JP2016108598A - 表面処理装置および表面処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の処理表面に、安定して処理液を流すことにより、安定した表面処理を行うことができる表面処理装置および表面処理方法を提供する。【解決手段】表面処理装置１Ａは、基板Ｐの処理表面Ｐａに処理液Ｌを接触させて基板Ｐを表面処理する装置である。表面処理装置１Ａは、基板Ｐを収容するとともに、基板Ｐの処理表面Ｐａと対向する壁部１２が形成された収容室１１と、基板Ｐと壁部１２との間に、収容室１１の上側から下側に向かって処理液Ｌを圧送するように、その上側に配置された圧送ノズル３１とを備える。収容室１１は、その上側において、圧送ノズル３１と共に封止されており、その下側において、基板Ｐの処理表面Ｐａと収容室１１の壁部１２との間を圧送した処理液Ｌが放出するように開放している。【選択図】図３

Description

本発明は、基板の処理表面に処理液を接触させることにより、基板を表面処理するに好適な表面処理装置および表面処理方法に関する。

従来から、基板の表面に処理液を接触させることにより、該基板の表面を酸化処理、アルカリ処理、めっき処理等の表面処理を行うことが一般的になされている。このような表面処理装置の一例として、たとえば、処理槽の上方から基板を収納し、処理槽の壁面と、基板の表面との間に処理液が流下するように、処理槽の上方から処理液を供給し、処理液で基板の表面を表面処理する表面処理装置および表面処理方法が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００６−１１８０１９号公報

しかしながら、特許文献１に係る表面処理装置を用いた場合、処理槽の壁面と基板の表面（処理表面）との間に、処理槽の上方から処理液を供給する際に、空気の巻き込みが発生することがある。特に、基板の表面処理を短時間で行うべく、処理液の流速を高めるとこのような現象がより生じやすい。この空気の巻き込みにより、安定して処理液を流し、基板の処理表面を安定して表面処理することができないことがある。

本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基板の処理表面に、安定して処理液を流すことにより、安定した表面処理を行うことができる表面処理装置および表面処理方法を提供することにある。

前記課題を解決すべく、本発明に係る表面処理装置は、基板の処理表面に処理液を接触させることにより、前記基板を表面処理する表面処理装置であって、前記表面処理装置は、前記基板を収容するとともに、前記基板の処理表面と対向する壁部が形成された収容室と、前記基板の処理表面と前記収容室の壁部との間に、前記基板の前記処理表面の一方側から他方側に向かって処理液を圧送するように、前記一方側に配置された圧送ノズルと、を備え、前記収容室は、前記一方側において、前記圧送ノズルと共に封止されており、前記他方側において、前記基板の処理表面と前記収容室の壁部との間を圧送した処理液が放出するように開放している。

本発明に係る表面処理方法は、基板の処理表面に処理液を接触させることにより、前記基板を表面処理する表面処理方法であって、前記表面処理方法は、前記基板の処理表面と対向する壁部が形成された収容室に、前記基板を収容し、前記基板の処理表面の一方側において、前記収容室を封止し、前記基板の処理表面の他方側において、前記収容室を開放させて、前記基板の処理表面と前記壁部との間に、前記基板の処理表面の前記一方側から前記他方側に向かって処理液を圧送し、前記他方側において前記基板の処理表面と前記収容室の壁部との間を圧送した処理液を放出させながら、前記基板の表面処理を行う。

本発明によれば、基板の処理表面と壁部との間に、基板の処理表面の一方側から他方側に向かって処理液を圧送し、他方側において基板の処理表面と収容室の壁部との間に圧送した処理液を放出させながら、基板の表面処理を行うことができる。

ここで、基板の処理表面の一方側において、収容室は、圧送ノズルと共に封止されているので、一方側から空気等が処理液に巻き込まれることを防止することができる。また、一方側から他方側に向かって、基板の処理表面に、よどみなく安定して処理液を流すことができる。これにより、処理液で、安定した表面処理を行うことができる。

本発明の第１実施形態に係る表面処理装置の模式的断面図。 図１に示す表面処理装置の要部の模式的斜視図。 図１に示す表面処理装置を用いた表面処理方法を説明するための模式的図であり、（ａ）は、基板を配置する前の表面処理装置の断面図、（ｂ）は、基板を配置した状態の表面処理装置の断面図、（ｃ）は、基板の表面処理中の表面処理装置の断面図。 基板と壁部との間隔と、処理液の流速と、の関係の一例を示した図。 第１実施形態に係る比較例となる表面処理装置の模式的断面図。 図１に係る第１実施形態に係る表面処理装置の変形例を示した模式的断面図。 本発明の第２実施形態に係る表面処理装置の模式的断面図。 図７に示す表面処理装置を用いた表面処理方法を説明するための模式的図であり、（ａ）は、基板を配置する前の表面処理装置の断面図、（ｂ）は、基板を配置した状態の表面処理装置の断面図、（ｃ）は、基板の表面処理中の表面処理装置の断面図。 本発明の第３実施形態に係る表面処理装置の模式的断面図。 図９に示す表面処理装置を用いた表面処理方法を説明するための模式的図であり、（ａ）は、基板の前処理中の表面処理装置の断面図、（ｂ）は、基板の電解めっき中の表面処理装置の断面図、（ｃ）は、基板の後処理中の表面処理装置の断面図。

