとが生じて、疎水性の物質と同様に、
エアだまりが生じて、メッキ処理によって形成される金
属層または金属膜も不均一になってしまう。従って、セ
ラミックス等のような厚みのある物質で形成されている
よりも、本実施例のポリエーテルスルフォンで形成され
ている方が好ましい。もちろん、特別な製法でもって、
上記セラミックスを上述した１００〜２００μｍ程度の
厚みに形成できるならば、セラミックスで形成しても構
わない。

【００５５】（３）上述した本実施例装置は、循環機構
を備えた装置であったが、図５に示すように、供給機構
と排出機構とをつながない、即ち供給する系統と排出す
る系統とを別系統にする装置であってもよい。因みに、
図５の構成を有する変形例装置の場合は、排出された酸
素ガスＧを含む硫酸銅溶液Ｌ₂ がアノード用タンク１２
に送り込まれないので、フィルタ１５を必ずしも備える
ことはない。

【００５６】（４）上述した本実施例装置は、カソード
室７とアノード室８とへそれぞれの硫酸銅溶液Ｌ₁ と硫
酸銅溶液Ｌ₂ とを供給して、カソード室７とアノード室
８とからそれぞれの硫酸銅溶液Ｌ₂ とを排出する装置で
あったが、膜状シート６は多孔性で硫酸銅溶液Ｌ₁ 、硫
酸銅溶液Ｌ₂ 、もしくはイオンのみを通して、酸素ガス
Ｇの通過を阻止するようになっているので、図６及び図
７に示すように、カソード室７またはアノード室８の何
れかにおいて、少なくとも１つの供給管と１つの排出管
とを備える装置であってもよい。従って、例えば図７に
示すように、供給管をカソード室７にのみ備えていて、
排出管をアノード室８にのみ備えていて、カソード室７
に供給された硫酸銅溶液が膜状シート６を介してアノー
ド室８に到達してアノード室８から硫酸銅溶液が排出さ
れるような構成であってもよい。図７においては、膜状
シート６はポリエーテルスルフォンで形成されたり、あ
るいは４３×１０^-3Ｎ／ｍ以上の表面張力を有する液体
が膜状シート６に含浸するように親水性処理が施されて
いる。また、アノード室８で発生した酸素ガスＧを排出
する点で、アノード室８に排出管を直接備える装置の方
がより好ましい。

【００５７】（５）上述した本実施例装置は、アノード
４は（硫酸銅溶液に対して）不溶性の陽電極で形成され
ていたが、溶解性の陽電極で形成されていてもよい。溶
解性の陽電極で形成されている場合、アノード４自身が
金属イオン（本実施例では銅イオン）となり、メッキ液
（本実施例では硫酸銅溶液）中に溶け出す。従って、酸
素ガスは発生し難くなるが、アノード４自身がメッキ液
中に溶け出すことによって、アノード４中の不純物が発
生し易くなる。その場合でも、アノード室８で発生した
上記アノード４中の不純物が膜状シート６によって遮ら
れるので、カソード室７に侵入して基板Ｗの処理面Ｗｓ
に到達することはない。従って、たとえアノード４が溶
解性の陽電極で形成されていようが、酸素ガスＧだけで
なく、アノード４中の不純物の発生によるメッキ不良を
も防止することができる。また、アノード４中の不純物
は硫酸銅溶液Ｌ₂ ごと排出管１７を介して排出されて、
図１のフィルタ１５で除去されるようになっている。

