JP2006009132A - カソード電極組立体、カソード電極装置、及び、メッキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた結合強度を有し、且、取り外し容易な結合構造を有するカソード電極組立体、カソード電極装置、及び、これらを用いたメッキ装置を提供する。
【解決手段】カソード電極部材１は、枠部１０と、通孔部１３と、結合用孔１５とを含む。第１の補助電極部材２１は、枠部２１０と、通孔部２１３と、結合用孔２１５とを含む。カソード電極部材１と、第１の補助電極部材２１とは、他面１２が一面２１１に隣接して重ねられている。また、通孔部１３は通孔部２１３に連続し、結合用孔１５は結合用孔２１５に連続している。第１の結合部材３１は、結合用孔１５、２１５を連続して貫通している。第２の結合部材３２は、第１の結合部材３１と組み合わされ、第１の結合部材３１とともに、カソード電極部材１、第１の補助電極部材２１を一体的に挟持する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、各種電子部品用基板、ＩＣ用ウエハ、薄膜磁気ヘッド用ウエハ等にメッキを施すのに好適なカソード電極組立体、カソード電極装置、及び、これらを用いたメッキ装置に関する。

各種電子部品用基板、ＩＣ用ウエハ、薄膜磁気ヘッド用ウエハ等において、被メッキ物であるウエハ上の限られたメッキ形成面内にメッキ膜を形成する方式としては、フレームメッキ方式、及び、パターンメッキ方式がある。

フレームメッキ方式を用いたメッキ装置では、ウエハ上のメッキ形成面に、フォトリソグラフィ等の高精度パターン形成技術によってレジストフレームを形成しておき、レジストフレームによって覆われていない領域内に必要なメッキを電着させる。また、パターンメッキ方式を用いたメッキ装置では、ウエハ上のメッキ形成面のほぼ全面をレジスト膜によって覆い、レジスト膜にメッキのための孔状パターンを開け、この孔状パターンの部分にメッキを電着させる。

このようなフレームメッキ方式のメッキ装置と、パターンメッキ方式のメッキ装置とは、構造的に若干異なる点はあるが、いずれにおいてもカソード電極装置を有する点で共通する。従来のこの種のカソード電極装置として、例えば、特許文献１は、ホルダと、カソード電極組立体とを有するカソード電極装置を開示している。ホルダは、通孔部を有し、通孔部が、電極組立体用受部と、受部に連なる被メッキ物用挿入孔部とを有しており、カソード電極組立体は、導電板と、パターン形成部材とを含み、受部内に配置されており、導電板は、通孔部を有するリング状であって、内径側の周辺部が挿入孔部の内部に突出しており、パターン形成部材は、通孔部を有するリング状であって、導電板の上に重ねられ、通孔部が導電板の通孔部とは異なるパターンを有する。

また、特許文献２は、カソード電極組立体を有するカソード電極装置を開示している。カソード電極組立体は、第１のカソード電極部材と、絶縁部材と、第２のカソード電極部材とを含む。第１のカソード電極部材は、枠部によって囲まれた孔を有し、枠部の一面に被メッキ物接触面を有しており、絶縁部材は、枠部によって囲まれた孔を有し、枠部の一面が第１のカソード電極部材の他面に隣接し、かつ、孔が第１のカソード電極部材の孔に重なる関係で、第１のカソード電極部材の他面上に重ねられており、第２のカソード電極部材は、枠部によって囲まれた孔を有し、枠部の一面が絶縁部材の他面に隣接し、かつ、孔が絶縁部材の孔に重なる関係で、絶縁部材の他面上に重ねられ、導電材料でなる結合具により第１のカソード電極部材と電気的に導通されており、第２のカソード電極部材の孔の最小孔径は、絶縁部材の孔の最小孔径よりも大きい。

ところで、上述した特許文献１及び２の記載された技術において、カソード電極装置を用いて行われるメッキ処理では、ウエハ上のメッキ形成面領域以外にも、メッキ液が接触する部分にはメッキ膜が形成される。例えば、カソード電極部材の一面には、メッキ膜が不可避的に形成される。一面に一定量以上のメッキが付着したカソード電極部材を用いてメッキ膜形成を行った場合には、メッキ膜の膜厚分布の悪化、及び、メッキ組成の変動などの問題が生じるため、複数回のメッキ処理に用いられたカソード電極装置は、適宜交換することが好ましい。

しかし、従来のメッキ装置に用いられているカソード電極装置は、カソード電極部材が、その一面から他面に貫通する止めビスを用いてホルダに結合されている。従って、カソード電極部材の一面にメッキ膜が形成されてしまうと、止めネジのネジ溝がメッキ膜により被覆されてしまい、止め螺子を操作し、カソード電極部材を交換することが困難であった。

また、従来、一面にメッキ膜が形成されたカソード電極部材を交換するためには、まず、硝酸を使用してメッキ膜を除去する作業が行われている。このようなメッキ膜の除去作業は、本来、カソード電極部材を交換し、又は廃棄すために取り外すという作業目的に鑑みると、非効率的、且、非経済的である。

