JP7014553B2 - めっき装置 - Google Patents

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Description

本発明は、めっき装置に関する。
従来、半導体ウェハ等の基板の表面に設けられた微細な配線用溝、ホール、又はレジスト開口部に配線を形成したり、基板の表面にパッケージの電極等と電気的に接続するバンプ(突起状電極)を形成したりすることが行われている。この配線及びバンプを形成する方法として、例えば、電解めっき法、蒸着法、印刷法、ボールバンプ法等が知られている。半導体チップのI/O数の増加、細ピッチ化に伴い、微細化が可能で性能が比較的安定している電解めっき法が多く用いられるようになってきている。
電解めっき法で配線又はバンプを形成する場合、基板上の配線用溝、ホール、又はレジスト開口部に設けられるバリアメタルの表面に電気抵抗の低いシード層(給電層)が形成される。このシード層の表面において、めっき膜が成長する。近年、配線及びバンプの微細化に伴って、より薄い膜厚のシード層が用いられている。シード層の膜厚が薄くなると、シード層の電気抵抗(シート抵抗)が増加する。
一般的に、めっきされる基板は、その周縁部に電気接点を有する。このため、基板の中央部には、めっき液の電気抵抗値と基板の中央部から電気接点までのシード層の電気抵抗値との合成抵抗に対応する電流が流れる。一方で、基板の周縁部(電気接点近傍)には、ほぼ、めっき液の電気抵抗値に対応する電流が流れる。即ち、基板の中央部には、基板の中央部から電気接点までのシード層の電気抵抗値の分だけ、電流が流れにくい。この基板の周縁部に電流が集中する現象はターミナルエフェクトと呼ばれる。
比較的薄い膜厚のシード層を有する基板は、基板の中央部から電気接点までのシード層の電気抵抗値が比較的大きい。このため、比較的薄い膜厚のシード層を有する基板にめっきを行う場合、ターミナルエフェクトが顕著になる。また、基板が大型化するほど、基板の中央部から電気接点までのシード層の電気抵抗値が大きくなる。その結果、基板の中央部におけるめっき速度が低下し、基板の中央部におけるめっき膜の膜厚が基板の周縁部におけるめっき膜よりも薄くなり、膜厚の面内均一性が低下する可能性がある。
ターミナルエフェクトによる膜厚の面内均一性の低下を抑制するためには、基板に加わる電場を調整することが必要になる。特開2016-98399号公報(特許文献1)に記載されたような、アノードから円形の基板に向かう電場を調整可能なアノードマスクを備えためっき装置が知られている。また、特開平6-17297号公報(特許文献2)に記載されたような、基板とアノードとの間においてアノードから離れた位置に電流阻止部を設けためっき装置が知られている。
ところで、円形の半導体ウェハのような円形基板ではなく、矩形又は角形の基板にめっきを行う場合、処理すべき基板の縦横寸法比はさまざまである。めっきにより金属を埋め込む凹部等のパターンの配置もバリエーションが増えることになる。このような矩形の基板に膜厚均一性の良いめっきを行うには、従来の電流阻止手段では電場の制御が十分に行えなくなってきている。また、矩形以外の、例えば円形の基板であっても、外周部分のめっき膜厚をより均一にしたい場合がある。
特開2016-98399号公報 特開平6-17297号公報
本発明の目的は、めっき装置における電場調整機能を向上させることにある。
本発明の一側面は、 めっき装置に関し、このめっき装置は、めっき槽と、 前記めっき槽に配置され、基板を保持するための基板ホルダと、 前記基板ホルダと対向して配置されるアノードと、 前記アノードから前記基板への電場の一部を遮蔽するための少なくとも1つの電場遮蔽体と、を備え、 前記電場遮蔽体は、前記基板と前記アノードとの間の電場を通過させる開口部を有し、かつ、前記開口部の第1方向における開口寸法、及び第2方向における開口寸法を独立に調整可能に構成されている。
本発明の一側面は、 めっき装置に関し、このめっき装置は、めっき槽と、 前記めっき槽に配置され、基板を保持するための基板ホルダと、 前記基板ホルダと対向して配置されるアノードと、前記アノードから前記基板への電場の一部を遮蔽するための少なくとも1つの電場遮蔽体と、を備え、 前記電場遮蔽体は、前記アノードからの電場を通過させるための開口部を各々が有する3つ以上の遮蔽部材を有し、 少なくとも2つの前記遮蔽部材は、各開口部が重なって形成される開口領域を調整するように、少なくとも1つの前記遮蔽部材に対して移動可能に構成されている。
めっき装置の一実施形態を示す模式図である。 めっき槽の構成を概略的に示す側面図である。 第1実施形態に係るアノードユニットの斜視図である。 第1実施形態に係るアノードユニットの下マスクを省略して示す斜視図である。 第1実施形態に係るアノードユニットの上部及び下マスクを省略して示す斜視図である。 第1実施形態の変形例に係るアノードユニットの右上方からみた斜視図である。 第1実施形態の変形例に係るアノードユニットの左上方からみた斜視図である。 第2実施形態に係るアノードユニットの斜視図である。 第2実施形態に係るアノードユニットの駆動部を省略した斜視図である。 第2実施形態に係るアノードユニットの第1状態における正面図である。 第2実施形態に係るアノードユニットの第2状態における正面図である。 