JP2010202941A - Sn合金めっき装置及びそのSn成分補給方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】めっき槽1内に貯留したSn合金のめっき液に被処理基板Sを接触させた状態とし、被処理基板Sと電極14との間に通電して被処理基板SにSn合金のめっき膜を形成するめっき装置において、めっき槽1との間で循環されるめっき液を貯留するタンク23と、タンク23内のめっき液をポンプ25で圧送しながらめっき槽1に供給するめっき液供給手段4とを有するとともに、めっき液供給手段4のポンプ25よりも下流位置に、流通するめっき液内に酸化第一錫の粉末を供給する補給手段6を設けた。
【選択図】 図1
Description
このSn−Agめっき液において、その必須成分を溶解させた錫塩溶液等の要素液を投入してSn2+を補給する方法では、大量の要素液が必要になるため、液量の管理が煩雑であり、多大なコストが掛かる。
通常時はめっき液供給管を経由してめっき液を流通させ、バイパス管を空の状態にしておき、酸化第一錫の粉末を補給する際には、バイパス管内に定量供給機構から粉末を所定量供給した後、制御手段によってめっき液をバイパス管内に流通可能な状態とすると、ポンプで送られるめっき液がバイパス管内の粉末を押し流しながら流通し、そのときに酸化第一錫の粉末は速やかにめっき液に溶解してめっき槽に供給される。
タンクとめっき槽との間のめっき液の循環によってめっき液を攪拌しながら粉末を補給することができる。
図1及び図2は本発明を噴流式のめっき装置に適用した第1実施形態を示しており、この実施形態のめっき装置100は、めっき液が貯留されるめっき槽1と、めっき槽1の外側に設けられた架台2の上端部に設けられてめっき槽1の上部開口に被処理基板Sとなるウェハを配置する基板支持部3と、めっき槽1の底部からめっき槽1上部の被処理基板Sに向けてめっき液を供給するめっき液供給手段4と、めっき槽1からめっき液をオーバーフローさせながら外部に排出するめっき液排出手段5と、めっき液に酸化第一錫の粉末を供給する補給手段6とを有している。
一方、めっき槽1の内部には、被処理基板Sの下方に間隔をおいてアノード電極14が設けられている。このアノード電極14は、例えばメッシュ状に形成された導電体であって、めっき槽1内部の電極支持部15に水平に取付けられている。この電極支持部15は、例えばめっき槽1の内周面に周方向に間隔をおいて複数個設けられている。
計量搬送機39は、コンベア41に計量器42を設けたものであり、ホッパー38から受け取った粉末を計量器42で計量した後、コンベア42によって搬送するようになっている。
移送機40は、図2の例では押し出し機によって構成されており、計量搬送機39から搬送される粉末をシリンダ43内で受け取り、ピストン44によって前方に押し出す構成である。この場合、シリンダ43の先端に傾斜したシュータ45が接続され、そのシュータ45がバイパス管31の粉末供給チャンバ35に接続されている。また、シリンダ43とシュータ45との間、及びシュータ45とチャンバ35との間には、それらの間を開閉するシャッタ46,47がそれぞれ設けられている。
なお、バイパス管31の粉末供給チャンバ35にはドレン機構54が設けられている。このドレン機構54は、チャンバ35に接続されたドレン管55と、その流路を開閉する弁56とから構成される。
めっき液供給管24と並列に設けられているバイパス管31は、通常は上下の切り替え弁32,33がめっき液をめっき液供給管24にのみ流通させるようにしており、バイパス管31のチャンバ35内部は空の状態となっている。また、粉末の補給に先立って、めっき槽1の基板支持部3にはガラス板等のダミー基板を支持しておく。
そして、分析器52の分析結果に基づいて制御部53において必要な粉末の補給量が算出され、その分の粉末がホッパー38からフィーダー37によって計量搬送機39に排出される。計量搬送機39では受け取った粉末が計量され、その計量結果と必要補給量とを制御部53で比較し、計量結果が必要補給量に一致するまでフィーダー37を駆動する。
計量搬送機39に受け取った粉末が必要補給量に達したら、コンベア41により粉末を移送機構40のシリンダ43内に投入し、そのシリンダ43の前方のシャッタ46を開放して粉末をシュータ45に移送する。
バイパス管31は、内部の粉末が押し流される短時間だけ開放状態としておけばよく、所定時間めっき液を流通させた後、切り替え弁32,33を切り替えて、めっき液供給管24にめっき液を流通させ、めっき槽1とタンク23との間で循環させる。