カソード電極部材は、メッキ処理において陰極として機能するとともに、押し上げ装置により押し上げられるウエハを確実に固定し、メッキ下地膜と、カソード電極との接触界面から、メッキ液が漏出することを防止する機能を有する。従来、上述した止めビスによる結合方法以外に、複数回のメッキ処理後にカソード電極と、ホルダとを取り外し可能であって、且、優れた結合強度を有する結合構造が開示されていなかった。
特開平５−１２５５９６号公報 特許第３２５７６６７号公報

本発明の課題は、優れた結合強度を有するとともに、取り外し容易な結合構造を有するカソード電極組立体、カソード電極装置、及び、これらを用いたメッキ装置を提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明に係るカソード電極組立体は、カソード電極部材と、補助電極部材と、結合具とを含む。カソード電極部材は、枠状体であって、通孔部と、結合用孔とを含む。通孔部は、枠部によって囲まれている。結合用孔は、枠部に備えられた貫通孔であって、枠部を一面から他面に貫通している。補助電極部材は、枠状体であって、通孔部と、結合用孔とを含む。通孔部は、枠部によって囲まれており、カソード電極部材の通孔部より大径の孔部分を含んでいる。結合用孔は、枠部に備えられた貫通孔であって、枠部を一面から他面に貫通している。カソード電極部材と、補助電極部材とは、カソード電極部材の他面が、補助電極部材の一面に隣接して重ねられている。カソード電極部材の通孔部は、補助電極部材の通孔部に連続している。カソード電極部材の結合用孔は、補助電極部材の結合用孔に連続している。結合具は、第１の結合部材と、第２の結合部材とを含む。第１の結合部材は、カソード電極部材の結合用孔と、補助電極部材の結合用孔とを連続して貫通している。第２の結合部材は、第１の結合部材と組み合わされ、前記第１の結合部材とともに、カソード電極部材と、補助電極部材とを一体的に挟持する。

上述したカソード電極組立体は、ホルダと組み合わされてカソード電極装置として用いられる。即ち、本発明に係るカソード電極装置は、ホルダと、カソード電極組立体と、結合具とを含む。ホルダは、通孔部と、連結用孔とを有している。通孔部は、カソード電極組立体用受部と、受部に連なる被メッキ物用挿入孔部とを有している。連結用孔は、受部に備えられるとともに、受部を一面から他面に貫通している。カソード電極組立体は、受部に配置されている。連結具は、受部の他面に備えられるとともに、挿入端がホルダの連結用孔を貫通して、補助電極部材の固定用孔に入ることにより、カソード電極組立体と、ホルダとを連結固定している。

さらに、上述したカソード電極装置は、メッキ槽と、カソード電極装置と、アノード電極装置と、組み合わせてメッキ装置に用いられる。メッキ槽は、メッキ液を収納している。カソード電極装置は、カソード電極組立体を構成するカソード電極部材の枠部の他面に対し、メッキ槽の外部から被メッキ物を接触させ得るように、メッキ槽に取り付けられる。アノード電極装置は、アノード電極部材を有し、アノード電極部材がカソード電極装置と対向している。カソード電極装置、及び、アノード電極装置は、メッキ槽内のメッキ液を介して、ウエハ上に支持される被メッキ物にメッキ膜を形成するための電気回路を構成する。

本発明に係るメッキ装置は、上述したカソード電極装置と、アノード電極装置と、メッキ槽とを含む。カソード電極装置は、上述したカソード電極組立体を含む。カソード電極装置及びアノード電極装置は、メッキ槽内のメッキ液を介して、メッキ膜形成のための電気回路を構成する。従って、本発明に係るメッキ装置を用いてメッキ処理を実行した場合、電気力線は、メッキ液を通してアノード電極部材からカソード電極部材に向かい、カソード電極部材と等電位に保たれた被メッキ物のメッキ形成面（導電面）に、所要のメッキ膜が施される。

上述したメッキ装置において、カソード電極装置に用いられている電極組立体は、カソード電極部材と、補助電極部材と、結合具とを含む。カソード電極部材は、枠状体であって、通孔部を含む。カソード電極部材の通孔部は、枠部によって囲まれている。補助電極部材は、枠状体であって、通孔部を含む。カソード電極部材と、補助電極部材とは、カソード電極部材の他面が、補助電極部材の一面に隣接して重ねられている。カソード電極部材の通孔部は、補助電極部材の通孔部に連続している。従って、上述したカソード電極組立体をカソード電極装置、及び、これらを含むメッキ装置に用いた場合において、連続する通孔部を通じて被メッキ物をカソード電極部材に案内することができる。