第3実施形態に係るアノードユニットのアノードマスクを前面側からみた斜視図である。 第3実施形態に係るアノードユニットのアノードマスクを背面側からみた斜視図である。 第3実施形態に係るアノードユニットのアノードマスクの側面図である。 図10CのA-A線に沿った矢視図である。 図10CのB-B線に沿った矢視図である。 第1状態におけるアノードマスクの前面図である。 第2状態におけるアノードマスクの前面図である。 第1状態におけるアノードマスクの背面図である。 第2状態におけるアノードマスクの背面図である。 第4実施形態に係るアノードユニットの斜視図である。 第4実施形態に係るアノードユニットの一部切り欠き斜視図である。 第4実施形態に係るアノードユニットの前面側からみた分解斜視図である。 第4実施形態に係るアノードユニットの背面側からみた分解斜視図である。 アノードホルダの正面図である。 左右マスク可変レバーの正面図、側面図及び背面図である。 左右マスクブレードの正面図及び側面図である。 中間案内部材の正面図及び背面図である。 上下マスク可変レバーの正面図、側面図、及び背面図である。 上下マスクブレードの正面図及び側面図である。 前面案内部材の背面図である。 第1状態の左右マスクの正面図である。 第2状態の左右マスクの正面図である。 第1状態の上下マスクの正面図である。 第2状態の上下マスクの正面図である。 第4実施形態に係るアノードホルダの変形例である。 本発明を適用したレギュレーションプレートの斜視図である。
以下に、本発明に係るめっき装置およびめっき装置に使用されるアノードユニットの実施形態を添付図面とともに説明する。添付図面において、同一または類似の要素には同一または類似の参照符号が付され、各実施形態の説明において同一または類似の要素に関する重複する説明は省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。なお、本明細書において「基板」には、半導体基板、ガラス基板、プリント回路基板だけでなく、磁気記録媒体、磁気記録センサ、ミラー、光学素子や微小機械素子、あるいは部分的に製作された集積回路を含む。基板は、任意の形状(角形、円形等)のものを含む。また、本明細書において「前面」、「背面」、「フロント」、「バック」、「上」、「下」、「左」、「右」等の表現を用いるが、これらは、説明の都合上、例示の図面の紙面上における位置、方向を示すものであり、装置使用時等の実際の配置では異なる場合がある。
図1は、めっき装置の一実施形態を示す模式図である。図1に示すように、めっき装置は、架台101と、めっき装置の運転を制御する制御部103と、基板W(図2参照)をロードおよびアンロードするロード/アンロード部170Aと、基板ホルダ11(図2参照)に基板Wをセットし、かつ基板ホルダ11から基板Wを取り外す基板セット部(メカ室、基板着脱部)170Bと、基板Wをめっきするプロセス部(前処理室、めっき室)170Cと、基板ホルダ11を格納するホルダ格納部(ストッカ室)170Dと、めっきされた基板Wを洗浄および乾燥する洗浄部170Eとを備えている。本実施形態に係るめっき装置は、めっき液に電流を流すことで基板Wの被めっき面を金属でめっきする電解めっき装置である。また、本実施形態の処理対象となる基板Wは、半導体パッケージ基板等である。特に、本実施形態に係るめっき装置は、矩形の基板に好適に用いることができる。また、基板Wの表面側および裏面側のそれぞれには、シード層等からなる電導層が形成され、さらに、この電導層の上のパターン面形成領域にはレジスト層が形成されており、このレジスト層には、予めトレンチやビアが形成されている。本実施形態においては、基板の表面と裏面とを接続する貫通孔を備える基板(いわゆるスルーホール基板)を処理対象として含み得る。
図1に示すように、架台101は、複数の架台部材101a~101hから構成されており、これら架台部材101a~101hは連結可能に構成されている。ロード/アンロード部170Aの構成要素は第1の架台部材101a上に配置されており、基板セット部170Bの構成要素は第2の架台部材101b上に配置されており、プロセス部170Cの構成要素は第3の架台部材101c~第6の架台部材101f上に配置されており、ホルダ格納部170Dの構成要素は第7の架台部材101gおよび第8の架台部材101h上に配置されている。
ロード/アンロード部170Aには、めっき前の基板Wを収納したカセット(図示しない)が搭載されるロードステージ105と、プロセス部170Cでめっきされた基板Wを受け取るカセット(図示しない)が搭載されるアンロードステージ107とが設けられている。さらに、ロード/アンロード部170Aには、基板Wを搬送する搬送用ロボットからなる基板搬送装置122が配置されている。
基板搬送装置122はロードステージ105に搭載されたカセットにアクセスし、めっき前の基板Wをカセットから取り出し、基板Wを基板セット部170Bに渡すように構成されている。基板セット部170Bでは、めっき前の基板Wが基板ホルダ11にセットされ、めっき後の基板Wが基板ホルダ11から取り出される。
