JP2003164768A - イオン交換体の再生方法及び再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 イオン交換体を容易かつ迅速に再生すること
ができ、しかも再生後のイオン交換体の洗浄や廃液処理
の負荷を極めて小さくできるようにする。 【解決手段】 電解加工に使用するイオン交換体を再生
するにあたり、再生に付する被処理イオン交換体３０ａ
を一対の電極３２，３４間に配置し、該電極３２，３４
間に液体を供給しつつ、電圧を印加して被処理イオン交
換体３０ａを再生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イオン交換体の再
生方法及び再生装置に関し、特に半導体ウェハ等の基板
表面の導電性材料を加工したり、基板表面に付着した不
純物を除去したりする電解加工に使用するイオン交換体
に取り込まれた金属またはその他のイオンを電気化学的
に除去してイオン交換体を再生するようにしたイオン交
換体の再生方法及びその再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体ウェハ等の基板上に回路を
形成するための配線材料として、アルミニウムまたはア
ルミニウム合金に代えて、電気抵抗率が低くエレクトロ
マイグレーション耐性が高い銅（Ｃｕ）を用いる動きが
顕著になっている。この種の銅配線は、基板の表面に設
けた微細凹みの内部に銅を埋込むことによって一般に形
成される。この銅配線を形成する方法としては、ＣＶ
Ｄ、スパッタリング及びめっきといった手法があるが、
いずれにしても、基板のほぼ全表面に銅を成膜して、化
学機械的研磨（ＣＭＰ）により不要の銅を除去するよう
にしている。

【０００３】図１２は、この種の銅配線基板Ｗの一製造
例を工程順に示すもので、先ず、図１２（ａ）に示すよ
うに、半導体素子を形成した半導体基材１上の導電層１
ａの上にＳｉＯ_２からなる酸化膜やＬｏｗ−Ｋ材膜等の
絶縁膜２を堆積し、この絶縁膜２の内部に、リソグラフ
ィ・エッチング技術によりコンタクトホール３と配線用
の溝４を形成し、その上にＴａＮ等からなるバリア膜
５、更にその上に電解めっきの給電層としてシード層７
を形成する。

【０００４】そして、図１２（ｂ）に示すように、基板
Ｗの表面に銅めっきを施すことで、コンタクトホール３
及び溝４内に銅を充填するとともに、絶縁膜２上に銅膜
６を堆積する。その後、化学機械的研磨（ＣＭＰ）によ
り、絶縁膜２上の銅膜６を除去して、コンタクトホール
３及び配線用の溝４に充填させた銅膜６の表面と絶縁膜
２の表面とをほぼ同一平面にする。これにより、図１２
（ｃ）に示すように銅膜６からなる配線が形成される。

【０００５】また、最近ではあらゆる機器の構成要素に
おいて微細化かつ高精度化が進み、サブミクロン領域で
の物作りが一般的となるにつれて、加工法自体が材料の
特性に与える影響は益々大きくなっている。このような
状況下においては、従来の機械加工のように、工具が被
加工物を物理的に破壊しながら除去していく加工法で
は、加工によって被加工物に多くの欠陥を生み出してし
まうため、被加工物の特性が劣化する。従って、いかに
材料の特性を損なうことなく加工を行うことができるか
が問題となってくる。

【０００６】この問題を解決する手段として開発された
特殊加工法に、化学研磨や電解加工、電解研磨がある。
これらの加工法は、従来の物理的な加工とは対照的に、
化学的溶解反応を起こすことによって、除去加工等を行
うものである。従って、塑性変形による加工変質層や転
位等の欠陥は発生せず、前述の材料の特性を損なわずに
加工を行うといった課題が達成される。

【０００７】電解加工として、イオン交換体を使用した
ものが開発されている。これは、被加工物の表面に、加
工電極に取付けたイオン交換体と、給電電極に取付けた
イオン交換体とを接触乃至近接させ、加工電極と給電電
極との間に電源を介して電圧を印加しつつ、加工電極及
び給電電極と被加工物との間に液体供給部から超純水等
の液体を供給して、被加工物の表面層の除去加工を行う
ようにしたものである。

【０００８】ここで、例えばイオン交換体としてカチオ
ン交換基（陽イオン交換基）を付与したカチオン交換体
を使用して銅の電解加工を行うと、銅が陽イオン交換基
に捕らえられる。このように銅による陽イオン交換基の
消費が進むと、継続的な加工が不能になる。また、イオ
ン交換体としてアニオン交換基（陰イオン交換基）を付
与したアニオン交換体を使用して銅の電解加工を行う
と、イオン交換体（アニオン交換体）の表面に銅の酸化
物の微粒子が生成されて付着し、次の処理基板の表面を
汚染するおそれがある。

【０００９】そこで、このような場合に、イオン交換体
を再生することで、これらの弊害を除去することが考え
られる。イオン交換体の再生とは、イオン交換体に捕ら
えられたイオンを、例えばカチオン交換体の場合は水素
イオンに、アニオン交換体の場合は水酸化物イオンにそ
れぞれ交換することである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】イオン交換体を使用し
たイオン交換法は、精製、分離、濃縮など様々な目的に
利用されており、イオン交換体の再生は、カチオン交換
体の場合は酸を、アニオン交換体の場合はアルカリを用
い、これらの液体にイオン交換体を浸漬させることで一
般に行われる。ここで、例えば、ナトリウムイオンのよ
うに、水素イオンとイオン選択係数が近いイオンを捕ら
えた陽イオン交換体にあっては、酸に浸漬させることに
よって非常に短時間でイオン交換体を再生することがで
きる。しかし、イオン選択係数の大きいイオンを捕らえ
たイオン交換体を酸やアルカリを使用して再生すると、
この再生速度が非常に遅い。また再生後のイオン交換体
には、薬液が高濃度に残留し、このため、イオン交換体
の洗浄が必要となり、しかも再生に用いた薬液の処理も
必要となる。

【００１１】本発明は上記に鑑みてなされたもので、イ
オン交換体を容易かつ迅速に再生することができ、しか
も再生後のイオン交換体の洗浄や廃液処理の負荷を極め
て小さくできるようにしたイオン交換体の再生方法及び
再生装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、電解加工に使用するイオン交換体を再生するにあた
り、再生に付する被処理イオン交換体を一対の電極間に
配置し、該電極間に液体を供給しつつ、電圧を印加して
前記被処理イオン交換体を再生することを特徴とするイ
オン交換体の再生方法である。これにより、イオン交換
体を固体電解質としたイオン交換反応により、イオン交
換体内に取り込んだイオンを一方向に移動させて一方の
電極近傍に集め、電極間に供給される液体の流れで、こ
の電極近傍に集めたイオンをイオン交換体から除去して
イオン交換体を再生することができる。