補助電極部材の通孔部は、カソード電極部材の通孔部より大径の孔部分を含んでおり、補助電極部材の通孔部の内周縁は、カソード電極部材の通孔部の内周縁との孔径差に起因するギャップの分だけ、外側に後退させた位置に配置される。このような構造によれば、連続する通孔部を通じて案内された被メッキ物を、前記ギャップにより生じる段差を利用して補助電極部材の通孔部に安定して配置することができるとともに、被メッキ物のメッキ形成面をカソード電極部材の枠部の他面と導通させることができる。

被メッキ物は、前記ギャップにより生じる段差を利用して補助電極部材の通孔部に配置されているから、メッキ処理中の被メッキ物の設置姿勢が安定する。

カソード電極部材は、枠状体であって、結合用孔を含む。カソード電極部材の結合用孔は、枠部に備えられた貫通孔であって、枠部を一面から他面に貫通している。補助電極部材は、枠状体であって、結合用孔を含む。補助電極部材の結合用孔は、枠部に備えられた貫通孔であって、枠部を一面から他面に貫通している。カソード電極部材と、補助電極部材とは、カソード電極部材の他面が、補助電極部材の一面に隣接して重ねられている。カソード電極部材の結合用孔は、補助電極部材の結合用孔に連続している。

結合具は、第１の結合部材と、第２の結合部材とを含む。第１の結合部材は、カソード電極部材の結合用孔と、補助電極部材の結合用孔とを連続して貫通している。第２の結合部材は、第１の結合部材と組み合わされ、前記第１の結合部材とともに、カソード電極部材と、補助電極部材とを一体的に挟持する。

上述したカソード電極組立体の結合構造によると、メッキ処理において、カソード電極一面がメッキ膜により被覆されてしまったとしても、第２の結合具を操作することにより、容易にカソード電極組立体を分解し、補助電極部材の一面に取り付けられたカソード電極部材を交換することができる。

また、本発明に係る結合具の結合構造によると、結合具は、第１の結合部材と、第２の結合部材とを含み、第２の結合部材は、第１の結合部材と組み合わされ、カソード電極部材と、補助電極部材とを一体的に挟持するから、使用時には優れた結合強度を有するとともに、複数回のメッキ処理を経た後であっても取り外しが容易であるカソード電極組立体を提供することできる。

本発明の好ましい実施の形態において、結合具は、ボルトと、ナットとを含む。ボルトは、カソード電極部材と、補助電極部材とのそれぞれに備えられ、且、連続する結合用孔を貫通している。ナットは、ボルトと組み合わされ、カソード電極部材と、補助電極部材とを一体的に挟持する。この構成によると、カソード電極組立体は、優れた結合強度を有するとともに、カソード電極部材の取り外し作業を容易に実行することができる。

本発明の好ましい実施の形態において、補助電極部材は、第１の補助電極部材と、第２の補助電極部材とを含む。第１の補助電極部材は、枠状体であって、通孔部を含む。第２の補助電極部材は、枠状体であって、通孔部を含む。それぞれの通孔部は、枠部によって囲まれている。カソード電極部材と、第１の補助電極部材とは、カソード電極部材の他面が、第１の補助電極部材の一面に隣接して重ねられている。カソード電極部材の通孔部は、第１の補助電極部材の通孔部に連続している。第１の補助電極部材と、第２の補助電極部材とは、第１の補助電極部材の他面が、第２の補助電極部材の一面に隣接して重ねられている。第１の補助電極部材の通孔部は、第２の補助電極部材の通孔部に連続している。

従って、上述したカソード電極組立体をカソード電極装置、及び、これらを含むメッキ装置に用いた場合において、連続する通孔部を通じて被メッキ物をカソード電極部材に案内することができる。

第２の補助電極部材の通孔部は、第１の補助電極部材の通孔部より大径の孔部分を含んでいる。従って、第２の補助電極部材の内周縁は、第１の補助電極部材の内周縁から、両者の孔径差に起因するギャップの分だけ、外側に後退させた位置に配置される。このような構造によれば、連続する通孔部を通じて案内された被メッキ物を、ギャップにより生じる段差を利用して第２の補助電極部材の通孔部に安定して配置することができる。

カソード電極部材の結合用孔は、第１の補助電極部材の結合用孔に連続している。第１の補助電極部材の結合用孔は、第２の補助電極部材の結合用孔に連続している。結合具は、第１の結合部材と、第２の結合部材とを含む。第１の結合部材は、カソード電極部材の結合用孔と、第１の補助電極部材の結合用孔と、第２の補助電極部材の結合用孔とを連続して貫通している。第２の結合部材は、第１の結合部材と組み合わされ、第１の結合部材とともに、カソード電極部材と、第１の補助電極部材と、第２の補助電極部材とを一体的に挟持する。上述したカソード電極組立体の結合構造によると、メッキ処理において、カソード電極部材の一面がメッキ膜により被覆されてしまったとしても、第２の結合具を操作することにより、容易にカソード電極組立体を分解し、第１の補助電極部材の一面に取り付けられたカソード電極部材を交換することができる。