以下、図面を参照して本発明に係る表面処理装置のいくつかの実施形態について説明する。図面の説明において、同じ構成には同じ符号を付し、一部詳細な説明を省略する。

〔第１実施形態〕
１．表面処理装置１Ａについて
図１は、本発明の第１実施形態に係る表面処理装置１Ａの模式的断面図である。図２は、図１に示す表面処理装置１Ａの要部の模式的斜視図である。

図１に示す表面処理装置１Ａは、基板Ｐの処理表面Ｐａに処理液Ｌを接触させることにより、基板Ｐの表面処理を行う装置である。表面処理される基板Ｐは、たとえば平板状の基板Ｐであり、図２に示すように、保持枠体２０によりその周縁（４辺）が保持されている。本実施形態では、保持枠体２０を介して基板Ｐを、後述する収容室１１内に保持するが、たとえば、保持枠体２０の代わりに、基板Ｐの周縁の一辺のみを保持する保持体、または基板Ｐの周縁の対向する２辺のみを保持する保持体であってもよい。

図１に示すように、本実施形態に係る表面処理装置１Ａは、ハウジング１０を有しており、ハウジング１０には、収容室１１と回収室３５が形成されている。収容室１１は、基板Ｐが起立した状態で基板Ｐを収容するように形成されている。収容室１１には、収容された基板Ｐの処理表面Ｐａと対向する位置に、一対の壁部１２，１２が形成されている。

各壁部１２の表面のうち処理表面Ｐａに対向する表面は、基板Ｐの処理表面Ｐａから一定の間隔を保持するように形成された平面状の表面である。これにより、基板Ｐと壁部１２との間に処理液Ｌが流れる流路を、一定の流路断面にすることができ、安定して処理液Ｌを流すことができる。

なお、本実施形態では、基板Ｐの両面を処理表面Ｐａとして一対の壁部１２，１２を設けたが、処理表面Ｐａが片面である場合には、１つの壁部１２を、その片面の処理表面Ｐａに対向するように配置すればよい。

各壁部１２には、収容室１１に基板Ｐを収容した状態で、壁部１２と基板Ｐとの間隔を調整するように、壁部１２を可動する可動機構１５が連結されている。可動機構１５は、ハウジング１０（装置本体）の内面と、壁部１２との間に設けられており、ハウジング１０側を固定端として、壁部１２を基板Ｐに向かって可動させる装置である。本実施形態では、一対の壁部１２，１２の間に、基板Ｐが配置されるので、可動機構１５は、一対の壁部１２，１２の間隔を調整するように、壁部１２を可動することができる。可動機構１５は、壁部１２を、基板Ｐに向かって可動させることができるものであれば、その機構は特に限定されるものではなく、たとえば、シリンダとピストンからなる機構、モータ等の回転運動を直線運動に変換する機構、などを挙げることができる。

このようにして、可動機構１５を設けることにより、表面処理装置１Ａの壁部１２と基板Ｐの処理表面Ｐａの間隔を調整して、基板Ｐの処理表面に一様な高速層流を容易に形成できる。そのため、ムラのない高い品質の表面処理を高速にできる。

表面処理装置１Ａは、処理液Ｌを圧送する一対の圧送ノズル３１，３１を備えている。各圧送ノズル３１は、基板Ｐの処理表面Ｐａと収容室１１の壁部１２との間に、基板Ｐの処理表面Ｐａの上側（一方側）から下側（他方側）に向かって処理液Ｌを圧送するように、処理表面Ｐａの上側（一方側）に配置されている。各圧送ノズル３１は、収容室１１の壁部１２の上部に取付けられている。

さらに、収容室１１は、処理表面Ｐａの上側において、圧送ノズル３１と共に封止されており（シールされており）、処理表面Ｐａの下側において、基板Ｐの処理表面Ｐａと収容室１１の壁部１２との間を圧送した処理液Ｌが放出するように開放している。

より具体的には、表面処理装置１Ａは、収容室１１の上方に、表面処理時に基板Ｐを挟み込む一対の挟持部材１６，１６を備えている。挟持部材１６，１６は、クッション性を有しており、収容室１１の上方のシール材としての機能も兼ねている。挟持部材１６，１６で保持枠体２０の上縁部を挟み込むことにより、挟持部材１６、保持枠体２０、圧送ノズル３１、および壁部１２により、収容室１１は、その上側で封止される。

一方、各壁部１２の下側（他方側）には、整流部材１７が取り付けられており、整流部材１７，１７の対向する表面は、下側に向かって広がるように形成されている。収容室１１に基板Ｐを保持した保持枠体２０を収容した状態で、保持枠体２０の下縁部と、一対の整流部材１７，１７により、収容室１１の下側には、収容室１１から放出される処理液Ｌの流れを絞る絞り構造が形成される。

このように、整流部材１７，１７（絞り構造）を設けることにより、放出される処理液Ｌの流れを絞り、収容室１１内の処理液Ｌの流れを整流化することができる。さらに、収容室１１内の処理液Ｌの圧力を高め、処理表面Ｐａの下側から、収容室１１に空気が入り込むことを防止することができる。