プロセス部170Cには、プリウェット槽126と、プリソーク槽128と、第1リンス槽130aと、ブロー槽132と、第2リンス槽130bと、第1めっき槽10aと、第2めっき槽10bと、第3リンス槽130cと、第3めっき槽10cとが配置されている。これら槽126,128,130a,132,130b,10a,10b,130c,10cは、この順に配置されている。以下の説明では、第1めっき槽10a、第2めっき槽10b、第3めっき槽10cを総称して、又は、これらのめっき槽のうち任意のめっき槽を参照して、めっき槽10と称する場合がある。
プリウェット槽126では、前処理準備として、基板Wが純水に浸漬される。プリソーク槽128では、基板Wの表面に形成されたシード層などの導電層の表面の酸化膜が薬液によってエッチング除去される。第1リンス槽130aでは、プリソーク後の基板Wが洗浄液(例えば、純水)で洗浄される。
第1めっき槽10a、第2めっき槽10b、および第3めっき槽10cの少なくとも1つのめっき槽10では、基板Wの被めっき面がめっきされる。なお、図1に示される実施形態においては、めっき槽10は、3つであるが、他の実施形態として任意の数のめっき槽10を備えるようにしてもよい。また、ここでは、基板Wの片面をめっきする場合を例に挙げるが、両面めっきの場合にも本発明を適用可能である。
第2リンス槽130bでは、第1めっき槽10aまたは第2めっき槽10bでめっきされた基板Wが基板ホルダ11とともに洗浄液(例えば、純水)で洗浄される。第3リンス槽130cでは、第3めっき槽10cでめっきされた基板Wが基板ホルダ11とともに洗浄液(例えば、純水)で洗浄される。ブロー槽132では、めっき処理前後において洗浄後の基板Wの液切りが行われる。
プリウェット槽126、プリソーク槽128、リンス槽130a~130c、およびめっき槽10a~10cは、それらの内部に処理液(液体)を貯留できる処理槽である。これら処理槽は、処理液を貯留する複数の処理セルを備えているが、この実施形態に限定されず、これら処理槽は単一の処理セルを備えてもよい。また、これら処理槽の少なくとも一部が単一の処理セルを備えており、他の処理槽は複数の処理セルを備えてもよい。
めっき装置は、基板ホルダ11を搬送する搬送機140をさらに備えている。搬送機140はめっき装置の構成要素の間を移動可能に構成されている。搬送機140は、基板セット部170Bからプロセス部170Cまで水平方向に延びる固定ベース142と、固定べ一ス142に沿って移動可能に構成された複数のトランスポータ141とを備えている。
これらトランスポータ141は、基板ホルダ11を保持するための可動部(図示しない)をそれぞれ有しており、基板ホルダ11を保持するように構成されている。トランスポータ141は、基板セット部170B、ホルダ格納部170D、およびプロセス部170Cとの間で基板ホルダ11を搬送し、さらに基板ホルダ11を基板Wとともに上下動させるように構成されている。例えば、トランスポータ141の1つは、基板Wを保持した基板ホルダ11をめっき槽10の上から下降させることにより、基板Wを基板ホルダ11とともにめっき槽10内のめっき液中に浸漬させることができる。トランスポータ141の移動機構として、例えばモータとラックアンドピニオンとの組み合わせが挙げられる。なお、図1に示される実施形態では、3つのトランスポータが設けられているが、他の実施形態として任意の数のトランスポータを採用してもよい。
(めっき槽の構成)
図2は、めっき槽の構成を概略的に示す側面図である。めっき処理中、めっき槽10には、基板Wを保持した基板ホルダ11と、アノード電極ANを保持するアノードユニット12と、レギュレーションプレート14と、パドル15とが配置される。めっき槽10はめっき液を収容し、基板W及びアノード電極ANはめっき液中に浸漬される。アノードユニット12は、アノード電極ANを保持するアノードホルダ200と、アノード電極ANと基板Wとの間の電場を調整するためのアノードマスク300とを有する。一例では、アノードユニット12は、アノードボックス13内に収容される。アノードボックス13のアノード電極ANに対向する位置には開口部が設けられ、開口部には隔膜13aが配置される。アノードマスク300は、例えば誘電体材料からなる1又は複数の略板状の部材を含む。アノードマスクの詳細については、後述する。レギュレーションプレート14は、開口部を有し、アノードマスク300と同様に基板Wとの間の電場を調整する。一例では、レギュレーションプレート14の開口部の寸法は固定であり、異なる開口寸法のレギュレーションプレートを入れ替えて使用する。他の例では、レギュレーションプレート14の開口寸法は調整可能である。パドル15は、基板Wの被めっき面の近傍のめっき液を撹拌する。パドル15は、たとえば、略棒状の部材とすることができ、鉛直方向を向くようにめっき槽10内に設けることができる。パドル15は、図示しない駆動装置により基板Wの被めっき面に沿って水平移動できるように構成される。また、パドル15は、板状部材に複数の縦方向のスリットを設けたものでもよい。なお、めっき品質の観点から、(基板Wの被めっき面の露出面積または寸法)>(レギュレーションプレートの開口面積または寸法)>(アノードマスクの開口面積または寸法)の関係となることが好ましい。この場合、基板W自体の面積または寸法は、レギュレーションプレートの開口部の面積または寸法よりも大きい、ということになる。従って、上記関係を満たすように、アノードマスクの開口面積(または開口寸法)及びレギュレーションプレートの開口面積(または開口寸法)が設定及び/又は調整されることが好ましい。