また、本発明に係る結合具の結合構造によると、使用時には優れた結合強度を有するとともに、複数回のメッキ処理を経た後であっても取り外しが容易であるカソード電極組立体を提供することできる。

本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付図面は、単に、例示に過ぎない。

以上述べたように、本発明によれば、優れた結合強度を有するとともに、取り外し容易な結合構造を有するカソード電極組立体、カソード電極装置、及び、これらを用いたメッキ装置を提供することができる。

図１は本発明に係るカソード電極組立体の一実施形態を示す斜視図、図２は図１の２−２線に沿った正面断面図、図３は図１及び図２に示すカソード電極組立体の分解構造を示す斜視図である。図１乃至図３を参照すると、本発明の一実施の形態に係るカソード電極組立体は、カソード電極部材１と、補助電極部材２と、結合具３とを含む。

カソード電極部材１は、枠部１０を有する枠状体であって、好ましくは銅板等の導電材料を用いて構成される。カソード電極部材１は、通孔部１３と、結合用孔１５とを含む。

通孔部１３は、枠部１０によって囲まれており、最大孔径Ｄ１を有する。結合用孔１５は、枠部１０に備えられた貫通孔であって、枠部１０を一面１１（図において上面）から他面１２（図において下面）に貫通している。

図１乃至図３に示す本発明の一実施の形態に係るカソード電極装置において、補助電極部材２は、好ましくは第１の補助電極部材２１と、第２の補助電極部材２２とを有する。但し、補助電極部材２は、第１の補助電極部材２１のみであってもよいし、３つ以上の複数の補助電極部材を有することもできる。

第１の補助電極部材２１は、枠部２１０を有する枠状体であって、好ましくは銅板等の導電材料を用いて構成される。第１の補助電極部材２１は、通孔部２１３と、結合用孔２１５とを含む。通孔部２１３は、枠部２１０によって囲まれている。通孔部２１３の最大孔径Ｄ２１は、好ましくはカソード電極部材１に備えられた通孔部１３の最大孔径Ｄ１とほぼ同じである。結合用孔２１５は、枠部２１０に備えられた貫通孔であって、枠部２１０を一面２１１から他面２１２に貫通している。枠部２１０の他面２１２は、被メッキ物と接触する接触面として機能する。

第２の補助電極部材２２は、枠部２２０を有する枠状体であって、好ましくは銅板等の導電材料を用いて構成される。第２の補助電極部材２２は、通孔部２２３と、結合用孔２２５とを含む。通孔部２２３は、枠部２２０によって囲まれており、第１の補助電極部材２１の通孔部２１３より大径の孔部分Ｄ２２を含んでいる。結合用孔２２５は、枠部２２０に備えられた貫通孔であって、枠部２２０を一面２２１から他面２２２に貫通している。さらに第２の補助電極部材２２は、固定用孔２２６を有する。固定用孔２２６は、枠部２２０の他面２２２に開口する。

カソード電極部材１と、第１の補助電極部材２１とは、カソード電極部材１の他面１２が、第１の補助電極部材２１の一面２１１に隣接して重ねられている。上述した配置状態において、カソード電極部材１の通孔部１３は、第１の補助電極部材２１の通孔部２１３に同軸状に連続している。同様に、カソード電極部材１の結合用孔１５は、第１の補助電極部材２１の結合用孔２１５に同軸状に連続している。

さらに、第１の補助電極部材２１と、第２の補助電極部材２２とは、第１の補助電極部材２１の他面２１２が、第２の補助電極部材２２の一面２２１に隣接して重ねられている。上述した配置状態において、第１の補助電極部材２１の通孔部２１３は、第２の補助電極部材２２の通孔部２２３に同軸状に連続している。同様に第１の補助電極部材２１の結合用孔２１５は、第２の補助電極部材２２の結合用孔２２５に同軸状に連続している。

上述したカソード電極部材１と、第１の補助電極部材２１と、第２の補助電極部材２２との配置関係おいて、第１の補助電極部材２１に設けられた通孔部２１３の最大孔径Ｄ２１は、カソード電極部材１に備えられた通孔部１３の最大孔径Ｄ１とほぼ同じであり、且、第２の補助電極部材２２の通孔部２２３は、第１の補助電極部材２１の通孔部２１３より大径の孔部分Ｄ２２を含んでいる。従って、通孔部２２３の内周縁２２４は、通孔部２１３の最大孔径Ｄ２１の内周縁２１４、及び、通孔部１３の最大孔径Ｄ１の内周縁１４から、両者の最大孔径差（Ｄ２２−Ｄ１）／２、又は、（Ｄ２２−Ｄ２１）／２、に起因するギャップｇの分だけ、外側に後退させた位置に配置される。ギャップｇの寸法は、０．５〜２ｍｍの範囲、好ましくは約１ｍｍで設定することができる。

なお、図１乃至図３とは異なり、通孔部２１３の最大孔径Ｄ２１の寸法が、通孔部１３の最大孔径Ｄ１より小さい場合においては、通孔部２２３の内周縁２２４は、通孔部２１３の最大孔径Ｄ２１の内周縁２１４の最大孔径差（Ｄ２２−Ｄ２１）／２に起因するギャップｇの分だけ、外側に後退させた位置に配置される。