保持枠体２０の下縁部を含めて、絞り構造を形成したが、たとえば、一対の整流部材１７，１７の対向する表面を、下側に向かって狭めるように形成し、一対の整流部材１７，１７で絞り構造を形成してもよい。

本実施形態では、回収室３５は、収容室１１と連通するように形成されており、収容室１１の下側（他方側）において放出した処理液Ｌを回収するように形成されている。さらに、回収室３５の上方には、ハウジング１０の内面と挟持部材１６の間を封止するようにシール部材１８が配置されている。上述した挟持部材１６と、シール部材１８を設けることにより、収容室１１内の空間と、回収室３５内の空間とを密閉することができる。

シール部材１８は、伸縮性を有した材料または可撓性を有した材料からなる。これにより、可動機構１５により壁部１２に取付けられた整流部材１７が可動したとしても、整流部材１７とハウジング１０との間のシール性を確保することができる。

さらにシール部材１８には、ガス抜き孔１８ａが形成されており、ガス抜き孔１８ａは、排気管４２を介して換気装置４０に接続されている。ガス抜き孔１８ａを設けることにより、表面処理時に、処理液Ｌと基板Ｐとの反応により発生したガスを、回収室３５から排出することができる。

一方、回収室３５は、その底部に向かって尖った空間を有しており、排出管３９の一方端が接続されている。また、排出管３９の他方端には液収容槽３４の接続されており、液収容槽３４には、収容された処理液Ｌを圧送する循環ポンプ３２が接続されている。循環ポンプ３２は、フィルター３３および供給弁３６を介して、供給管３８に接続され、供給管３８は、圧送ノズル３１に接続されている。このように構成することにより、表面処理装置１Ａは、回収室３５で回収された処理液Ｌを、循環ポンプ３２を用いて圧送ノズル３１に循環させる循環機構を有することになる。なお、本発明でいう「循環機構」は、本実施形態では、回収室３５から圧送ノズル３１までを接続した配管と、圧縮ノズル３１に収容液Ｌを圧送する循環ポンプ３２と、に相当する。

ここで、圧送ノズル３１から収容室１１への処理液Ｌの圧送は、循環ポンプ３２によってなされ、この処理液Ｌの圧送または圧送の停止を、供給弁３６により行う。すなわち、供給弁３６は、本発明でいう「圧送ノズルから収容室への処理液の圧送または圧送の停止を選択する選択機構」の一例に相当する。本実施形態では、供給弁３６を開弁時に処理液Ｌを圧送ノズル３１に圧送し、供給弁３６を閉弁時に処理液Ｌの圧送を停止することができる。この際、供給弁３６の閉弁時には、循環ポンプ３２により、循環ポンプ３２から供給弁３６までの間に処理液Ｌによる内圧が増加しないように、リリーフ弁を設けてもよい。

また、別の態様としては、供給弁３６の代わりに、上述した選択機構が、循環ポンプ３２を稼働・稼働の停止する電気的なスイッチであってもよい。この場合であっても、スイッチを入れた時に循環ポンプ３２が稼働し、処理液Ｌを圧送ノズル３１に圧送し、スイッチを切った時に循環ポンプ３２の稼働が停止し、処理液Ｌの圧送を停止することができる。

２．表面処理方法について
以下に、図１に示す表面処理装置１Ａを用いた表面処理方法を説明する。図３は、図１に示す表面処理装置を用いた表面処理方法を説明するための模式的図である。図３（ａ）は、基板を配置する前の表面処理装置の断面図、図３（ｂ）は、基板を配置した状態の表面処理装置の断面図、図３（ｃ）は、基板の表面処理中の表面処理装置の断面図である。

まず、基板Ｐと、基板Ｐを表面処理する処理液Ｌを準備する。たとえば、樹脂製または金属製の基板Ｐの処理表面Ｐａを酸化処理する場合、処理液Ｌに、硫酸水溶液、硝酸水溶液など酸性の溶液を準備する。一方、樹脂製または金属製の基板Ｐの処理表面Ｐａをアルカリ処理する場合、処理液Ｌに、水酸化カリウム水溶液、アンモニア水溶液などアルカリ性の溶液を準備する。なお、基板Ｐの処理表面Ｐａに無電解めっきを行う場合は、後述する。

次に、図３（ａ）に示すように、一対の壁部１２，１２の間隔が広がるように、可動機構１５を作動させる。次に、図３（ｂ）に示すように、保持枠体２０に保持された基板Ｐを一対の壁部１２，１２の間に配置し（すなわち基板Ｐを収容室１１に収容し）、保持枠体２０を、一対の挟持部材１６，１６に挟み込む。これにより、基板Ｐの処理表面Ｐａと対向する壁部１２が形成された収容室１１に、基板Ｐが保持され、壁部１２と基板Ｐとの間隔が調整される。

これにより、基板Ｐの処理表面Ｐａの上側において収容室１１が封止され、基板Ｐの処理表面Ｐａの下側において、収容室１１が開放される。なお、図３（ｂ）の紙面垂直方向において、壁部１２とハウジング１０とが、シール材等を介して当接しており（図示せず）、収容室１１は、下側にのみ解放している。