アノード電極ANは、アノードホルダ200内の配線を介して外部電源(図示せず)に接続されている。また、基板Wの被めっき面は、基板ホルダ11内の配線を介して外部電源に接続されている。アノード電極ANと基板Wとの間に外部電源から電圧が供給されると、外部電源から、アノード電極AN、めっき液、基板Wの被めっき面のシード層を通り、外部電源に戻る経路で、めっき電流が流れる。これにより、めっき液中の金属が基板Wの被めっき面上に析出し、基板Wがめっき処理される。
めっき槽10には、めっき液をめっき槽10と外槽16との間で循環させる循環機構700が設けられている。循環機構700、めっき槽10から溢れためっき液を受け入れる外槽16と、めっき槽10とを接続する循環ライン702とを備える。一例では、循環ライン702は、めっき槽10の底部と、外槽16の底部とに接続される。循環ライン702には、弁704が設けられており、循環ライン702の開閉を行うことができる。弁704はたとえば電磁弁とするこができ、制御部103(図1参照)により循環ライン702の開閉を制御することができるようにしてもよい。循環ライン702には、ポンプ706が設けられており、ポンプ706によって、循環ライン702を通してめっき液を外槽16からめっき槽10へ循環させることができる。循環ライン702には、温度制御装置708が設けられており、循環ライン702を通るめっき液の温度を制御することができる。たとえば、めっき槽10に図示しない温度計を設け、この温度計で測定しためっき液温度に応じて、制御部103により温度制御装置708を制御するようにしてもよい。循環ライン702には、フィルタ710が設けられており、循環ライン702を通るめっき液の固形物を取り除くことができる。
(アノードユニット)
(第1実施形態)
図3は、第1実施形態に係るアノードユニットの斜視図である。図4は、第1実施形態に係るアノードユニットの下マスクを省略して示す斜視図である。図5は、第1実施形態に係るアノードユニットの上及び下マスクを省略して示す斜視図である。
アノードユニット12は、アノード電極ANを保持するアノードホルダ200と、アノード電極ANの露出領域(開口領域)を調整するためのアノードマスク300と、を備えている。アノードホルダ200は、アノード本体201と、アーム部202とを備えている。アノードマスク300は、アノードホルダ200の前面に一体的に取り付けられる。アノード本体201は、開口部204を有している。アノード本体201は、アノード電極ANを保持し、アノード電極ANを開口部204から露出するように構成されている。アーム部202は、その両端部においてアノードホルダ200をめっき槽10に装着するように構成されており、一方の端部には外部電源(図示せず)に電気的に接続される給電端子203aが設けられている。アノード電極ANに2つの給電経路で給電するような場合には、アーム部202の他方の端部にも給電端子203bをさらに設けてもよい。以下の説明では、アノードユニット(アノードホルダ、アノードマスク)の基板ホルダ11に対向する側を、アノードユニット(アノードホルダ、アノードマスク)の前面(正面)、反対側を後面(背面)と称する。
アノードマスク300は、左マスク311と、右マスク312と、上マスク313と、下マスク314とを備えている。左マスク311と、右マスク312と、上マスク313と、下マスク314は、それぞれ、アノード本体201の開口部204の左側端部、右側端部、上側端部、下側端部における開口部204の開口領域(開口寸法、開口位置)を調整する。各マスク311~314は、例えば誘電体材料からなる。
左マスク311は、図5に示すように、略L字状の板状部材であり、アノード本体201の開口部204の左側端部に沿って延びている。アノード本体201の前面には、開口部204の下部で下辺に沿って延びるガイド333が設けられている。ガイド333の内側には、スリットが設けられている。左マスク311の下部は、ガイド333のスリットに係合し、ガイド333によって左右方向に沿って案内されている。左マスク311の上部には、ガイド部材315が取り付けられている。ガイド部材315は、2つ以上設けられてもよい。ガイド部材315は、別部材として左マスク311に取り付けられてもよいし、左マスク311と一体に形成されてもよい。ガイド部材315は、アノード本体201の左右方向に沿って延びる貫通穴を有し、貫通穴の内周には雌ねじが設けられている。
ガイド部材315の貫通穴に直接雌ねじが設けられてもよいし、内周に雌ねじを有する貫通孔が設けられた別の部材をガイド部材315に取り付けてもよい。
右マスク312は、略L字状の板状部材であり、アノード本体201の開口部204の右側端部に沿って延びている。右マスク311の下部は、ガイド333によって左右方向に沿って案内されている。右マスク311の上部には、ガイド部材316が取り付けられている。ガイド部材316の構成は、ガイド部材315の構成と同様である。
ガイド部材315、316の貫通孔には、アノード本体201の左右方向に延びるロッド324が挿入されている。ロッド324の外周には雄ねじが設けられている。ガイド部材315、316の雌ねじに、ロッド324の雄ねじが螺合して、送りねじ機構を構成している。ロッド324は、軸受341、342に支持されており、ロッド324の一端は、モータ321の回転軸に連結されている。ガイド部材315の雌ねじと、ガイド部材316の雌ねじとは、ロッド324の回転によってロッド324の軸方向に沿って互いに反対方向に移動するように、ロッド324の雄ねじに係合している。なお、他の実施形態では、ガイド部材315の雌ねじと、ガイド部材316の雌ねじとは、ロッド324の回転によってロッド324の軸方向に沿って同一方向に移動するように、ロッド324の雄ねじに係合してもよい。