結合具３は、第１の結合部材３１と、第２の結合部材３２とを含む。第１の結合部材３１は、カソード電極部材１の結合用孔１５と、第１の補助電極部材２１の結合用孔２１５と、第２の補助電極部材２２の結合用孔２２５とを連続して貫通している。

第２の結合部材３２は、第１の結合部材３１と組み合わされ、第１の結合部材３１とともに、カソード電極部材１と、第１の補助電極部材２１と、第２の補助電極部材２２とを一体的に挟持する。図１乃至図３に示すカソード電極組立体において、結合具３は、第１の結合部材３１がボルト３１であり、第２の結合部材３２がナット３２である。従って、ボルト３１は、カソード電極部材１の結合用孔１５と、第１の補助電極部材２１の結合用孔２１５と、第２の補助電極部材２２の結合用孔２２５とを連続して貫通している。ナット３２は、ボルト３１と組み合わされ、ボルト３１とともにカソード電極部材１と、補助電極部材２とを一体的に挟持する。

結合具３は、好ましくはステンレススチールまたはチタン等の導電材料で構成されており、この結合具３により、カソード電極部材１と、第１の補助電極部材２１と、第２の補助電極部材２２とが電気的に導通される。

上述したカソード電極組立体は、ホルダと組み合わされてカソード電極装置を構成する。次に、図１乃至図３に示したカソード電極組立体を用いたカソード電極装置について説明する。図４は本発明に係るカソード電極装置の一実施形態について分解構造を示す斜視図、図５は図４に示すカソード電極装置の一実施形態について内部結合構造を示す正面断面図、図６は図４に示すカソード電極装置の一実施形態について内部結合構造を示す正面断面図である。

図４乃至図６に示した本発明の一実施例に係るカソード電極装置４０は、ホルダ４１と、カソード電極組立体１００と、連結具４５とを含む。

ホルダ４１は、弗素樹脂のポリ四弗化エチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）または塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）等の電気絶縁材料で構成され、軸方向の両端側を開口させた通孔部４２と、連結用孔４３とを有する。

通孔部４２は、カソード電極組立体用受部４２１と、被メッキ物用挿入孔部４２２とを有している。図４乃至図６に示した受部４２１は、表面に環状溝を有し、通孔部４２を通じて収納されたカソード電極組立体１００を、溝内部に保持する。被メッキ物用挿入孔部４２２は、受部４２１に連なる。

連結用孔４３は、受部４２１の環状溝の底面に備えられるとともに、受部４２１を一面４１１から他面４１２の方向に貫通する。即ち、通孔部４２は、受部４２１と、被メッキ物用挿入孔部４２２とを有し、受部４２１の内部に電極組立体１００を収納すると共に、被メッキ物用挿入孔部４２２にウエハを挿入し得るようになっている。

ホルダ４１は、好ましくは、つば部４１３と、Ｏリング４４とを有する。つば部４１３は、ホルダ４１の一端表面側にリング溝４１４を有する。Ｏリング４４は、弾性材料を含む平面環状パッキンであり、リング溝４１４の内部に配置されている。

カソード電極組立体１００は、図１乃至図３に示したものでなり、受部４２１の一面４１１に配置されている。

連結具４５は、受部４２１の他面４１２に備えられており、且、挿入端４５１がホルダ４１の連結用孔４３を貫通するとともに、第２の補助電極部材２２の固定用孔２２６に入ることにより、カソード電極組立体１００と、ホルダ４１とを連結固定する。連結具４５は、ステンレススチールまたはチタン等の導電材料で構成されたネジ等であり、電極組立体１００をホルダ４１の段面に締付け固定する。

図７は、本発明に係るメッキ装置の一実施形態について一部を省略して示す正面断面図である。図７を参照すると、本発明の一実施の形態に係るメッキ装置は、メッキ槽５０と、カソード電極装置４０と、アノード電極装置６０と、ウエハ８０と、電源装置９２と、押上装置９１とを含む。

メッキ槽５０は、メッキ液５３を収納している。メッキ液５３は、得ようとするメッキ膜５３０に応じた液組成が選択される。

カソード電極装置４０は、図４乃至図６に示したものでなり、さらにリード導体２２７を含む。リード導体２２７は、一端がカソード電極組立体１００の第２の補助電極部材２２に結合されている。

図７に示すメッキ装置において、カソード電極装置４０は、ホルダ４１の一面４１１の側がメッキ浴となるとともに、カソード電極組立体１００を構成する第１の補助電極部材２１の他面２１２に対し、メッキ槽５０の外部からウエハ８０を接触させ得るように、メッキ槽５０に取り付けられている。

アノード電極装置６０は、アノード電極部材６１が、メッキ液５３を介してカソード電極装置４０と対向して配置されている。アノード電極部材６１はメッキ槽５０に取り付けられた支持電極装置７０によって支持されている。