このようにして、収容室１１の下側において基板Ｐの処理表面Ｐａと壁部１２との間から放出した処理液Ｌを回収する回収室３５は、収容室１１に連通し、収容室１１内の空間と回収室３５内の空間とが密閉される。

次に、供給弁３６を開き、循環ポンプ３２を稼働する。ここで、表面処理に必要な量の処理液Ｌは、循環ポンプ３２の上流側の液収容槽３４から供給される。本実施形態では、供給弁３６を設けることにより、圧送ノズル３１で、収容室１１内に基板Ｐを収容した後、収容室１１への処理液Ｌの圧送を行い、収容室１１内から基板Ｐを取り出す前に、収容室１１への処理液Ｌの圧送を停止することができる。この結果、処理液Ｌの使用量を低減し、処理液Ｌの劣化も抑えることができる。さらに、処理液Ｌに接触する、収容室１１を構成する部材の劣化も緩和される。

このようにして、図２および図３（ｃ）に示すように、基板Ｐの処理表面Ｐａと壁部１２との間に、基板Ｐの処理表面Ｐａの上側から下側に向かって処理液Ｌを圧送ノズル３１から圧送し、下側において基板Ｐの処理表面Ｐａと収容室１１の壁部１２との間を圧送した処理液Ｌを放出させながら、基板Ｐの表面処理を行う。

収容室１１内で、基板Ｐの処理表面Ｐａの一方側を上側とし、他方側を下側として、基板が起立した状態で基板Ｐを収容したので、基板Ｐの処理表面Ｐａに、上側から下側に向かって処理液Ｌを流下させることができる。これにより、基板Ｐの処理表面Ｐａの液切れを向上させることができる。

ここで、図５に示すように、比較例となる表面処理装置９では、ポンプ９４で圧送された処理液Ｌは、フィルター９５を介して、ノズル９２から収容室９１に供給される。この際、収容室９１の上側は解放しており、処理液Ｌは上側から下側に向かって流れるので、処理液Ｌに空気Ａが巻き込まれることがある。

一方、本実施形態では、収容室１１は、基板Ｐの処理表面Ｐａの上側において、圧送ノズル３１と共に封止されているので、上側から空気等が処理液に巻き込まれることを防止することができる。

さらに、図５に示すように、比較例となる表面処理装置９では、収容室９１の上方が解放しているため、収容室９１内で処理液Ｌを加圧しようとすると、処理液Ｌが収容室９１からオーバーフローする。したがって、表面処理装置９では、収容室９１に供給される処理液Ｌは、自然に流下する構造となっており、基板Ｐの処理表面Ｐａに流れる処理液Ｌの流速を高めることができない。さらに、基板の上下方向の流速が異なるため、基板面内の表面処理品質差が大きくなる。

一方、本実施形態では、収容室１１は、基板Ｐの処理表面Ｐａの上側において、圧送ノズル３１と共に封止されているので、収容室１１内で処理液Ｌを加圧しつつ、上側から下側に向かって、基板Ｐの処理表面Ｐａに、よどみなく安定して処理液Ｌを流すことができる。これにより、処理液Ｌで、安定した表面処理を高速に行うことができる。

図４は、基板Ｐと壁部１２との間隔と、処理液Ｌの流速と、の関係の１例（ノズル流量は５００Ｌ／ｍｉｎ、処理装置長さは３．６ｍ）を示した図であり、発明者が解析した結果である。この結果から、基板Ｐと壁部１２との間隔が０．１ｍ（１００ｍｍ）以下である場合、処理液Ｌの流速をより一層高めることができる。特に、基板Ｐと壁部１２との間隔が２０ｍｍ以下であれば、処理液Ｌを高速で流すことができる。

一方、本実施形態では、収容室１１に基板Ｐを収容する際に、可動機構１５を用いて、壁部１２と基板Ｐとの間隔を調整するように、壁部１２を可動させることができる。これにより、壁部１２と基板Ｐとの間隔を、たとえば１００ｍｍ以下好ましくは２０ｍｍ以下となるようにその間隔を狭く調整し、これらの間に流れる処理液Ｌの流速を高め、処理効率を高めることができる。また、可動機構１５を設けることにより、収容室１１内から基板Ｐを容易に取り出すことができるばかりでなく、収容室１１内の清掃・保守・点検を容易に行うことができる。これにより、壁部１２等に付着した、処理液Ｌの結晶、不純物等が基板Ｐに付着することを防止することができる。

さらに、図５に示すように、比較例となる表面処理装置９では、処理液Ｌを常時流して、表面処理を行うため、多量の処理液Ｌを要する。これにより、処理液の劣化や廃液がそれに比例して増え、環境負荷が高い。

一方、本実施形態では、上述したごとく、供給弁３６を開き、循環ポンプ３２を稼働することで、表面処理に必要な量の処理液Ｌを、循環ポンプ３２の上流側から供給することができる。これにより、処理液Ｌの使用量を最小限にし、表面処理のランニングコストを抑えて、処理液Ｌの劣化も抑えることができる。