ロッド324がモータ321によって回転されると、ガイド部材315、316が左右方向に沿って互いに接近又は離間するように移動し、これにより、ガイド部材315、316に固定された左マスク311、右マスク312が左右方向に沿って互いに接近又は離間するように移動する。この結果、アノード本体201の開口部204の左側端部及び右側端部における開口領域が調整される。言い換えれば、開口部204の左右方向の開口寸法が調整される。
上マスク313は、図4に示すように、アノード本体201の開口部204の上部において上辺に沿って延びている。アノード本体201の前面には、開口部204の左辺及び右辺の外側で左辺及び右辺に沿って延びるガイド331a、331bが設けられている。ガイド331a、331bの内側には、スリットが設けられている。上マスク313の左部及び右部は、ガイド331a、331bのスリットに係合し、ガイド331a、331bによって上下方向に沿って移動するように案内されている。上マスク313には、2つのラックギア317、318が設けられている。各ラックギア317、318は、ラック歯を有する。各ラックギア317、318は、上マスク313の左右対称の位置に設けられている。ラックギアの数は、1つでもよいし、3つ以上でもよい。各ラックギア317、318は、左右方向に延びるロッド325に設けられた2つのピニオンギア326、327にそれぞれ係合している。ラックギア317、318と、ピニオンギア326、327によって、ラックピニオン機構が構成されている。ロッド325は、軸受343、344によって支持されており、ロッド325の一端は、モータ322の回転軸に連結されている。ロッド325がモータ322によって回転されると、ラックピニオン機構によって上マスク313が上下方向に沿って移動する。この結果、アノード本体201の開口部204の上側端部における開口領域が調整される。
なお、モータ321、322は、めっき槽10に固定されている。また、図3~図6Bにおいては図示しないが、ロッド324をガイド部材315と軸受341の間で2つに分割し、2つのロッド324の間を継手で連結することができる(図13参照)。同様に、ロッド325をラックギア317と軸受343の間で2つに分割し、2つのロッド325の間を継手で連結することができる。軸受342、344側のロッド324、325についても、同様に構成することができる。このように構成する場合、アノード電極ANの交換など、アノードユニット12のメンテナンスを行う際には、継手によるロッド間の連結
を解除することにより、アノードユニット12をめっき槽10から取り出すことができる。
下マスク314は、図3に示すように、アノード本体201の開口部204の下側端部において開口部204の下辺に沿って延びる下マスク部314aと、開口部204の左辺及び右辺の外側で左辺及び右辺に沿って延びる左延長部314b及び右延長部314cと、左延長部314b及び右延長部314cを互いに連結するように形成された上延長部314dとを備えている。左延長部314b及び右延長部314cの上部は、上マスク313との干渉を避けるためにアノード本体201から離間する方向に屈曲し、さらにアノード本体201に平行な方向に延びるように屈曲し、上延長部314dに連結されている。また、上延長部314dは、正面視において、上マスク313との干渉を避ける位置に配置されている。言い換えれば、アノードユニット12を前方からみたとき、上マスク313と重ならないように上延長部314dが構成されている。
アノード本体201の前面には、開口部204の左辺及び右辺の外側で左辺及び右辺に沿って延びるガイド332a、332bが設けられている。ガイド332a、332bの内側には、スリットが設けられている。左延長部314b及び右延長部314cは、ガイド332a、332bのスリットに係合し、ガイド332a、332bによって上下方向に沿って移動するように案内されている。下マスク314の上延長部314dの背面には、ラックギア319、320が設けられている(図3、図4)。ラックギア319、320の構成は、ラックギアラックギア317、318の構成と同様である。ラックギア319、320は、それぞれピニオンギア326、327にそれぞれ係合している。ラックギア319、320と、ピニオンギア326、327によって、ラックピニオン機構が構成されている。ロッド325がモータ322によって回転されると、ラックピニオン機構によって上延長部314dが上下方向に沿って移動し、これにより、下マスク314がガイド332a、332bに沿って上下方向に沿って移動する。この結果、アノード本体201の開口部204の下側端部における開口領域が調整される。
ラックピニオン機構によって、上マスク313と下マスク314とは、上下方向に沿って反対方向に移動する。上マスク313のラックギア317,318と、下マスク314のラックギア319、320とは、ピニオンギア326、327の回転によって互いに反対方向に移動するように、ピニオンギア326、327に係合している。なお、他の実施形態では、上マスク313と下マスク314は一体で形成され、ラックピニオン機構によって上下方向の同一方向に移動するように、係合してもよい。