【００１３】図１は、カチオン交換体を再生するときの
本発明の加工原理を示す。カチオン交換体にあっては、
カチオン交換体の内部をカチオン（陽イオン）のみが電
気的に移動可能である。そこで、図１に示すように、再
生に付する被処理イオン交換体としてのカチオン交換体
３０ａを陽極３２と陰極３４からなる一対の電極で挟
み、この陽極３２と陰極３４との間に液体供給部３６か
ら液体を供給しながら、再生電源３８から電圧を印加す
る。すると、カチオン交換体（被処理イオン交換体）３
０ａの内部に加工中に取り込まれた被加工物の溶解イオ
ンＭ^＋や、加工電極の表面に堆積した被加工物由来の固
形生成物がイオンＭ^＋となって陽極３２側から陰極３４
側に向かって移動し、この陰極３４側に集められたイオ
ンＭ^＋は、陰極３４にめっきされて析出するか、一部は
液体の流れでカチオン交換体（被処理イオン交換体）３
０ａから除去される。

【００１４】なお、アニオン交換体を再生する時には、
アニオン交換体の内部をアニオン（陰イオン）のみが電
気的に移動可能であり、上記と同じ操作により、アニオ
ン交換体のアニオンを陽極側に集めて除去することがで
きる。

【００１５】請求項２に記載の発明は、前記流体は、超
純水、純水、電気伝導度が５００μＳ／ｃｍ以下の液体
または電解液であることを特徴とする請求項１記載のイ
オン交換体の再生方法である。ここで、超純水は、例え
ば電気伝導度（１ａｔｏｍ，２５℃換算値、以下同じ）
が０．１μＳ／ｃｍ以下の水で、純水は、例えば電気伝
導度が１０μＳ／ｃｍ以下の水ある。このように、液体
として、純水、より好ましくは、超純水を使用してイオ
ン交換体を再生することで、イオン交換体に不純物を残
さない清浄な再生を行うことができ、これによって、イ
オン交換体を再生した後の洗浄や廃液の処理を簡素化す
ることができる。

【００１６】また、例えば、純水または超純水に界面活
性剤等の添加剤を添加して、電気伝導度が５００μＳ／
ｃｍ以下、好ましくは、５０μＳ／ｃｍ、より好ましく
は、０．１μＳ／ｃｍ以下にした液体を使用し、液体中
に、イオンの局部的な集中を防ぐ役割を果たす添加剤を
存在させることで、イオンの局所的な集中を抑えること
ができる。電解液としては、例えば、ＮａＣｌやＮａ_２
ＳＯ_４等の中性塩、ＨＣｌやＨ_２ＳＯ_４等の酸、更に
は、アンモニア等のアルカリが使用でき、被加工物の特
性によって、適宜選択して使用すればよい。

【００１７】請求項３に記載の発明は、前記被処理イオ
ン交換体と前記電極の間に、再生用イオン交換体を更に
有することを特徴とする請求項１又は２記載のイオン交
換体の再生方法である。これにより、再生に付する被処
理イオン交換体の内部を一方向に流れたイオンが電極に
付着し、この電極に付着した固体が再生後のイオン交換
体を汚染してしまうことを防止することができる。

【００１８】ここで、前記流体を、超純水、純水、電気
伝導度が５００μＳ／ｃｍ以下の液体または電解液とし
てもよい。

【００１９】請求項４に記載の発明は、前記被処理イオ
ン交換体と前記再生用イオン交換体は、同じ極性のイオ
ン交換基を有することを特徴とする請求項３記載のイオ
ン交換体の再生方法である。このように、被処理イオン
交換体と再生用イオン交換体が同じ極性のイオン交換基
を有するようにすることで、イオンが一方のイオン交換
体から他方のイオン交換体に移動するようにすることが
できる。

【００２０】請求項５に記載の発明は、前記被処理イオ
ン交換体及び再生用イオン交換体が陽イオン交換体であ
るときは、前記被処理イオン交換体側に配置する電極は
陽極とし、前記被処理イオン交換体及び再生陽イオン交
換体が陰イオン交換体であるときは、前記被処理イオン
交換体側に配置する電極は陰極とすることを特徴とする
請求項４記載のイオン交換体の再生方法である。例え
ば、イオン交換基としてカチオン交換基を使用したカチ
オン交換体を再生する時には、このカチオン交換体（被
処理イオン交換体）が一対の電極の陽極側に、再生用イ
オン交換体が陰極側に位置するようにする。つまり、図
２に示すように、再生に付する被処理イオン交換体とし
てのカチオン交換体３０ａと再生用イオン交換体４０
を、陽極３２と陰極３４からなる一対の電極で該陽極３
２がカチオン交換体（被処理イオン交換体）３０ａ側に
位置するようにして挟み、この陽極３２と陰極３４との
間に液体供給部３６から液体を供給しながら、再生電源
３８から電圧を印加する。すると、カチオン交換体（被
処理イオン交換体）３０ａのイオンＭ^＋は、再生用イオ
ン交換体４０側に移動して、カチオン交換体（被処理イ
オン交換体）３０ａが再生される。

【００２１】一方、イオン交換基としてアニオン交換基
を使用したアニオン交換体を再生する時には、このアニ
オン交換体（被処理イオン交換体）が一対の電極の陰極
側に、再生用イオン交換体が陽極側に位置するようにす
る。つまり、図３に示すように、再生に付する被処理イ
オン交換体としてのアニオン交換体３０ｂと再生用イオ
ン交換体４０を、陽極３２と陰極３４からなる一対の電
極で該陰極３４がアニオン交換体（被処理イオン交換
体）３０ｂ側に位置するようにして挟み、この陽極３２
と陰極３４との間に液体供給部３６から液体を供給しな
がら、再生電源３８から電圧を印加する。すると、アニ
オン交換体（被処理イオン交換体）３０ｂのイオンＸ^―
は、再生用イオン交換体４０側に移動して、アニオン交
換体（被処理イオン交換体）３０ｂが再生される。

【００２２】請求項６に記載の発明は、電極板を被覆し
て電解加工するのに使用するイオン交換体を再生するイ
オン交換体の再生装置であって、再生電極を有する再生
部と、再生に付する被処理イオン交換体を前記電極板と
前記再生電極との間に位置させて前記電極板と前記再生
電極との間に電圧を印加する再生電源と、前記電極板と
前記再生電極との間に液体を供給する液体供給部とを有
することを特徴とするイオン交換体の再生装置である。
これにより、再生に付する被処理イオン交換体を電極板
と再生電極との間に位置させ、電極板と再生電極との間
に液体を供給しながら、電圧を印加することで、被処理
イオン交換体を再生することができる。