本実施形態では、一対の整流部材１７，１７と保持枠体２０により、収容室１１の下側において、収容室１１から放出される処理液Ｌの流れを絞る絞り構造が設けられている。収容室１１の下側において、収容室１１から放出される処理液Ｌの流れを絞ることにより、収容室１１内における処理液Ｌの圧力が増加する。特に、収容室１１内の処理液Ｌの圧力を高めることにより、基板Ｐにビア、スルーホールが形成されている場合には、この部分に処理液Ｌを十分に供給することができる。また、収容室１１の下側から、収容室１１に空気が入り込むことを防止することができる。

さらに、本実施形態では、収容室１１内の空間と回収室３５内の空間とが密閉されているので、処理液Ｌの蒸発を抑え、処理液Ｌの変質（たとえば添加剤の変質）を抑えることができる。処理液が蒸発し難いので、たとえば無電解めっきを行う際には、処理液Ｌを加熱して表面処理をする（めっき層を形成する）こともできる。

回収室３５内に回収された処理液Ｌは、循環ポンプ３２に送られる。循環ポンプ３２に送られた処理液Ｌは圧送されて、フィルター３３および供給弁３６を順次通過して、供給管３８に送られ、圧送ノズル３１に圧送される。

このようにして、回収室３５で回収された処理液Ｌを収容室１１に循環させ、処理液Ｌを再利用することができる。本実施形態では、収容室１１の空間と回収室３５内の空間とが密閉されているため、処理液Ｌが変質し難いので、効率良く処理液を再利用することができる。さらに、回収された処理液Ｌを圧送ノズル３１に供給される前にフィルター３３でろ過することができるので、高品質の表面処理を行うことができる。

なお、表面処理時に、酸化還元反応等によりガスが生成される場合には、そのガスＧは、回収室３５のガス抜き孔１８ａから排気管４２を介して排出され、換気装置４０に回収することができる。

ここで、表面処理装置１Ａが、無電解めっき処理装置であり、この装置を用いて無電解めっき処理を行ってもよい。具体的には、処理液Ｌを無電解めっき液として用い、基板Ｐの処理表面Ｐａに無電解めっき液中の金属を析出させて、基板Ｐの処理表面Ｐａに無電解めっき層を形成する。

具体的には、基板Ｐの処理表面Ｐａにパラジウム、コバルトなどの触媒が付着した樹脂製の基板Ｐを用い、処理液Ｌに、硫酸銅、硫酸ニッケルなどの無電解めっき用めっき溶液を用いる。

この場合であっても、基板Ｐの処理表面Ｐａと壁部１２との間に、空気を巻き込んだ無電解めっき液（処理液Ｌ）が流れることを防止することができる。さらに、可動機構１５で基板Ｐと壁部１２との間隔を狭めるようにこれを調整することにより、わずかな量の無電解めっき液を基板Ｐの処理表面Ｐａに高速で流しながら、基板Ｐの処理表面Ｐａに高速で、高品質の無電解めっき層を形成することができる。

ここで、図１に示すように、本実施形態では、収容室１１は、上側で圧送ノズル３１と共に封止されており、下側で基板Ｐの処理表面Ｐａと収容室１１の壁部１２との間を圧送した処理液Ｌが放出するように開放し、基板Ｐが起立した状態で収容されるように、形成されていた。

しかしながら、基板Ｐの処理表面Ｐａから処理液Ｌを流下することができるのであれば、たとえば、図６に示す表面処理装置１Ｂのように、収容室１１は、圧送ノズル３１と封止される側を上側、解放される側を下側にして、基板Ｐが傾斜した状態で基板Ｐを収容するように傾斜していてもよい。この場合、平板状の基板Ｐが、水平面に対して５°以上傾斜していることが好ましい。これにより、処理液Ｌの圧送を停止後、収容室１１の処理液Ｌを回収室３５に流下させ、基板Ｐの処理表面Ｐａの液切れ性を高めることができる。

〔第２実施形態〕
図７は、本発明の第２実施形態に係る表面処理装置の模式的断面図である。図７に示すように、第２実施形態に係る表面処理装置１Ｃが、第１実施形態のものと相違する点は、壁部の構造と電源を設けた点であるので、その他の部分は、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

本実施形態に係る表面処理装置１Ｃは、処理液Ｌを電解めっき液として用い、基板Ｐの処理表面Ｐａに電解めっき液中の金属を析出させて、基板Ｐの処理表面Ｐａに電解めっき層を形成する電解めっき装置である。

本実施形態では、収容室１１の壁部の少なくとも一部は陽極１２Ａであり、表面処理装置１Ｃは、陽極１２Ａと、陰極となる基板Ｐとの間に電圧を印加する電源５０を備えている。基板Ｐは、陰極となる導体部分を有している。基板Ｐとしては、例えば、通常のプリント配線板等を挙げることができ、これ以外にも、例えばセラミック配線板、再配線を形成される半導体基板、ウエハレベルパッケージ（ＷＬＰ：Wafer Level Package）などを挙げることができる。