以上説明したアノードユニット12によれば、左マスク311と右マスク312とが左右方向に沿って接近離間するように移動可能であるとともに、上マスク313と下マスク314とが上下方向に沿って接近離間するように移動することが可能である。この結果、アノードホルダ200の開口部204の左右方向の開口領域と、上下方向の開口領域とを互いに独立に調整することが可能である。これにより、基板上のめっきすべきパターンの配置や、基板あるいはアノード電極への給電方法によって影響を受ける基板上のめっき膜厚分布をより細かく調整できる。
また、左マスク311と右マスク312とが左右方向に沿って同期して接近離間するように移動するので、開口部204の左右の各端部における開口領域を同一量で調整することができる。また、開口部204の左右の各端部における開口領域を対称に調整することができる。同様に、上マスク313と下マスク314とが上下方向に沿って同期して接近離間するように移動するので、開口部204の上下の各端部における開口領域を同一量で調整することができる。開口部204の上下の各端部における開口領域を対称に調整することができる。例えば、基板、アノード電極、アノードマスクの開口部204の中心が一
直線上になるように各部材を配置した状態で、開口部の中心が移動しないようにしたままで開口部204の左右方向の開口寸法と上下方向の開口寸法がそれぞれ最適になるように調整することができるので、めっき膜厚の調整方法がシンプルになり、めっき槽間でのめっき膜厚の均一性のばらつきも抑えやすくなる。
(第1実施形態の変形例)
図6Aは、第1実施形態の変形例に係るアノードユニットの左上方からみた斜視図である。図6Bは、第1実施形態の変形例に係るアノードユニットの右上方からみた斜視図である。変形例に係るアノードユニット12では、左マスク311と右マスク312とが独立の駆動機構によって駆動され、上マスク313と下マスク314とが独立の駆動機構によって駆動される。左マスク311と右マスク312とは、独立の駆動機構によって同期して、又は、同期せずに駆動されることが可能である。左マスク311と右マスク312とは、接近離間するように駆動されることが可能であり、同一方向に移動するように駆動されることが可能である。上マスク313と下マスク314についても同様である。
図6A及び図6Bに示すように、ロッド324がロッド324a及びロッド324bに分割されており、ロッド324aの一端は、モータ321aの回転軸に連結され、ロッド324bの一端は、モータ321bの回転軸に連結されている。左マスク311のガイド部材315に、ロッド324aが係合している。右マスク312のガイド部材316に、ロッド324bが係合している。ロッド324a及びロッド324bの外周には、ロッド324と同様に、それぞれ雄ねじが設けられている。ロッド324aの外周の雄ねじと、ガイド部材315の貫通孔の雌ねじとで、送りねじ機構が構成されている。ロッド324bの外周の雄ねじと、ガイド部材316の貫通孔の雌ねじとで、送りねじ機構が構成されている。左マスク311及び右マスク312は、独立の駆動源であるモータ321a、321bの回転によって、同期して又は同期せずに、左右方向に移動可能である。左マスク311及び右マスク312は、独立の駆動源であるモータ321a、321bの回転によって、左右方向に沿って、接近又は離間するように、又は同一方向に移動可能である。
図6A及び図6Bに示すように、ロッド325がロッド325a及びロッド325bに分割されている。ロッド325aの一端は、モータ322aの回転軸に連結され、ロッド325bの一端は、モータ322bの回転軸に連結されている。上マスク313のラックギア317に、ロッド325aのピニオンギア326が係合している。下マスク314のラックギア320に、ロッド325bのピニオンギア327が係合している。ロッド325aの他端は、アノードホルダ200に取り付けられた軸受345によって支承されている。ロッド325bの他端は、アノードホルダ200に取付けられた軸受346によって支承されている。上マスク313の右側上方部には、軸受346との干渉を避けるために切り欠きが設けられている。下マスク314の上延長部314dの左側上方部には、軸受346との干渉を避けるための切り欠きが設けられている。
上マスク313及び下マスク314は、独立の駆動源であるモータ322a、322bの回転によって、同期して又は同期せずに、上下方向に沿って移動可能である。上マスク313及び下マスク314は、独立の駆動源であるモータ322a、322bの回転によって、上下方向に沿って、接近又は離間するように又は同一方向に移動可能である。
なお、各モータ321a、321b、322a、322bは、めっき槽10に固定されている。また、各ロッド324a、324b、325a、325bを2つに分割し、継手で連結することが可能である。この場合、アノード電極ANの交換など、アノードユニット12のメンテナンスを行う際には、継手による各ロッドの連結を解除することにより、アノードユニット12をめっき槽10から取り出すことができる。