【００２３】請求項７に記載の発明は、前記流体は、超
純水、純水、電気伝導度が５００μＳ／ｃｍ以下の液体
または電解液であることを特徴とする請求項６記載のイ
オン交換体の再生装置である。

【００２４】請求項８に記載の発明は、前記被処理イオ
ン交換体と前記再生電極の間に、再生用イオン交換体を
更に有することを特徴とする請求項６又は７記載のイオ
ン交換体の再生装置である。これにより、再生に付する
被処理イオン交換体と再生用イオン交換体とを対面さ
せ、電極板と再生電極との間に液体を供給しながら、電
圧を印加することで、被処理イオン交換体を再生するこ
とができる。

【００２５】ここで、前記流体を、超純水、純水、電気
伝導度が５００μＳ／ｃｍ以下の液体または電解液とし
てもよい。請求項９に記載の発明は、前記再生用イオン
交換体は、前記被処理イオン交換体と同じ極性のイオン
交換基を有することを特徴とする請求項９または１０記
載のイオン交換体の再生装置である。請求項１０に記載
の発明は、前記被処理イオン交換体及び再生用イオン交
換体が陽イオン交換体であるときは、前記被処理イオン
交換体側に配置する電極は陽極とし、前記被処理イオン
交換体及び再生用イオン交換体が陰イオン交換体である
ときは、前記被処理イオン交換体側に配置する電極は陰
極とすることを特徴とする請求項９記載のイオン交換体
の再生装置である。

【００２６】請求項１１に記載の発明は、前記被処理イ
オン交換体または前記再生用イオン交換体の少なくとも
一方は、複数枚のイオン交換材料を積層して構成されて
いることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれかに記
載のイオン交換体の再生装置である。これにより、被処
理イオン交換体を複数枚のイオン交換材料を積層して構
成した場合には、この複数枚のイオン交換材料（被処理
イオン交換体）を同時に再生することができる。また、
再生用イオン交換体を複数枚のイオン交換材料を積層し
て構成した場合には、再生用イオン交換体の実質的なイ
オン交換容量を増大させて、より多くのイオン交換体
（被処理イオン交換体）を連続して再生することができ
る。

【００２７】請求項１２に記載の発明は、前記電極板と
前記再生電極との間に電圧を印加したときの電解電流及
び電解時間、または電気量の少なくとも一方をモニタす
るモニタ部を有することを特徴とする請求項６乃至１１
のいずれかに記載のイオン交換体の再生装置である。イ
オン交換体の再生量は、電解電流と電解時間の積、つま
り電気量で決まる。従って、電解電流及び電解時間、ま
たは電気量の少なくとも一方をモニタ部でモニタするこ
とで、再生量をコントロールして、再生の終点を検知す
ることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。なお、以下の例では、被加工物と
して基板を使用し、基板の表面に堆積させた銅を除去
（研磨）するようにした電解加工装置（電解研磨装置）
に適用した例を示しているが、基板以外にも適用でき、
更には、他の電解加工にも適用できることは勿論であ
る。

【００２９】図４乃至図７は、本発明の第１の実施の形
態のイオン交換体の再生装置を備えた電解加工装置４８
ａを示す。この電解加工装置４８ａは、水平方向に揺動
自在な揺動アーム５０の自由端に垂設されて基板Ｗを下
向き（フェイスダウン）に吸着保持する基板保持部５２
と、円板状で絶縁体からなり、例えば扇状の加工電極５
４と給電電極５６とを該加工電極５４と給電電極５６の
表面（上面）を露出させて交互に埋設し、これらの加工
電極５４と給電電極５６の表面を膜状のイオン交換体５
８で一体に覆った電極部６０と、水平方向に揺動自在な
揺動アーム６２の自由端に垂設されてイオン交換体５８
の再生を行う再生部６４から主に構成されている。

【００３０】ここに、この例では、加工電極５４と給電
電極５６とを有する電極部６０として、基板保持部５２
で保持する基板Ｗの直径よりやや大きな直径を有するも
のを使用し、電極部６０をスクロール運転させて、基板
Ｗの表面全域を同時に電解加工するようにしている。

【００３１】イオン交換体５８は、例えば、アニオン交
換能またはカチオン交換能を付与した不織布で構成され
ている。カチオン交換体は、好ましくは強酸性カチオン
交換基（スルホン酸基）を担持したものであるが、弱酸
性カチオン交換基（カルボキシル基）を担持したもので
もよい。また、アニオン交換体は、好ましくは強塩基性
アニオン交換基（４級アンモニウム基）を担持したもの
であるが、弱塩基性アニオン交換基（３級以下のアミノ
基）を担持したものでもよい。

【００３２】ここで、例えば強塩基アニオン交換能を付
与した不織布は、繊維径２０〜５０μｍで空隙率が約９
０％のポリオレフィン製の不織布に、γ線を照射した後
グラフト重合を行う所謂放射線グラフト重合法により、
グラフト鎖を導入し、次に導入したグラフト鎖をアミノ
化して第４級アンモニウム基を導入して作製される。導
入されるイオン交換基の容量は、導入するグラフト鎖の
量により決定される。グラフト重合を行うためには、例
えばアクリル酸、スチレン、メタクリル酸グリシジル、
更にはスチレンスルホン酸ナトリウム、クロロメチルス
チレン等のモノマーを用い、これらのモノマー濃度、反
応温度及び反応時間を制御することで、重合するグラフ
ト量を制御することができる。従って、グラフト重合前
の素材の重量に対し、グラフト重合後の重量の比をグラ
フト率と呼ぶが、このグラフト率は、最大で５００％が
可能であり、グラフト重合後に導入されるイオン交換基
は、最大で５ｍｅｑ／ｇが可能である。

【００３３】強酸性カチオン交換能を付与した不織布
は、前記強塩基性アニオン交換能を付与する方法と同様
に、繊維径２０〜５０μｍで空隙率が約９０％のポリオ
レフィン製の不織布に、γ線を照射した後グラフト重合
を行う所謂放射線グラフト重合法により、グラフト鎖を
導入し、次に導入したグラフト鎖を、例えば加熱した硫
酸で処理してスルホン酸基を導入して作製される。ま
た、加熱したリン酸で処理すればリン酸基が導入でき
る。ここでグラフト率は、最大で５００％が可能であ
り、グラフト重合後に導入されるイオン交換基は、最大
で５ｍｅｑ／ｇが可能である。

【００３４】なお、イオン交換体５８の素材の材質とし
ては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィ
ン系高分子、またはその他有機高分子が挙げられる。ま
た素材形態としては、不織布の他に、織布、シート、多
孔質材、短繊維、ネット等が挙げられる。