収容室１１の壁部は、陽極１２Ａと陽極サポーター１２Ｂとで構成されている。具体的には、陽極１２Ａは、基板Ｐの表面のうち、電解めっき層が形成される処理表面Ｐａを部分的に覆うように形成されている。すなわち、陽極１２Ａの表面は、基板Ｐの処理表面Ｐａよりも小さい。なお、本実施形態では、基板Ｐの表面のうち、圧送ノズル３１に対向した表面および整流部材１７に対向した表面は、電解めっき層が形成される処理表面に含まれないので、陽極１２Ａの表面には対向していない。

陽極サポーター１２Ｂは、陽極１２Ａの強度を確保するための補強部材であり、陽極１２Ａが十分強度がある場合には、省略してもよい。陽極１２Ａは、たとえば、チタン、チタンを被覆した銅、チタンに二酸化イリジウムをコーティングした不溶性陽極（電解めっきに溶出しない陽極）であってもよく、電解めっき層と同じ材料からなる可溶性陽極であってもよい。たとえば、電解めっきにより銅めっき層を形成する場合には、可溶性陽極に銅、リン含有銅ボールを用いることができる。

さらに、電源５０の正極が、陽極１２Ａに電気的に接続されており、電源５０の負極が、保持枠体２０に接続されている。保持枠体２０は、金属製材料からなり、基板Ｐの処理表面Ｐａと導通している。このように、構成することにより、陽極１２Ａと、陰極となる基板Ｐとの間に電源５０を用いて電圧を印加することができる。

以下に、図７に示す表面処理装置１Ｃを用いた表面処理方法を説明する。図８は、図７に示す表面処理装置を用いた表面処理方法を説明するための模式的図である。図８（ａ）は、基板を配置する前の表面処理装置の断面図、図８（ｂ）は、基板を配置した状態の表面処理装置の断面図、図８（ｃ）は、基板の表面処理中の表面処理装置の断面図である。

まず、第１実施形態と同様に、基板Ｐと、基板Ｐを表面処理する処理液Ｌを準備する。基板Ｐは、金属製の基板、無電解めっき層（たとえばシード層）が表面に形成された樹脂基板である。処理液Ｌは、硫酸銅など析出させる金属がイオンの状態が含有した電解めっき液である。

次に、第１実施形態と同様に、図８（ａ）に示すように、一対の陽極１２Ａ，１２Ａの間隔が広がるように、可動機構１５を作動させる。次に、図８（ｂ）に示すように、保持枠体２０に保持された基板Ｐを一対の陽極１２Ａ，１２Ａの間に配置し（すなわち基板Ｐを収容室１１に収容し）、保持枠体２０を、一対の挟持部材１６，１６に挟み込む。これにより、基板Ｐの処理表面Ｐａと対向する陽極１２Ａが形成された収容室１１に、基板Ｐが保持され、陽極１２Ａと基板Ｐとの間隔が調整される。このとき、基板Ｐの処理表面Ｐａの上側において収容室１１が封止され、基板Ｐの処理表面Ｐａの下側においてのみ、収容室１１が開放される。

次に、供給弁３６を開き、循環ポンプ３２を稼働する。ここで、表面処理に必要な量の処理液Ｌは、循環ポンプ３２の上流側の液収容槽３４から供給される。次に、陽極１２Ａと陰極である基板Ｐとの間に電源５０により電圧を印加する。これにより、基板Ｐの処理表面Ｐａに電解めっき液（処理液Ｌ）中の金属を析出させて、基板Ｐの処理表面Ｐａに電解めっき層を形成する。

本実施形態によれば、基板Ｐの処理表面Ｐａと陽極１２Ａとの間に、第１実施形態で示した効果と同様に、空気を巻き込んだ電解めっき液（処理液Ｌ）が流れることを防止することができる。これにより、品質の高い電解めっき層を形成することができる。さらに、可動機構１５により、基板Ｐと陽極１２Ａとの間隔を狭めるようにこれを調整することにより、低電力で電解めっき層を形成することができる。さらに、わずかな量の電解めっき液を基板Ｐの処理表面Ｐａに高速で流しながら、基板Ｐの処理表面Ｐａに高速で電解めっきを行うことができる。

〔第３実施形態〕
図９は、本発明の第２実施形態に係る表面処理装置の模式的断面図である。図９に示すように、第３実施形態に係る表面処理装置１Ｄが、第２実施形態のものと相違する点は、異なる処理液を、切り替えて圧送ノズル３１に供給する供給機構を備えた点であり、その他の部分は、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

本実施形態に係る表面処理装置１Ｄは、複数の表面処理を行うための装置であり、具体的には、電解めっきの前処理、電解めっき、電解めっきの後処理を行う装置である。表面処理装置１Ｄは、電解めっきの前処理を行う前処理液Ｌ１が流れる系統に、回収室３５側から順に、回収弁３７Ａ、液収容槽３４Ａ、循環ポンプ３２Ａ、フィルター３３Ａ、供給弁３６Ａを備えている。

回収弁３７Ａは、これを開弁することにより、回収室３５から液収容槽３４Ａに前処理液Ｌ１を流すことができる。液収容槽３４Ａは、前処理液Ｌ１を収容する槽であり、前処理前に前処理液Ｌ１が投入されている。循環ポンプ３２Ａ、フィルター３３Ａ、供給弁３６Ａは、第２実施形態のものと同じである。