変形例に係るアノードユニット12によれば、左マスク311と右マスク312とを異なる量で調整可能であり、上マスク313と下マスク314とを異なる量で調整可能でありので、開口領域の中心位置を調整することが可能である。例えば、基板Wとアノードマスクの中心位置の位置合わせにずれがある場合に、アノードマスクの開口領域の調整によって位置合わせのずれを補正することが可能となる。また、基板Wと、レギュレーションプレートと、アノードマスクの中心位置の位置合わせにずれがある場合に、アノードマスクの開口領域の調整によって位置合わせのずれを補正することが可能となる。また、めっきすべきパターンの配置が左右あるいは上下に偏っている基板を処理する際にも、アノードマスク自体の位置を移動させることなく、電場を調整することが可能になる。なお、後述するレギュレーションプレートへの適用例を用いれば、レギュレーションプレートの開口領域も同様に調整することができるので、中心位置合わせの精度をさらに向上させることができる。
なお、変形例に係るアノードユニット12においても、制御部103の制御により、左マスク311と右マスク312とを同期して調整可能であり、上マスク313と下マスク314とを同期して調整可能である。
(レギュレーションプレートへの適用)
図26は、本発明を適用したレギュレーションプレートの斜視図である。レギュレーションプレート14’は、ベースプレート140’と、調整プレート12’とを備える。ベースプレート140’は、一定の開口面積を有する開口部140aを有する遮蔽プレートである。調整プレート12’は、上記実施形態のアノードマスク300と同様の構成を有するプレートである。調整プレート12’は、アノードマスク300と同様に貫通する開口部を有し、アノードマスク300と同様の機構により、開口部の大きさあるいは位置あるいは形状を変えることができる。これにより、アノード電極からやや離れた、基板とアノード電極の中間に配置されたレギュレーションプレートの開口部をアノードマスク300と同様な機構により調整して電場を制御することができる。なお、調整プレート12’は、各実施形態に係るアノードマスクと同様の構成を有することができる。例えば、調整プレート12’は、後述する、図7~図9Bに示す第2実施形態に係るアノードマスクの構成、図10A~図12Bに示す第3実施形態に係るアノードマスクの構成、図13~図25に示す第4実施形態に係るアノードマスクの構成を採用することができる。 このような構成により、調整プレート12’では、アノードマスクの各マスクの位置を調整して、これにより、ベースプレート140’の開口部140aの開口領域を調整することができるようになっている。
なお、アノードマスクはアノード電極に近く基板から遠いため、基板のめっき面全体の膜厚をコントロールするのに有効である。一方、調整プレートはアノードマスクよりも基板側に近く、調整プレートは基板の外周部のみの膜厚をコントロールするのに比較的向いている。アノードマスクと調整プレートの両方を2方向独立可変とすることにより、より細かなめっき膜厚制御が可能となり、好ましい。
なお、図26では一定の開口面積を有する開口部140aを有するベースプレート140’と、アノードマスク300と同様の構成を有する調整プレート12’を組み合わせた形態を述べたが、電場の遮蔽制御を十分に行うことができれば、ベースプレート140’を設けなくても良い。すなわち、開口領域を可変とすることができる調整プレート12’のみを基板ホルダ11と、アノードユニット12の間に配置して、レギュレーションプレートとして用いてもよい。調整プレート12’を用いてレギュレーションプレートの開口領域を可変とした場合、アノードユニットのアノードマスクとして、固定の開口領域を有するアノードマスクを用いてもよい。また、レギュレーションプレートの開口領域とアノードマスクの開口領域を両方とも可変とした場合、各々の開口寸法を調整できる方向は、
互いに異なっていてもよい。
(アノードマスク開口領域の調整制御)
アノードマスクの各マスクの移動制御は、制御部103によって実行される。制御部103は、アノードマスクの各マスクの移動制御を実行するプログラムを有するか、外部のメモリ等から取得する。例えば、アノードユニット(アノードマスク)の開口領域の情報(例えば、各マスクの位置、アクチュエータの移動量)は、レシピの項目に含めて、メモリ等に記憶しておく。そして、制御部103が、レシピ項目を読み出し、開口領域の情報に基づいて、アクチュエータを制御して、アノードユニット(アノードマスク)の開口領域を調整する。このとき、アクチュエータによって、開口領域の左右方向、及び、上下方向の開口寸法を独立に制御することが可能である。アクチュエータは、モータ、ソレノイド、エアーシリンダ等の任意の駆動源とすることができる。また、アノードユニット(アノードマスク)の開口領域の調整は、めっき処理前、処理中に行うことができる。例えば、めっき処理前に基板の種類ごとに開口領域を変更することが可能である。また、めっき処理中に開口領域(開口部)の面積または寸法を調整することも可能である。例えば、めっき初期はターミナルエフェクトが強く作用するため開口領域を小さくして基板の外周部のめっき膜厚が厚くなることを防止し、めっきが進行してめっき膜厚が全体的に厚くなった段階ではターミナルエフェクトが緩和されるため開口領域を広げてさらにめっき膜厚の均一性を向上させることができる。レギュレーションプレートについても同様に制御可能である。なお、レギュレーションプレートの開口領域の調整も、同様に制御部13によって行うことができる。以下に説明する実施形態についても同様である。