【００３５】ここで、ポリエチレンやポリプロピレン
は、放射線（γ線と電子線）を先に素材に照射する（前
照射）ことで、素材にラジカルを発生させ、次にモノマ
ーと反応させてグラフト重合することができる。これに
より、均一性が高く、不純物が少ないグラフト鎖ができ
る。一方、その他の有機高分子は、モノマーを含浸さ
せ、そこに放射線（γ線、電子線、紫外線）を照射（同
時照射）することで、ラジカル重合することができる。
この場合、均一性に欠けるが、ほとんどの素材に適用で
きる。

【００３６】このように、イオン交換体５８をアニオン
交換能またはカチオン交換能を付与した不織布で構成す
ることで、通水性があるために、純水または超純水や電
解液等の液体が不織布の内部を自由に移動して、液相中
のイオンとイオン交換体のイオン交換基の間で容易にイ
オン交換反応が行える。

【００３７】ここで、イオン交換体５８をアニオン交換
能またはカチオン交換能の一方を付与したもので構成す
ると、電解加工できる被加工材料が制限されるばかりで
なく、極性により不純物が生成しやすくなる。そこで、
イオン交換体５８を、アニオン交換能を有するアニオン
交換体とカチオン交換能を有するカチオン交換体とを同
心状に配置して一体構成としてもよい。また、アニオン
交換能を有するアニオン交換体とカチオン交換能を有す
るカチオン交換体とを重ね合わせたり、扇状に形成し
て、交互に配置したりしてもよい。更に、イオン交換体
５８自体にアニオン交換能とカチオン交換能の双方の交
換基を付与するようにしてもよい。このようなイオン交
換体としては、陰イオン交換基と陽イオン交換基を任意
に分布させて存在させた両性イオン交換体、陽イオン交
換基と陰イオン交換基を層状に存在させたバイポーラー
イオン交換体、更には陽イオン交換基が存在する部分と
陰イオン交換基が存在する部分とを厚さ方向に並列に存
在させたモザイクイオン交換体が挙げられる。なお、ア
ニオン交換能またはカチオン交換能の一方を付与したイ
オン交換体５８を、被加工材料に合わせて使い分けても
よいことは勿論である。

【００３８】基板保持部５２を揺動させる揺動アーム５
０は、上下動用モータ６６の駆動に伴ってボールねじ６
８を介して上下動し、揺動用モータ７０の駆動に伴って
回転する揺動軸７２の上端に連結されている。また、基
板保持部５２は、揺動アーム５０の自由端に取付けた自
転用モータ７４に接続され、この自転用モータ７４の駆
動に伴って回転（自転）するようになっている。

【００３９】電極部６０は、中空モータ７６に直結さ
れ、この中空モータ７６の駆動に伴って、スクロール運
転（並進回転運動）するようになっている。電極部６０
の中央部には、純水、より好ましくは超純水を供給する
純水供給部としての貫通孔６０ａが設けられている。そ
して、この貫通孔６０ａは、スクロール運転を行わせる
ために中空モータ７６の駆動軸に直結したクランク軸７
８に設けた貫通孔７８ａを介して、中空モータ７６の中
空部の内部を延びる純水供給管８０に接続されている。
純水または超純水は、この貫通孔６０ａを通して供給さ
れた後、吸水性を有するイオン交換体５８を通じて加工
面全域に供給される。

【００４０】ここで、純水は、例えば電気伝導度が１０
μＳ／ｃｍ以下の水であり、超純水は、例えば電気伝導
度が０．１μＳ／ｃｍ以下の水である。なお、純水の代
わりに電気伝導度５００μＳ／ｃｍ以下の液体や、任意
の電解液を使用してもよい。加工中に液体を供給するこ
とにより、加工生成物、気体溶解等による加工不安定性
を除去でき、均一な、再現性のよい加工が得られる。

【００４１】この例では、電極部６０の上面に複数の扇
状の電極板８２を円周方向に沿って埋設し、この電極板
８２に、コントロールボックス８４を介して、電源８６
の陰極と陽極とを交互に接続することで、電源８６の陰
極と接続した電極板８２が加工電極５４となり、陽極と
接続した電極板８２が給電電極５６となるようにしてい
る。これは、例えば銅にあっては、陰極側に電解加工作
用が生じるからであり、被加工材料によっては、陰極側
が給電電極となり、陽極側が加工電極となるようにして
もよい。つまり、被加工材料が、例えば銅、モリブデン
または鉄にあっては、陰極側に電解加工作用が生じるた
め、電源８６の陰極と接続した電極板８２が加工電極５
４となり、陽極と接続した電極板８２が給電電極５６と
なるようにする。一方、例えばアルミニウムやシリコン
にあっては、陽極側で電解加工作用が生じるため、電極
の陽極に接続した電極を加工電極となし、陰極側を給電
電極とすることができる。

【００４２】このように、加工電極５４と給電電極５６
とを電極部６０の円周方向に沿って分割して交互に設け
ることで、基板の導電体膜（被加工物）等への固定給電
部を不要となして、基板の全面の加工が可能となる。更
に、パルス状もしくは周期的に（交流）に正負を変化さ
せることで、電解生成物を溶解させ、加工の繰返しの多
重性によって平坦度を向上させることができる。

【００４３】ここで、加工電極５４及び給電電極５６
は、電解反応により、電極の酸化または溶出が一般に問
題となる。このため、この給電電極５６の素材として、
電極に広く使用されている金属や金属化合物よりも、炭
素、比較的不活性な貴金属、導電性酸化物または導電性
セラミックスを使用することが好ましい。この貴金属を
素材とした電極としては、例えば、下地の電極素材にチ
タンを用い、その表面にめっきやコーティングで白金ま
たはイリジウムを付着させ、高温で焼結して安定化と強
度を保つ処理を行ったものが挙げられる。セラミックス
製品は、一般に無機物質を原料として熱処理によって得
られ、各種の非金属・金属の酸化物・炭化物・窒化物な
どを原料として、様々な特性を持つ製品が作られてい
る。この中に導電性を持つセラミックスもある。電極が
酸化すると電極の電気抵抗値が増加し、印加電圧の上昇
を招くが、このように、白金などの酸化しにくい材料や
酸化イリジウムなどの導電性酸化物で電極表面を保護す
ることで、電極素材の酸化による電極抵抗の増大を防止
することができる。

【００４４】ここで、例えばイオン交換体５８としてカ
チオン交換基を付与したものを使用して銅の電解加工を
行うと、加工終了後に銅がイオン交換体（カチオン交換
体）５８のイオン交換基の多くを占有しており、次の加
工を行う時の加工効率が悪くなる。また、イオン交換体
５８としてアニオン交換基を付与したものを使用して銅
の電解加工を行うと、イオン交換体（アニオン交換体）
５８の表面に銅の酸化物の微粒子が生成されて付着し、
次の処理基板の表面を汚染するおそれがある。