同様に、表面処理装置１Ｄは、電解めっきを行う電解めっき液Ｌ２が流れる系統に、回収室３５側から順に、回収弁３７Ｂ、液収容槽３４Ｂ、循環ポンプ３２Ｂ、フィルター３３Ｂ、供給弁３６Ｂを備えている。さらに、表面処理装置１Ｄは、電解めっきの後処理を行う後処理液Ｌ３が流れる系統に、回収室３５側から順に、回収弁３７Ｃ、液収容槽３４Ｃ、循環ポンプ３２Ｃ、フィルター３３Ｃ、供給弁３６Ｃを備えている。

以下に、図９に示す表面処理装置１Ｄを用いた表面処理方法を説明する。図１０は、図９に示す表面処理装置を用いた表面処理方法を説明するための模式的図であり、図１０（ａ）は、基板の前処理中の表面処理装置の断面図、図１０（ｂ）は、基板の電解めっき中の表面処理装置の断面図、図１０（ｃ）は、基板の後処理中の表面処理装置の断面図である。

まず、電解めっきを行うための基板Ｐと、電解めっきの前処理液Ｌ１（たとえば水）、電解めっき液Ｌ２、電解めっきの後処理液Ｌ３（たとえばアルカリ溶液）等を準備する。次に、第２実施形態で説明したように、基板Ｐを収容室１１に収容する。

次に、基板Ｐに対して前処理を行う。具体的には、図９および図１０（ａ）に示すように供給弁３６Ａを開弁し、循環ポンプ３２Ａのみを稼働させる。これにより、前処理液Ｌ１が収容室１１に供給され、前処理液Ｌ１が基板Ｐに接触する。収容室１１から回収室３５に回収された前処理液Ｌ１は、回収弁３７Ａを開弁することにより液収容槽３４Ａに収容され、収容された前処理液Ｌ１は、再度循環ポンプ３２Ａに供給される。このようにして、収容室１１内において、前処理液Ｌ１が圧送ノズル３１に送られ、基板Ｐに前処理が行われる。

前処理が完了した後、引き続き、基板Ｐに電解めっき層を形成する。具体的には、図９および図１０（ｂ）に示すように供給弁３６Ｂを開弁し、循環ポンプ３２Ｂのみを稼働させる。これにより、電解めっき液Ｌ２が収容室１１に供給され、電解めっき液Ｌ２が基板Ｐに接触する。さらに、電源５０により陰極となる基板Ｐと陽極１２Ａとの間に電圧を印加する。これにより、収容室１１内において、基板Ｐに電解めっき層が形成される。収容室１１から回収室３５に回収された電解めっき液Ｌ２は、回収弁３７Ｂを開弁することで液収容槽３４Ｂに収容され、再度循環ポンプ３２Ｂに供給され、圧送ノズル３１に送られる。

電解めっき層が形成された後、引き続き、基板Ｐの後処理を行う。具体的には、図９および図１０（ｃ）に示すように供給弁３６Ｃを開弁し、循環ポンプ３２Ｃのみを稼働させる。これにより、後処理液Ｌ３が収容室１１に供給され、後処理液Ｌ３が基板Ｐに接触する。収容室１１から回収室３５に回収された後処理液Ｌ３は、回収弁３７Ｃを開弁することで液収容槽３４Ｃに収容され、再度循環ポンプ３２Ｃに供給され、圧送ノズル３１に送られる。

このようにして、本実施形態では、異なる処理液である前処理液Ｌ１、電解めっき液Ｌ２、および後処理液Ｌ３を、順次、圧送ノズル３１に送ることにより、複数の異なる表面処理を１つの表面処理装置１Ｄで行うことができる。これにより、表面処理装置のコンパクト化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

たとえば、第１〜第３実施形態では、基板を把持部材により把持した状態で収容室に収容したが、表面処理を行う際に、基板を基板の表面と同じ方向に搖動させたり、超音波振動させたり、連続的に移動させてもよい。

さらに、第３実施形態では、異なる３種の処理液を用いたが、たとえば、表面処理装置を洗浄するために、工業用水などを洗浄水として処理液の代わりに用いてもよい。これにより、表面処理装置内に、電解めっき液の結晶物などが析出したとしても、これを除去することができる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ：表面処理装置
１０：ハウジング
１１：収容室
１２：壁部
１２Ａ：陽極
１２Ｂ：陽極サポーター
１５：可動機構
１６：挟持部材
１７：整流部材
１８：シール材
１８ａ：ガス抜き孔
２０：保持枠体
３１：圧送ノズル
３１Ａ〜３１Ｂ：排出弁
３２，３２Ａ〜３２Ｃ：ポンプ
３３，３３Ａ〜３３Ｃ：フィルター
３４，３４Ａ〜３４Ｃ：液収容槽
３５：回収室
３６，３６Ａ〜３６Ｃ：供給弁
３８：供給管
３９：排出管
４０：換気装置
５０：電源
４２：排気管
Ｐ：基板
Ｐａ：処理表面
Ｌ：処理液
Ｌ１：前処理液
Ｌ２：めっき液
Ｌ３：後処理液

Claims (20)