めっき液の流通をめっき液供給管24に切り替えた後は、バイパス管31内に残っためっき液はドレン機構54により排出され、次回の補給時のためにチャンバ35内を空の状態にしておく。
なお、Sn−Agめっき液は、Sn2+が97〜99wt%、Ag+が1〜3wt%で、大部分がSnであるから、この粉末による補給方法は極めて効果的である。この酸化第一錫の粉末は酸性めっき液1リットルに対して例えば2〜3g使用され、200リットルの酸性めっき液では400〜600gとなる。そのめっき液で被処理基板を100〜200枚めっき処理することができる。
以上の工程を経ることにより、平均粒径がD50値で10〜20μm、比表面積が7〜10m2/g、タップ密度が0.6〜1.2g/cm3である、酸又は酸性めっき液への溶解性が極めて高い酸化第一錫粉末が製造される。
このめっき装置200においても、めっき液としてSn−Ag合金めっき液等が使用され、そのめっき液をめっき槽71とタンク23との間で循環させながら酸化第一錫の粉末をめっき液供給手段4のポンプ25よりも下流位置に供給することにより、Sn成分の補給を行うことができる。
例えば、実施形態では、めっき液供給管とバイパス管との分岐接続部に切り替え弁を設けて、粉末を補給する際に、めっき液供給管へのめっき液の流通を停止して、バイパス管にのみ流通させる構成としたが、制御弁を分岐接続部から離れたバイパス管の両端部のみに設けて、めっき液供給管にめっき液を流通させながら、バイパス管の制御弁を開閉することにより、めっき液の一部をバイパス管にも流通させ粉末を供給する構成としてもよい。本発明の制御手段は、実施形態のように、流路をいずれかに択一的に切り替える切り替え弁の他に、めっき液供給管を常時流通状態とし、バイパス管に必要に応じて流通させる構成のものも含むものとする。
また、粉末の補給量として粉末の重量を計量したが、その重量に相当する体積を計量することとしてもよい。
この粉末を補給した後にバイパス管内に残るめっき液は前述したようにドレン機構により排出されるが、このドレン機構により排出しためっき液をタンク23に回収してもよい。
さらに、めっき液をオーバーフローさせる液流出路をめっき槽の上部開口と被処理基板との間に形成するようにしたが、めっき槽の上端部に貫通孔や切欠きを設けて、これを液流出路とするようにしてもよい。また、第1実施形態においてアノード電極を支持する電極支持部もアノード電極と同様のメッシュ状に形成し、めっき槽の内周面全周に形成してもよい。
3 基板支持部
4 めっき液供給手段
5 めっき液排出手段
6 補給手段
11 カソード電極
12 電源
14 アノード電極
15 電極支持部
21 噴出ノズル
22 液供給部
23 タンク
24 めっき液供給管
25 ポンプ
31 バイパス管
32,33 切り替え弁(制御手段)
34 シャッタ
35 粉末供給チャンバ
36 定量供給機構
37 フィーダー
38 ホッパー
39 計量搬送機
40 移送機
41 コンベア
42 計量器
43 シリンダ
44 ピストン
45 シュータ
46,47 シャッタ
51 ポンプ
52 分析器
53 制御部
54 ドレン機構
61 液流出路
62 外槽
63 液回収管
71 めっき槽
72 アノード電極
100 めっき装置
200 めっき装置
S 被処理基板
Claims (3)
- めっき槽内に貯留したSn合金のめっき液に被処理基板を接触させた状態とし、該被処理基板と電極との間に通電して被処理基板にSn合金のめっき膜を形成するめっき装置において、前記めっき槽との間で循環されるめっき液を貯留するタンクと、該タンク内のめっき液をポンプで圧送しながら前記めっき槽に供給するめっき液供給手段とを有するとともに、前記めっき液供給手段の前記ポンプよりも下流位置に、流通するめっき液内に酸化第一錫の粉末を供給する補給手段を設けたことを特徴とするSn合金めっき装置。
- 前記補給手段は、前記めっき液供給手段におけるめっき液供給管に並列に設けたバイパス管と、該バイパス管を経由するめっき液の流通を制御する制御手段と、前記バイパス管の途中に前記酸化第一錫の粉末を所定量供給する定量供給機構と、前記バイパス管内の流体を排出可能なドレン機構とを備えることを特徴とする請求項1記載のSn合金めっき装置。
- 請求項1又は2に記載のSn合金めっき装置にSn合金成分を補給する方法であって、
前記めっき槽と前記タンクとの間でめっき液を循環させながら、前記ポンプの下流位置に前記酸化第一錫の粉末を供給することを特徴とするSn合金めっき装置のSn成分補給方法。
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