【００４５】再生部６４は、このような場合に、イオン
交換体５８を再生して、これらの弊害を除去するための
もので、揺動用モータ８８の駆動に伴って回転する揺動
軸９０の上端に連結した揺動アーム６２の自由端に垂設
されている。この再生部６４は、再生電極保持体９４
と、この再生電極保持体９４で下向きに保持した円板状
の再生電極９６と、この再生電極９６の表面（下面）全
面を覆う再生用イオン交換体９８とを有している。この
再生電極９６は、電極部６０がスクロール運動を行って
も、電極部６０の全域を覆う大きさに設定され、更に、
揺動アーム６２の揺動に伴って、電極部６０の全面を覆
う位置に移動し、しかもこの電極部６０の全面を覆う位
置で再生用イオン交換体９８が電極部６０の加工電極５
４及び給電電極５６を構成する電極板８２を覆うイオン
交換体５８の表面（上面）に接触乃至近接するようにな
っている。

【００４６】更に、再生電極９６は、コントロールボッ
クス８４を介して、電源８６の一方の電極（例えば陰
極）と配線１００によって電気的に接続し、同時に、加
工電極５４及び給電電極５６を構成する電極板８２が電
源８６の他方の電極（例えば陽極）と電気的に接続する
ようになっており、これによって、再生電源１０２が構
成されている。

【００４７】ここに、再生用イオン交換体９８は、電極
部６０に装着した、再生に付するイオン交換体（被処理
イオン交換体）５８と同じイオン交換基を有している。
つまり、イオン交換体（被処理イオン交換体）５８とし
て、カチオン交換基を有するカチオン交換体を使用して
いれば、再生用イオン交換体９８もカチオン交換体が使
用され、イオン交換体（被処理イオン交換体）５８とし
て、アニオン交換基を有するアニオン交換体を使用して
いれば、再生用イオン交換体９８もアニオン交換体が使
用されている。

【００４８】更に、前述のように、コントロールボック
ス８４を介して電源８６の一方の電極を配線１００によ
って再生電極９６に接続し、同時に、加工電極５４及び
給電電極５６を構成する電極板８２を電源８６の他方の
電極に接続する時、再生用イオン交換体９８側の電極、
すなわち再生電極９６がイオン交換体５８，９８の極性
と逆になるように制御する。つまり、イオン交換体５
８，９８として、イオン交換基としては陽イオン交換基
を有するカチオン交換体を使用した場合には、再生電極
９６が陰極で電極板８２が陽極となり、イオン交換体５
８，９８として、アニオン交換体を使用した場合には、
再生電極９６が陽極で電極板８２が陰極となるようにす
る。

【００４９】次に、この基板処理装置による基板処理
（電解加工）及び再生処理について説明する。先ず、図
４及び図５に示すように、電解加工装置４８ａの基板保
持部５２で基板Ｗを吸着保持し、揺動アーム５０を揺動
させて基板保持部５２を電極部６０の直上方の加工位置
まで移動させる。次に、上下動用モータ６６を駆動して
基板保持部５２を下降させ、この基板保持部５２で保持
した基板Ｗを電極部６０の上面に取付けたイオン交換体
５８の表面に接触させるか、または近接させる。

【００５０】この状態で、コントロールボックス８４を
介して、加工電極５４と給電電極５６との間に電源８６
から所定の電圧を印加するとともに、基板保持部５２を
回転（自転）させ、電極部６０をスクロール運動させ
る。つまり、イオン交換体５８と電極部６０を接触もし
くは近接させ、相対運動を行わせる。また、電極部６０
はスクロールでなくても、自転型電極でもよく、更に電
極とイオン交換体のどちらか一方のみを運動させてもよ
い。同時に、貫通孔６０ａを通じて、電極部６０の下側
から該電極部６０の上面に純水または超純水を供給し、
加工電極５４及び給電電極５６と基板Ｗとの間に純水、
超純水、５００μＳ／ｃｍ以下の液体又は電解液を満た
す。これによって、電極反応およびイオン交換体内のイ
オンの移動が起こり、基板Ｗに設けられた、例えば図１
２に示す銅膜６等の電解加工を行う。ここに、純水また
は超純水がイオン交換体５８の内部を流れるようにする
ことで、効率のよい電解加工を行うことができる。

【００５１】そして、電解加工完了後、コントロールボ
ックス８４を介して、電源８６と加工電極５４及び給電
電極５６との電気的接続を切り、基板保持部５２の回転
及び電極部６０のスクロール運動を停止させる。しかる
後、基板保持部５２を上昇させ、揺動アーム５０を揺動
させて基板Ｗを次工程に搬送する。

【００５２】なお、この例では、電極部６０と基板Ｗと
の間に純水、好ましくは超純水を供給するようにした例
を示している。このように電解質を含まない純水または
超純水を使用して電解加工を行うことで、基板Ｗの表面
に電解質等の余分な不純物が付着したり、残留したりす
ることをなくすことができる。更に、電解によって溶解
した銅イオン等が、イオン交換体５８にイオン交換反応
で即座に捕捉されるため、溶解した銅イオン等が基板Ｗ
の他の部分に再度析出したり、酸化されて微粒子となり
基板Ｗの表面を汚染したりすることがない。

【００５３】超純水は、比抵抗が大きく電流が流れ難い
ため、電極と被加工物との距離を極力短くしたり、電極
と被加工物との間にイオン交換体を挟むことで電気抵抗
を低減したりしているが、さらに電解液を組み合わせる
ことで、更に電気抵抗を低減して消費電力を削減するこ
とができる。なお、電解液による加工では、被加工物の
加工される部分が加工電極よりやや広い範囲に及ぶが、
超純水とイオン交換体の組合せでは、超純水にほとんど
電流が流れないため、被加工物の加工電極とイオン交換
体が投影された範囲内のみが加工されることになる。

【００５４】また、純水または超純水の代わりに、純水
または超純水に電解質を添加した電解液を使用してもよ
い。電解液を使用することで、さらに電気抵抗を低減し
て消費電力を削減することができる。この電解液として
は、例えば、ＮａＣｌやＮａ _２ＳＯ_４等の中性塩、ＨＣ
ｌやＨ_２ＳＯ_４等の酸、更には、アンモニア等のアルカ
リなどの溶液が使用でき、被加工物の特性によって適宜
選択して使用すればよい。電解液を用いる場合は、基板
Ｗとイオン交換体５８との間に僅かの隙間を設けて非接
触とすることが好ましい。