【００５８】（６）上述した本実施例装置は、基板Ｗ
は、その処理面Ｗｓを下方に向けた状態、いわゆるフェ
イスダウンで構成されていたが、基板Ｗの処理面Ｗｓを
上方に向けた状態、いわゆる図８に示すようなフェイス
アップで構成されていてもよい。上記フェイスアップで
構成されているとき、アノード室８で発生した酸素ガス
Ｇは、メッキ槽１の上部で留まって硫酸銅溶液ごと排出
される。このとき、アノード室８に連通する排出管１７
は下向きに延在しているので、膜状シート６から除去さ
れる酸素ガスＧが硫酸銅溶液Ｌ₂ の流れとともに速やか
に排出される。また不溶性のアノード４といえども、僅
かであるが硫酸銅溶液中にアノード４自身が溶けだす
が、（５）の変形例で説明したように、アノード室８で
発生したアノード４中の不純物がメッキ槽１の上部から
底部へと下降していっても、膜状シート６によって遮ら
れているので、カソード室７に侵入して基板Ｗの処理面
Ｗｓに到達することはない。以上より、酸素ガスＧやア
ノード４中の不純物の発生によるメッキ不良を防止する
ことができる。

【００５９】（７）上述した本実施例装置は、メッキ液
が硫酸銅溶液で、アノード室８で発生した酸素ガスによ
るメッキ不良を防止する装置であったが、メッキ液が硫
酸銅溶液以外で、アノード室８で発生した酸素ガス以外
のメッキ液中の泡によるメッキ不良を防止する装置であ
ってもよい。上述の構成を有する場合、本実施例と同様
に、アノード室８で発生したメッキ液中の泡が侵入して
基板Ｗの処理面Ｗｓに到達することなく、アノード室８
からメッキ液中の泡をメッキ液ごと排出することができ
るので、基板Ｗのメッキ不良を防止することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上に詳述したように、請求項１の発明
に係る基板メッキ装置によれば、アノード室とカソード
室とを仕切る仕切部材はメッキ液中の泡の通りを阻止す
るので、アノード室で発生したメッキ液中の泡が基板の
処理面に到達して付着することなく、基板のメッキ不良
を防止することができる。また、仕切部材には親水性処
理が施されているので、仕切部材にメッキ液が含浸され
やすくなり、その結果、メッキ処理によって金属層また
は金属膜を均一に形成することができる。

【００６１】また、請求項２の発明に係る基板メッキ装
置によれば、仕切部材がポリエーテルスルフォンから成
ることを特徴とするので、仕切部材にメッキ液が含浸さ
れやすくなり、その結果、メッキ処理によって金属層ま
たは金属膜を均一に形成することができる。

【００６２】また、請求項３の発明に係る基板メッキ装
置によれば、アノード室が、仕切部材の全面に一定間隔
で形成され、メッキ液供給手段をアノード室の平面視中
心部に連通接続しているので、アノード室で発生したメ
ッキ液中の泡がカソード室に侵入することなく、仕切部
材と陽電極との間に沿ってアノード室からメッキ液中の
泡をメッキ液ごと速やかに排出することができる。

【００６３】また、請求項４の発明に係る基板メッキ装
置によれば、仕切部材は円形に形成されて、仕切部材の
周縁は、メッキ液供給手段から全周において等距離であ
るので、メッキ液や泡の滞留をより良好に防止すること
ができて、仕切部材の全面に沿ってメッキ液中の泡をメ
ッキ液ごと速やかに排出することができる。

【００６４】また、請求項５の発明に係る基板メッキ装
置によれば、仕切部材によってアノード室で発生したメ
ッキ液中の泡がカソード室に侵入してこないので、アノ
ード室で発生したメッキ液中の泡とカソード室内のメッ
キ液中の添加剤とは反応しない。特に、ボイドを防止し
たり膜質を向上させる添加剤の場合には、アノード室で
発生した酸素ガスがカソード室に侵入してこないので、
酸素ガスとカソード室内のメッキ液中の添加剤とは反応
しない。従って、添加剤の効果の性能を保ったまま、メ
ッキ液中の泡によって添加剤が分解される量を低減する
ことができて、投入される添加剤をも低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る基板メッキ装置の概略構
成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施例に係る基板メッキ装置の平面視
の概略構成を示す一部ブロック図である。