被メッキ物となるウエハ８０は、例えば各種電子部品用基板、ＩＣ用ウエハまたは薄膜磁気ヘッド用ウエハであり、好ましくは一面側にメッキ用下地膜を有するメッキ形成面８１（導電面）を含む。ウエハ８０は押上装置９１によって押し上げられ、メッキ形成面８１が第１の補助電極部材２１に密着されている。上述した構成により、カソード電極装置４０を、メッキ槽５０の底部５１に案内した場合に、メッキ液５３が、メッキ形成面８１と、第１の補助電極部材２１との接触界面から漏出するのを防止することができる。

また、カソード電極装置４０は、ホルダ４１のつば部４１３にリング溝４１４を有するとともに、リング溝４１４にＯリング４４が配置されている。上述した構成により、カソード電極装置４０を、メッキ槽５０の底部５１に案内した場合に、メッキ液５３が、メッキ槽５０と、カソード電極装置４０との接触界面から漏出するのを防止することができる。

電源装置９２はカソード電極装置４０と、アノード電極装置６０との間に接続され、両者間に直流電圧を印加する。カソード電極装置４０を構成する第２の補助電極部材２２には、リード導体２２７が備えられており、このリード導体２２７に電源装置９２から導かれたリード線が接続される。

カソード電極装置４０、及び、アノード電極装置６０は、メッキ槽５０内のメッキ液５３を介して、ウエハ８０上のメッキ形成面８１にメッキ膜５３０を形成するための電気回路を構成する。

上述したように、本発明に係るメッキ装置は、上述したカソード電極装置４０と、アノード電極装置６０と、メッキ槽５０とを含む。カソード電極装置４０及びアノード電極装置６０はメッキ浴となり、メッキ槽５０内のメッキ液５３を介してメッキ電着のための電気回路を構成する。上記メッキ装置において、メッキ液５３を通してアノード電極部材６１からカソード電極部材１に向かう電気力線に従って、カソード電極部材１と等電位に保たれたウエハ８０のメッキ形成面８１に、所要のメッキ膜５３０が施される。

上述した構造において、カソード電極装置４０は、上述したカソード電極組立体１００を含む。カソード電極組立体１００は、カソード電極部材１と、第１の補助電極部材２１と、第２の補助電極部材２２と、結合具３とを含む。

カソード電極部材１は、枠部１０を有する枠状体であって、通孔部１３を含む。通孔部１３は、枠部１０によって囲まれている。

第１の補助電極部材２１は、枠部２１０を有する枠状体であって、通孔部２１３を含む。通孔部２１３は、枠部２１０によって囲まれている。第２の補助電極部材２２は、枠部２２０を有する枠状体であって、通孔部２２３を含む。通孔部２２３は、枠部２２０によって囲まれている。

カソード電極部材１と、第１の補助電極部材２１とは、カソード電極部材１の他面１２が、第１の補助電極部材２１の一面２１１に隣接して重ねられている。上述した配置状態において、カソード電極部材１の通孔部１３は、第１の補助電極部材２１の通孔部２１３に同軸状に連続している。さらに、第１の補助電極部材２１と、第２の補助電極部材２２とは、第１の補助電極部材２１の他面２１２が、第２の補助電極部材２２の一面２２１に隣接して重ねられている。上述した配置状態において、第１の補助電極部材２１の通孔部２１３は、第２の補助電極部材２２の通孔部２２３に同軸状に連続している。即ち、本発明に係る電極組立体１００において、カソード電極部材１、第１及び第２の補助電極部材２１、２２は、共に、通孔部１３、２１３、２２３を有し、これらの通孔部１３、２１３、２２３が互いに重なるようにして、この順序で、隣接されているから、通孔部２２３を通じてウエハ８０をカソード電極部材１に案内することができるとともに、メッキ液５３を、ウエハ８０のメッキ形成面８１に接触させることができる。

従って、アノード電極部材６１を正極とし、カソード電極部材１を負極とする電圧を印加することにより、図７に示すように、ウエハ８０のメッキ形成面８１にメッキ膜５３０を電着することができる。

更に、本発明に係るカソード電極装置において、第２の補助電極部材２２の通孔部２２３は、第１の補助電極部材２１の通孔部２１３の最大孔径Ｄ２１より大径の孔部分Ｄ２２を含んでおり、通孔部２２３の内周縁２２４は、通孔部２１３の内周縁２１４との最大孔径の差（Ｄ２２−Ｄ２１）／２に起因するギャップｇの分だけ、外側に後退させた位置に配置される。このような構造によれば、通孔部２２３を通じて案内されたウエハ８０を、前記ギャップｇにより生じる段差を利用して通孔部２２３に安定して配置することができるとともに、ウエハ８０のメッキ形成面８１（導電面）を、カソード電極部材１と電気的に導通している第１の補助電極部材２１の他面２１２に接触させることができる。