【００５５】更に、純水または超純水の代わりに、純水
または超純水に界面活性剤等を添加して、電気伝導度が
５００μＳ／ｃｍ以下、好ましくは、５０μＳ／ｃｍ以
下、更に好ましくは、０．１μＳ／ｃｍ以下（比抵抗で
１０ＭΩ・ｃｍ以上）にした液体を使用してもよい。こ
のように、純水または超純水に界面活性剤を添加するこ
とで、基板Ｗとイオン交換体５８の界面にイオンの移動
を防ぐ一様な抑制作用を有する層を形成し、これによっ
て、イオン交換（金属の溶解）の集中を緩和して加工面
の平坦性を向上させることができる。ここで、界面活性
剤濃度は、１００ｐｐｍ以下が望ましい。なお、電気伝
導度の値があまり高いと電流効率が下がり、加工速度が
遅くなるが、５００μＳ／ｃｍ以下、好ましくは、５０
μＳ／ｃｍ以下、更に好ましくは、０．１μＳ／ｃｍ以
下の電気伝導度を有する液体を使用することで、所望の
加工速度を得ることができる。

【００５６】また、加工速度を上げるために電圧を上げ
て電流密度を大きくすると、電極と基板（被加工物）と
の間の抵抗が大きい場合では、放電が生じる場合があ
る。放電が生じると、被加工物表面にピッチングが起こ
り、加工面の均一性や平坦化が困難となる。これに対し
て、イオン交換体５８を基板Ｗに接触させると、電気抵
抗が極めて小さいことから、このような放電が生じるこ
とを防止することができる。

【００５７】次に、そして、所定時間経過後、或いは所
定の基板を処理した後等、任意の時期に電解加工に共し
たイオン交換体５８を再生する。この再生処理につい
て、図６及び図７を参照して以下説明する。先ず、基板
保持部５２を電極部６０の上方から待避させ、しかる
後、揺動アーム６２を揺動させて再生部６４を電極部６
０の上方に移動させ、これによって、電極部６０の再生
用イオン交換体９８の下面を、電極部６０の上面に装着
した、再生に付するイオン交換体（被処理イオン交換
体）５８の上面に近接乃至接触させる。

【００５８】この状態で、コントロールボックス８４を
介して、再生電極９６に電源８６の一方の電極（例えば
陰極）を接続し、加工電極５４及び給電電極５６を構成
する電極板８２に他方の電極（例えば陽極）を接続し
て、再生電極９６と電極板８２との間に電圧を印加する
とともに、電極部６０をスクロール運動させる。同時
に、貫通孔６０ａを通じて、電極部６０の下側から該電
極部６０の上面に純水または超純水を供給し、再生電極
９６と電極板８２との間に純水または超純水を満たし
て、これによって、再生に付するイオン交換体（被処理
イオン交換体）５８と再生用イオン交換体９８を純水ま
たは超純水中に浸漬させる。

【００５９】この時、前述のように、コントロールボッ
クス８４を介して、再生用イオン交換体９８側の電極、
すなわち再生電極９６がイオン交換体５８，９８の極性
と逆になるように制御する。つまり、イオン交換体５
８，９８として、カチオン交換体を使用した場合には、
再生電極９６が陰極で電極板８２が陽極となり、イオン
交換体５８，９８として、アニオン交換体を使用した場
合には、再生電極９６が陽極で電極板８２が陰極となる
ようにする。

【００６０】これによって、イオン交換体５８，９８を
固体電解質としたイオン交換反応により、被処理イオン
交換体５８のイオンを再生用イオン交換体９８の内部に
移動させて、被処理イオン交換体５８の再生を行う。こ
の時、イオン交換体５８，９８として、カチオン交換体
を使用した場合には、被処理イオン交換体５８に取り込
まれたカチオンが再生用イオン交換体９８の内部に移動
し、アニオン交換体を使用した場合には、被処理イオン
交換体５８に取り込まれたアニオンが再生用イオン交換
体９８の内部に移動して、イオン交換体５８が再生され
る。なお、この純水または超純水の代わりに、電気伝導
度が５００μＳ／ｃｍ以下の液体や電解液を使用しても
よいことは前述と同様である。

【００６１】そして、再生完了後、コントロールボック
ス８４を介して、電源８６と電極板８２及び再生電極９
６との電気的接続を切り、電極部６０のスクロール運動
を停止させる。しかる後、揺動アーム６２を揺動させて
再生部６４を元の待避位置に戻す。

【００６２】図８は、前述の電解加工装置４８ａを備え
た基板処理装置の一例を示す。図８に示すように、この
基板処理装置は、例えば、表面に導電体膜（被加工部）
としての銅膜６（図１２参照）を有する基板Ｗを収納し
たカセットを搬出入する搬出入部としての一対のロード
・アンロード部１１０と、基板Ｗを反転させる反転機１
１２及び電解加工装置４８ａが直列に配置され、搬送装
置としての搬送ロボット１１４がこれらの各機器と平行
に走行して基板Ｗの搬送と受渡しを行うようになってい
る。更に、電解加工装置４８ａによる電解加工の際に、
加工電極５４と給電電極５６との間に印加する電圧、ま
たはこの間を流れる電流、更には、再生処理の際に加工
電極５４と給電電極５６を構成する電極板８２と再生電
極９６との間に電圧を印加したときの電解電流及び電解
時間、または電気量の少なくとも一方をモニタするモニ
タ部１１６が備えられている。

【００６３】この基板処理装置によれば、例えば、表面
に導電体膜（被加工部）として銅膜６（図１２参照）を
形成した基板Ｗを収納してロード・アンロード部１１０
にセットしたカセットから、１枚の基板Ｗを搬送ロボッ
ト１１４で取出し、この基板Ｗを、必要に応じて反転機
１１２に搬送して反転させた後、電解加工装置４８ａの
基板保持部５２で吸着保持する。この状態で、前述と同
様にして、基板Ｗの電解加工を行う。

【００６４】この時、加工電極５４と給電電極５６の間
に印加する電圧、またはこの間を流れる電流をモニタ部
１１６でモニタして、エンドポイント（加工終点）を検
知する。つまり、同じ電圧（電流）を印加した状態で電
解加工を行うと、材料によって流れる電流（印加される
電圧）に違いが生じる。このため、この電流または電圧
の変化をモニタすることでエンドポイントを確実に検知
することができる。

【００６５】そして、電解加工が完了し、基板保持部５
２を上昇させ、しかる後、揺動アーム５０を揺動させて
基板Ｗを搬送ロボット１１４に受渡す。そして、搬送ロ
ボット１１４は、この基板Ｗを受取り、必要に応じて反
転機１１２に搬送して反転させた後、基板Ｗをロード・
アンロード部１１０のカセットに戻す。