1. 基板の処理表面に処理液を接触させることにより、前記基板を表面処理する表面処理装置であって、
   前記表面処理装置は、前記基板を収容するとともに、前記基板の処理表面と対向する壁部が形成された収容室と、
   前記基板の処理表面と前記収容室の壁部との間に、前記基板の前記処理表面の一方側から他方側に向かって処理液を圧送するように、前記一方側に配置された圧送ノズルと、を備え、
   前記収容室は、前記一方側において、前記圧送ノズルと共に封止されており、前記他方側において、前記基板の処理表面と前記収容室の壁部との間を圧送した処理液が放出するように開放している。
2. 請求項１に記載の表面処理装置において、
   前記収容室は、前記一方側を上側とし、前記他方側を下側として、前記基板が起立した状態または前記基板が傾斜した状態で前記基板を収容するように形成されている。
3. 請求項１または２に記載の表面処理装置において、
   前記収容室に前記基板を収容した状態で、前記壁部と前記基板との間隔を調整するように、前記壁部を可動する可動機構を有する。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の表面処理装置において、
   前記収容室と連通するように、前記他方側において放出した処理液を回収する回収室が形成されており、前記収容室内の空間と、前記回収室内の空間とが密閉されている。
5. 請求項４に記載の表面処理装置において、
   前記回収室で回収された処理液を前記圧送ノズルに循環させる循環機構を有する。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の表面処理装置において、
   前記収容室の他方側には、前記収容室から放出される処理液の流れを絞る絞り構造を有する。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の表面処理装置において、
   該表面処理装置は、前記圧送ノズルから前記収容室への処理液の圧送または圧送の停止を選択する選択機構を有する。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の表面処理装置において、
   異なる処理液を、前記圧送ノズルに切り替えて供給する供給機構を備える。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の表面処理装置において、
   前記表面処理装置は、前記処理液を無電解めっき液として用い、前記基板の処理表面に無電解めっき液中の金属を析出させて、前記基板の処理表面に無電解めっき層を形成する無電解めっき処理装置である。
10. 請求項１〜８のいずれかに記載の表面処理装置は、前記処理液を電解めっき液として用い、前記基板の処理表面に電解めっき液中の金属を析出させて、前記基板の処理表面に電解めっき層を形成する電解めっき装置であり、
    前記収容室の前記壁部の少なくとも一部は陽極であり、
    前記電解めっき装置は、前記陽極と、陰極となる前記基板との間に電圧を印加する電源を備える。
11. 基板の処理表面に処理液を接触させることにより、前記基板を表面処理する表面処理方法であって、
    前記表面処理方法は、前記基板の処理表面と対向する壁部が形成された収容室に、前記基板を収容し、
    前記基板の処理表面の一方側において、前記収容室を封止し、前記基板の処理表面の他方側において、前記収容室を開放させて、
    前記基板の処理表面と前記壁部との間に、前記基板の処理表面の前記一方側から前記他方側に向かって処理液を圧送し、前記他方側において前記基板の処理表面と前記収容室の壁部との間を圧送した処理液を放出させながら、前記基板の表面処理を行う。
12. 請求項１１に記載の表面処理方法において、
    前記収容室内で、前記一方側を上側とし、前記他方側を下側として、前記基板が起立した状態または前記基板が傾斜した状態で前記基板を収容する。
13. 請求項１１または１２に記載の表面処理方法において、
    前記収容室に前記基板を収容する際に、前記壁部と前記基板との間隔を調整するように、前記壁部を可動させる。
14. 請求項１１〜１３のいずれかに記載の表面処理方法において、
    前記他方側において前記基板の処理表面と前記壁部との間から放出した処理液を回収する回収室を、前記収容室に連通させ、前記収容室内の空間と前記回収室内の空間とを密閉する。
15. 請求項１４に記載の表面処理方法において、
    前記回収室で回収された処理液を前記収容室に循環させる。
16. 請求項１１〜１５のいずれかに記載の表面処理方法において、
    前記収容室の他方側において、前記収容室から放出される処理液の流れを絞ることにより、前記収容室内における処理液の圧力を増加させる。
17. 請求項１１〜１６のいずれかに記載の表面処理方法において、
    前記収容室内に前記基板を収容した後、前記収容室への処理液の圧送を行い、前記収容室内から前記基板を取り出す前に、前記収容室への処理液の圧送を停止する。
18. 請求項１１〜１７のいずれかに記載の表面処理方法において、
    異なる処理液を、順次前記基板の処理表面と前記収容室の壁部との間に圧送する。
19. 請求項１１〜１８のいずれかに記載の表面処理方法において、
    前記表面処理方法は、前記処理液を無電解めっき液として用いる無電解めっき処理方法である。
20. 請求項１１〜１８いずれかに記載の表面処理方法において、
    前記表面処理方法は、前記処理液を電解めっき液として用い、前記基板の処理表面に電解めっき液中の金属を析出させて、前記基板の処理表面に電解めっき層を形成する電解めっき処理方法であり、
    前記収容室の前記壁部の少なくとも一部を陽極とし、前記基板を陰極とし、前記陽極と前記陰極との間に電圧を印加しながら、前記電解めっき層を形成する。

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