ウエハ８０は、ギャップｇにより生じる段差を利用して通孔部２２３に配置されているから、メッキ処理中のウエハ８０の設置姿勢が安定する。

第１の補助電極部材２１は、枠部２１０を有する枠状体であって、結合用孔２１５を含む。結合用孔２１５は、枠部２１０に備えられた貫通孔であって、枠部２１０を一面２１１から他面２１２に貫通している。第２の補助電極部材２２は、枠部２２０を有する枠状体であって、結合用孔２２５を含む。結合用孔２２５は、枠部２２０に備えられた貫通孔であって、枠部２２０を一面２２１から他面２２２に貫通している。

カソード電極部材１と、第１の補助電極部材２１とは、カソード電極部材１の他面１２が、第１の補助電極部材２１の一面２１１に隣接して重ねられている。上述した配置状態において、カソード電極部材１の結合用孔１５は、第１の補助電極部材２１の結合用孔２１５に連続する関係で同軸状に連続している。さらに、第１の補助電極部材２１と、第２の補助電極部材２２とは、第１の補助電極部材２１の他面２１２が、第２の補助電極部材２２の一面２２１に隣接して重ねられている。上述した配置状態において、第１の補助電極部材２１の結合用孔２１５は、第２の補助電極部材２２の結合用孔２２５に同軸状に連続している。

結合具３は、第１の結合部材３１と、第２の結合部材３２とを含む。第１の結合部材３１は、カソード電極部材１の結合用孔１５と、第１の補助電極部材２１の結合用孔２１５と、第２の補助電極部材２２の結合用孔２２５とを連続して貫通している。第２の結合部材３２は、第１の結合部材３１と組み合わされ、第１の結合部材３１とともに、カソード電極部材１と、第１の補助電極部材２１と、第２の補助電極部材２２とを一体的に挟持する。上述したカソード電極組立体１００の結合構造によると、メッキ処理において、カソード電極部材１の一面１１がメッキ膜５３０により被覆されてしまったとしても、第２の結合具３２を操作することにより、容易にカソード電極組立体１００を分解し、第１の補助電極部材２１の一面２１１に取り付けられたカソード電極部材１を交換することができる。

また、本発明に係る結合具３の結合構造によると、使用時には優れた結合強度を有するとともに、複数回のメッキ処理を経た後であっても取り外しが容易であるカソード電極組立体１００を提供することできる。

上述したカソード電極組立体１００は、ホルダ４１と組み合わされてカソード電極装置４０として用いられる。従って、カソード電極装置４０は、上述したカソード電極組立体１００の利点を全て有する。

さらに、カソード電極装置４０は、ホルダ４１と、カソード電極組立体１００と、結合具３とを含む。ホルダ４１は、通孔部４２を有する。通孔部４２は、受部４２１と、受部４２１に連なる挿入孔部４２２とを有している。ホルダ４１は、連結用孔４３を有する。連結用孔４３は、受部４２１の環状溝の底面に備えられるとともに、受部４２１を一面４１１から他面４１２に貫通する。カソード電極組立体１００は、受部４２１の一面４１１に配置されている。連結具４５は、受部４２１の他面４１２に備えられるとともに、連結用孔４３を貫通し、挿入端４５１がカソード電極組立体１００の結合用孔２２６に侵入することにより、カソード電極組立体１００と、ホルダ４１とを一体的に結合する。上述した構造によると、優れた結合強度を有するとともに、複数回のメッキ処理を経た後であっても取り外しが容易であるカソード電極装置４０を提供することできる。

以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種種の変形態様を採り得ることは自明である。

本発明に係るカソード電極組立体の一実施形態を示す斜視図である。 図１の２−２線に沿った正面断面図である。 図１及び図２に示すカソード電極組立体の分解構造を示す斜視図である。 本発明に係るカソード電極装置の一実施形態について分解構造を示す斜視図である。 図４に示すカソード電極装置の一実施形態について結合構造を示す正面断面図である。 図４に示すカソード電極装置の一実施形態について結合構造を示す正面断面図である。 本発明に係るメッキ装置の一実施形態について一部を省略して示す正面断面図である。

符号の説明

１００ カソード電極組立体
１ カソード電極部材
２ 補助電極部材
２１ 第１の補助電極部材
２２ 第２の補助電極部材
３ 結合具
３１ 第１の結合部材（ボルト）
３２ 第２の結合部材（ナット）

Claims (9)