【００６６】また、前述のようにして、イオン交換体５
８の再生を行うときには、加工電極５４及び給電電極５
６を構成する電極板８２と再生電極９６との間に電圧を
印加したときの電解電流及び電解時間、または電気量の
少なくとも一方をモニタ部１１６でモニタする。イオン
交換体の再生量は、電解電流と電解時間の積、つまり電
気量で決まるため、電解電流及び電解時間、または電気
量の少なくとも一方をモニタ部１１６でモニタすること
で、再生量をコントロールして、再生の終点を検知する
ことができる。

【００６７】図９及び図１０は、本発明の第２の実施の
形態のイオン交換体の再生装置を備えた電解加工装置４
８ｂを示す。この電解加工装置４８ｂは、前記実施の形
態における基板保持部５２と電極部６０の上下位置関係
を逆にして、基板Ｗの表面を上向きに保持した、いわゆ
るフェイスアップ方式を採用して基板の表面（上面）に
電解加工を行うようにしたものである。すなわち、下方
に配置された基板保持部５２は、基板Ｗをこの表面を上
向きにして載置保持し、自転用モータ７４の駆動に伴っ
て回転（自転）する。一方、加工電極５４と給電電極５
６を有し、この加工電極５４と給電電極５６をイオン交
換体５８で覆った電極部６０は、基板保持部５２の上方
に配置され、下向きにして揺動アーム５０の自由端に保
持され、中空モータ７６の駆動に伴って回転（自転）す
る。そして、電源８６から延び、コントロールボックス
８４を通過する配線は、揺動軸７２に設けられた中空部
を通ってスリップリング１２０に達し、このスリップリ
ング１２０から中空モータ７６の中空部を通って加工電
極５４と給電電極５６に給電するようになっている。な
お、図示の例では、イオン交換体５８として基板Ｗより
も大きいものを使用した例を示しているが、基板Ｗより
も小さくてもよいことは勿論である。

【００６８】そして、純水または超純水は、純水供給管
８０から供給され、電極部６０の中心部に設けられた貫
通孔６０ａを通じて基板Ｗの上方から該基板Ｗの表面
（上面）に供給される。

【００６９】この実施の形態では、図９に実線で示すよ
うに、電極部６０を下降させて、電極部６０のイオン交
換体５８を基板保持部５２で保持した基板Ｗの表面に接
触乃至近接させる。そして、基板の上面に純水または超
純水を供給しつつ、加工電極５４及び給電電極５６との
間に所定の電圧を印加し、同時に基板保持部５２と電極
部６０を回転（自転）させ、更に電極部６０を揺動させ
て、基板Ｗの表面に電解加工を施すようになっている。

【００７０】更に、基板保持部５２の側方に位置して、
電極部６０に取付けたイオン交換体５８を再生する再生
部６４が配置されている。この再生部６４は、支柱１２
２の上端に連結した再生電極保持体９４と、この再生電
極保持体９４で保持した再生電極９６と、この再生電極
９６の表面（上面）を覆う再生用イオン交換体９８を有
している。そして、図９に仮想線で示すように、揺動ア
ーム５０を揺動させて電極部６０を再生部６４の直上方
に移動させた後、下降させて、電極部６０に装着した、
再生に付するイオン交換体（被処理イオン交換体）５８
を再生部６４の再生用イオン交換体９８に近接乃至接触
させる。そして、電極部６０を回転（自転）させ、必要
に応じて揺動させながら、加工電極５４及び給電電極５
６を構成する電極板８２と再生電極９６との間に再生電
源１０２から所定の電圧を印加することで、イオン交換
体（被処理イオン交換体）５８を再生するようになって
いる。この再生後のイオン交換体５８は、例えば超純水
でリンスされる。

【００７１】図１１は、本発明の第３の実施の形態のイ
オン交換体の再生装置を備えた電解加工装置４８ｃを示
す。この電解加工装置４８ｃの前記図９及び図１０に示
す例と異なる点は、イオン交換体５８を、例えば、一対
の強酸性カチオン交換繊維１３０，１３２と、この強酸
性カチオン交換繊維１３０，１３２に挟まれた強酸性カ
チオン交換膜１３４との３層構造とした点である。その
他の構成は、図９及び図１０に示す例と同様である。な
お、イオン交換体５８を構成するイオン交換材料とし
て、任意のものを使用することができ、また積層数は、
３層に限定されないことは勿論である。

【００７２】このように、イオン交換体５８を、不織
布、織布、多孔膜等のイオン交換材料を複数枚重ねた多
層構造とすることで、イオン交換体５８の持つトータル
のイオン交換容量を増加させ、例えば、銅の除去（研
磨）加工を行う際に、酸化物の発生を抑制して、酸化物
が加工レートに影響することを防止することができる。
多層構造を用いなくても、単層でも厚いイオン交換体を
用いてイオン交換容量を増やしてもよい。つまり、イオ
ン交換体のトータルのイオン交換容量が除去加工の段階
で取り込まれる銅イオンの量よりも小さい場合には、酸
化物がイオン交換体の表面もしくは内部に生成されてし
まい、加工レートに影響を及ぼす。この原因としては、
イオン交換体のイオン交換基の量が影響し、容量以上の
銅イオンは酸化物となると考えられる。このため、イオ
ン交換体を、イオン交換材料を複数枚重ねた多層構造と
して、トータルのイオン交換容量を高めることで、酸化
物の発生を抑制することができる。なお、イオン交換体
を再生して、イオン交換体内への銅イオン等の蓄積を抑
えることによっても、酸化物の発生を抑制することがで
きる。

【００７３】この例にあっては、図９及び図１０に示す
例と同様に、多層構造のイオン交換体５８を任意の時期
に再生部６４で再生するのであるが、この時、強酸性カ
チオン交換繊維１３０，１３２及び強酸性カチオン交換
膜１３４等のイオン交換体５８を構成する複数のイオン
交換材料を同時に再生することができる。

【００７４】なお、この各例では、 被処理イオン交換
体を複数枚のイオン交換材料を積層した多層構造とした
例を示しているが、再生用イオン交換体を複数枚のイオ
ン交換材料を積層した多層構造としてもよい。このよう
に、再生用イオン交換体を多層構造とすることで、再生
用イオン交換体の実質的なイオン交換容量を増大させ
て、より多くのイオン交換体（被処理イオン交換体）を
連続して再生することができる。