【図３】本発明に係る基板メッキ装置の変形例を示すブ
ロック図である。

【図４】本発明に係る基板メッキ装置の他の変形例を示
すブロック図である。

【図５】本発明に係る基板メッキ装置の他の変形例を示
すブロック図である。

【図６】本発明に係る基板メッキ装置の他の変形例を示
すブロック図である。

【図７】本発明に係る基板メッキ装置の他の変形例を示
すブロック図である。

【図８】本発明に係る基板メッキ装置の他の変形例であ
る、基板の処理面を上方に向けたフェイスアップでの概
略構成を示すブロック図である。

【図９】従来例に係る基板メッキ装置の概略構成を示す
ブロック図である。

【図１０】疎水性の物質を膜状部材として使用した場合
のエアだまりの状態を模式的に示した図である。

【図１１】添加剤を使用しない場合のボイド（空隙）が
発生する状態を模式的に示した図である。

【符号の説明】

１ … メッキ槽 ３ … カソード ４ … アノード ５ … 電源ユニット ６ … 膜状シート ７ … カソード室 ８ … アノード室 ９ … 供給管 １０ … 供給管 １１ … カソード用タンク １２ … アノード用タンク １６ … 排出管 １７ … 排出管 Ｗ … 基板 Ｗｓ … 処理面 Ｇ … 酸素ガス Ｌ₁ 、Ｌ₂ … 硫酸銅溶液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮城 雅宏 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神 北町１番地の１ 大日本スクリーン製造株 式会社内 (72)発明者 平得 貞雄 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神 北町１番地の１ 大日本スクリーン製造株 式会社内 Ｆターム(参考） 4K024 AA09 AB01 BA11 BA15 BB09 BB12 BB28 BC10 CB01 CB13 CB26 GA01 GA16 4M104 BB04 DD52 HH20 5F067 DC06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に電解メッキ処理を施す基板メッキ
   装置において、 陽電極側と基板に電気的に接続された陰電極側との間
   に、メッキ液中の泡の通りを阻止して４３×１０^-3Ｎ／
   ｍ以上の表面張力を有する液体が含浸するように親水性
   処理が施された多孔性の仕切部材を介在させて、 メッキ槽を２つの室、即ち陽電極側のアノード室と陰電
   極側のカソード室とに仕切ることを特徴とする基板メッ
   キ装置。
2. 【請求項２】 基板に電解メッキ処理を施す基板メッキ
   装置において、 陽電極側と基板に電気的に接続された陰電極側との間
   に、ポリエーテルスルフォンから成りメッキ液中の泡の
   通りを阻止する多孔性の仕切部材を介在させて、 メッキ槽を２つの室、即ち陽電極側のアノード室と陰電
   極側のカソード室とに仕切ることを特徴とする基板メッ
   キ装置。
3. 【請求項３】 基板に電解メッキ処理を施す基板メッキ
   装置において、 陽電極側と基板に電気的に接続された陰電極側との間
   に、メッキ液中の泡の通りを阻止する多孔性の仕切部材
   を介在させて、 メッキ槽を２つの室、即ち陽電極側のアノード室と陰電
   極側のカソード室とに仕切り、 前記アノード室とカソード室とへそれぞれメッキ液を供
   給するメッキ液供給手段と、 前記アノード室とカソード室とからそれぞれメッキ液を
   排出するメッキ液排出手段とを備え、 前記アノード室が、仕切部材の全面に一定間隔で形成さ
   れ、前記メッキ液供給手段をアノード室の平面視中心部
   に連通接続することを特徴とする基板メッキ装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の基板メッキ装置におい
   て、 前記仕切部材は円形で、その周縁と前記メッキ液供給手
   段とが全周で等距離であることを特徴とする基板メッキ
   装置。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
   の基板メッキ装置において、 前記カソード室へは添加剤を含むメッキ液を供給して、
   前記アノード室へは添加剤を含まないメッキ液を供給す
   ることを特徴とする基板メッキ装置。