1. カソード電極部材と、補助電極部材と、結合具とを含むカソード電極組立体であって、
   前記カソード電極部材は、枠状体であって、通孔部と、結合用孔とを含み、
   前記通孔部は、枠部によって囲まれており、
   前記結合用孔は、前記枠部に備えられた貫通孔であって、前記枠部を一面から他面に貫通しており、
   前記補助電極部材は、枠状体であって、通孔部と、結合用孔とを含み、
   前記通孔部は、枠部によって囲まれていて、前記カソード電極部材の前記通孔部より大径の孔部分を含んでおり、
   前記結合用孔は、前記枠部に備えられた貫通孔であって、前記枠部を一面から他面に貫通しており、
   前記カソード電極部材と、前記補助電極部材とは、前記カソード電極部材の他面が、前記補助電極部材の一面に隣接して重ねられ、
   前記カソード電極部材の前記通孔部は、前記補助電極部材の前記通孔部に連続し、前記カソード電極部材の前記結合用孔は、前記補助電極部材の前記結合用孔に連続しており、
   前記結合具は、第１の結合部材と、第２の結合部材とを含み、
   前記第１の結合部材は、前記カソード電極部材の前記結合用孔と、前記補助電極部材の前記結合用孔とを連続して貫通しており、
   前記第２の結合部材は、前記第１の結合部材と組み合わされ、前記第１の結合部材とともに、前記カソード電極部材と、前記補助電極部材とを一体的に挟持する
   カソード電極組立体。
2. 請求項１に記載されたカソード電極組立体であって、
   前記第1の結合部材は、ボルトであり、
   前記第２の結合部材は、ナットである、
   カソード電極組立体。
3. 請求項１又は２の何れかに記載されたカソード電極組立体であって、
   さらに前記補助電極部材は、固定用孔を有しており、
   前記固定用孔は、前記枠部の他面に開口している、
   カソード電極組立体。
4. 請求項１又は２の何れかに記載されたカソード電極組立体であって、
   前記補助電極部材は、第１の補助電極部材と、第２の補助電極部材とを含み、
   前記第２の補助電極部材の通孔部は、前記第１の補助電極部材の前記通孔部より大径の孔部分を含んでおり、
   前記カソード電極部材と、前記第１の補助電極部材とは、前記カソード電極部材の他面が、前記第１の補助電極部材の一面に隣接して重ねられ、
   前記カソード電極部材の前記通孔部は、前記第１の補助電極部材の前記通孔部に連続し、前記カソード電極部材の前記結合用孔は、前記第１の補助電極部材の前記結合用孔に連続しており、
   前記第１の補助電極部材と、前記第２の補助電極部材とは、前記第１の補助電極部材の他面が、前記第２の補助電極部材の一面に隣接して重ねられ、
   前記第１の補助電極部材の前記通孔部は、前記第２の補助電極部材の前記通孔部に連続し、前記第１の補助電極部材の前記結合用孔は、前記第２の補助電極部材の前記結合用孔に連続する、
   カソード電極組立体。
5. 請求項４に記載されたカソード電極組立体であって、
   前記第１の結合部材は、前記カソード電極部材の前記結合用孔と、前記第１の補助電極部材の前記結合用孔と、前記第２の補助電極部材の前記結合用孔とを連続して貫通しており、
   前記第２の結合部材は、前記第１の結合部材とともに、前記カソード電極部材と、前記第１の補助電極部材と、前記第２の補助電極部材とを一体的に挟持する
   カソード電極組立体。
6. 請求項４又は５の何れかに記載されたカソード電極組立体であって、
   さらに前記第２の補助電極部材は、前記枠部の他面に開口する固定用孔を有する
   カソード電極組立体。
7. ホルダと、カソード電極組立体と、連結具とを含むカソード電極装置であって、
   前記ホルダは、通孔部と、連結用孔とを有しており、
   前記通孔部は、カソード電極組立体用受部と、前記受部に連なる被メッキ物用挿入孔部とを有しており、
   前記連結用孔は、前記受部に備えられるとともに、前記受部を一面から他面に貫通しており、
   前記カソード電極組立体は、請求項１乃至６の何れかに記載されたものでなり、前記受部の一面に配置されており、
   前記連結具は、前記受部の他面に備えられており、且、挿入端が前記ホルダの前記連結用孔を貫通するとともに、前記補助電極部材の前記固定用孔に入ることにより、前記カソード電極組立体と、前記ホルダとを連結固定している
   カソード電極装置。
8. 請求項６に記載されたカソード電極装置であって、さらにリード導体を含み、前記リード導体は、一端が前記カソード電極組立体の前記補助電極部材に結合されているカソード電極装置。
9. メッキ槽と、カソード電極装置と、アノード電極装置と、ウエハとを含むメッキ装置であって、
   前記メッキ槽は、メッキ液を収納しており、
   前記カソード電極装置は、請求項７又は８の何れかに記載されたものでなり、前記カソード電極組立体を構成する前記カソード電極部材の前記枠部の他面に対し、前記メッキ槽の外部から被メッキ物を接触させ得るように、前記メッキ槽に取り付けられており、
   前記アノード電極装置は、アノード電極部材を有し、前記アノード電極部材が前記カソード電極装置と対向しており、
   前記カソード電極装置、及び、前記アノード電極装置は、前記メッキ槽内の前記メッキ液を介して、前記ウエハ上に支持される被メッキ物にメッキ膜を形成するための電気回路を構成している
   メッキ装置。

Images