【００７５】また、前記各例では、電解加工の際に基板
とイオン交換体との間に液体を供給する液体供給部が、
一対の電極間に液体を供給して、被処理イオン交換体と
再生用イオン交換体を液体に浸す液体供給部を兼用した
例を示しているが、これらの液体供給部を別々に設けて
もよい。更に、再生部として再生用イオン交換体を備
え、再生の際に被処理イオン交換体のイオンを再生イオ
ン交換体の内部に移動させることで、移動したイオンが
移動した先の電極に付着し、この電極に付着した固体が
再生後のイオン交換体を汚染してしまうことを防止する
ようにしているが、この再生用イオン交換体を省略する
ようにしてもよい。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電気化学的作用によって、イオン交換体を容易かつ迅速
に再生して、例えば電解加工等を継続的に行うことがで
きる。しかも、超純水のみを使用してのイオン交換体の
再生が可能であり、これにより、イオン交換体の汚染や
洗浄への負荷、廃液処理の負荷を極めて小さくすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一対の電極間に被処理イオン交換体を
配置して該イオン交換体を再生するときの原理の説明に
付する図である。

【図２】本発明の一対の電極間に被処理イオン交換体
（アニオン交換体）と再生用イオン交換体を配置して該
イオン交換体を再生するときの原理の説明に付する図で
ある。

【図３】本発明の一対の電極間に被処理イオン交換体
（カチオン交換体）と再生用イオン交換体を配置して該
イオン交換体を再生するときの原理の説明に付する図で
ある。

【図４】本発明の第１の実施の形態のイオン交換体の再
生装置を備えた電解加工装置の加工時における断面図で
ある。

【図５】図４の平面図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態のイオン交換体の再
生装置を備えた電解加工装置のイオン交換体の再生時に
おける断面図である。

【図７】図６の平面図である。

【図８】図４乃至図７に示す電解加工装置を備えた基板
処置装置の配置図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態のイオン交換体の再
生装置を備えた電解加工装置を、加工時は実線で、再生
時は仮想線で示す断面図である。

【図１０】図９の平面図である。

【図１１】本発明の第３の実施の形態のイオン交換体の
再生装置を備えた電解加工装置の要部を示す断面図であ
る。

【図１２】銅配線を形成する例を工程順に示す図であ
る。

【符号の説明】

１２ａ，１２ｂ イオン交換体 １４ 加工電極 １６ 給電電極 ２２ 水酸化物イオン ２４ 水素イオン ３０ｂ アニオン交換体（被処理イオン交換体） ３０ａ カチオン交換体（被処理イオン交換体） ３２ 陽極 ３４ 陰極 ３６ 液体供給部 ３８ 再生電源 ４０ 再生用イオン交換体 ４８ａ，４８ｂ，４８ｃ 電解加工装置 ５２ 基板保持部 ５４ 加工電極 ５６ 給電電極 ５８ イオン交換体（被処理イオン交換体） ６０ 電極部 ６４ 再生部 ８０ 純水供給管 ８２ 電極板 ８４ コントロールボックス ８６ 電源 ９４ 再生電極保持体 ９６ 再生電極 ９８ 再生用イオン交換体 １０２ 再生電源 １１０ ロード・アンロード部 １１４ 搬送ロボット １１６ モニタ部 １２０ スリップリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 槙田 裕司 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 山田 かおる 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 白樫 充彦 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 當間 康 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 小畠 厳貴 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 粂川 正行 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 安田 穂積 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解加工に使用するイオン交換体を再生
   するにあたり、 再生に付する被処理イオン交換体を一対の電極間に配置
   し、 該電極間に液体を供給しつつ、電圧を印加して前記被処
   理イオン交換体を再生することを特徴とするイオン交換
   体の再生方法。
2. 【請求項２】 前記流体は、超純水、純水、電気伝導度
   が５００μＳ／ｃｍ以下の液体または電解液であること
   を特徴とする請求項１記載のイオン交換体の再生方法。
3. 【請求項３】 前記被処理イオン交換体と前記電極の間
   に、再生用イオン交換体を更に有することを特徴とする
   請求項１又は２記載のイオン交換体の再生方法。
4. 【請求項４】 前記被処理イオン交換体と前記再生用イ
   オン交換体は、同じ極性のイオン交換基を有することを
   特徴とする請求項３記載のイオン交換体の再生方法。
5. 【請求項５】 前記被処理イオン交換体及び再生用イオ
   ン交換体が陽イオン交換体であるときは、前記被処理イ
   オン交換体側に配置する電極は陽極とし、前記被処理イ
   オン交換体及び再生陽イオン交換体が陰イオン交換体で
   あるときは、前記被処理イオン交換体側に配置する電極
   は陰極とすることを特徴とする請求項４記載のイオン交
   換体の再生方法。
6. 【請求項６】 電極板を被覆して電解加工するのに使用
   するイオン交換体を再生するイオン交換体の再生装置で
   あって、 再生電極を有する再生部と、 再生に付する被処理イオン交換体を前記電極板と前記再
   生電極との間に位置させて前記電極板と前記再生電極と
   の間に電圧を印加する再生電源と、 前記電極板と前記再生電極との間に液体を供給する液体
   供給部を有することを特徴とするイオン交換体の再生装
   置。
7. 【請求項７】 前記流体は、超純水、純水、電気伝導度
   が５００μＳ／ｃｍ以下の液体または電解液であること
   を特徴とする請求項６記載のイオン交換体の再生装置。
8. 【請求項８】 前記被処理イオン交換体と前記再生電極
   の間に、再生用イオン交換体を更に有することを特徴と
   する請求項６又は７記載のイオン交換体の再生装置。
9. 【請求項９】 前記再生用イオン交換体は、前記被処理
   イオン交換体と同じ極性のイオン交換基を有することを
   特徴とする請求項８記載のイオン交換体の再生装置。
10. 【請求項１０】 前記被処理イオン交換体及び再生用イ
    オン交換体が陽イオン交換体であるときは、前記被処理
    イオン交換体側に配置する電極は陽極とし、前記被処理
    イオン交換体及び再生用イオン交換体が陰イオン交換体
    であるときは、前記被処理イオン交換体側に配置する電
    極は陰極とすることを特徴とする請求項９記載のイオン
    交換体の再生装置。
11. 【請求項１１】 前記被処理イオン交換体または前記再
    生用イオン交換体の少なくとも一方は、複数枚のイオン
    交換材料を積層して構成されていることを特徴とする請
    求項６乃至１０のいずれかに記載のイオン交換体の再生
    装置。
12. 【請求項１２】 前記電極板と前記再生電極との間に電
    圧を印加したときの電解電流及び電解時間、または電気
    量の少なくとも一方をモニタするモニタ部を有すること
    を特徴とする請求項６乃至１１のいずれかに記載のイオ
    ン交換体の再生装置。