なお、(基板Wの面積または寸法)>(レギュレーションプレートの開口面積または寸法)>(アノードマスクによる開口面積または寸法)の関係となるように、レギュレーションプレートの開口領域(または開口寸法)、アノードマスクによる開口面積(または開口寸法)が調整されることが好ましい。以下に説明する実施形態についても同様である。
上記実施形態において、アクチュエータからの動力を使用せずに、各マスクを手動で移動させてもよい。他の実施形態についても同様に、アクチュエータからの動力を使用せずに、各マスクを手動で移動させてもよい。
(第2実施形態)
図7は、第2実施形態に係るアノードユニットの斜視図である。図8は、第2実施形態に係るアノードユニットの駆動部を省略した斜視図である。図9Aは、第2実施形態に係るアノードユニットの第1状態における正面図である。図9Bは、第2実施形態に係るアノードユニットの第2状態における正面図である。
本実施形態に係るアノードユニット12は、アノードホルダ200と、アノードマスク400とを備える。アノードホルダ200の構成は、第1実施形態と概ね同一であるので、詳細な説明は省略する。なお、第1実施形態と同様に、アノードホルダとアノードマスクとを別体で設ける場合は、上記アノードホルダ200をアノードマスク300のベースプレートとして使用することができる。
アノードマスク400は、左マスク411と、右マスク412と、上マスク413と、下マスク414とを備えている。左マスク411と、右マスク412と、上マスク413と、下マスク414は、それぞれ、アノード本体201の開口部204の左側端部、右側端部、上側端部、下側端部における開口部204の開口領域(開口寸法等)を調整する。各マスク411~414は、例えば誘電体材料からなる。
図9Aの左マスク411の位置(第1の状態)において、移動部材424、425がアクチュエータ421によって上方に移動すると、図9B(第2の状態)に示すように、リンク453がリンク455を介して移動部材425によって上方に引き上げられ、リンク453がピン453bを中心にして反時計回りに回転する。リンク453の回転によって左マスク411も回転しようとするが、左マスク411の下端部がリンク451を介してアノードホルダ200に接続されているため、左マスク411は上昇しつつ左方向に平行移動することになる。右マスク412も同様に、図9Aの位置(第1の状態)から図9B(第2の状態)に移動する。但し、リンク454の回転方向が、リンク453の回転方向と逆方向であるため、右マスク412は、右方向に移動する。その結果、左マスク411と右マスク412とは、離間するように移動される。また、移動部材424、425がアクチュエータ421によって下方に移動すると、リンク453、454がそれぞれ逆方向に回転し、左マスク411と右マスク412とが接近する方向に移動する。以上のように、左マスク411と右マスク412とは、移動部材425を介して同期して、左右方向に沿って、接近離間するように移動される。この結果、左マスク411と右マスク412の移動量に応じて、アノード本体201の開口部204の左側端部及び右側端部における開口領域が調整される。
右マスク412は、板状部材であり、アノード本体201の開口部204の右側端部に沿って延びている。右マスク412の下端部は、リンク452を介してアノードホルダ200に接続されており、右マスク412の上端部は、リンク454を介してアノードホルダ200に接続されている。右マスク412の下端部は、ピン452aによってリンク452の一端部に対して回転可能に接続されている。リンク452の他端部は、ピン452bによってアノードホルダ200に回転可能に接続されている。リンク454は、本実施形態では、概ね三角形状であるが、他の形状であってもよい。右マスク412の上端部は、ピン454aによってリンク454に対して回転可能に接続されている。リンク454は、ピン454bによってアノードホルダ200に回転可能に接続されている。また、リンク454は、リンク456を介して移動部材425の一端に接続されている。リンク456は、ピン454cによってリンク454に回転可能に接続され、ピン427aによって移動部材425の一端に回転可能に接続されている。
移動部材425は、上下方向に延びる上下辺426、427を有し、上下辺426、427の上端部を互いに連結した構成である。各上下辺426、427には、ガイド溝428、429がそれぞれ設けられている。各ガイド溝428、429には、アノードホルダ200に設けられたガイドピン205、206がそれぞれ係合している。移動部材425の上下方向の移動は、ガイドピン205、206によってガイド溝428、429に沿って案内される。また、移動部材425の上下辺426、427の連結部の略中央部には、ハンドル425aが設けられている。ハンドル425aは、手動によって左マスク411、右マスク412を移動させる場合に使用される。
移動部材425は、図7に示すように、移動部材424に連結されている。本実施形態では、移動部材424は、移動部材425との連結部から上方に延び、その後、左右方向に沿って左側に延びる。なお、移動部材424の構成は、一例であり、他の構成であってもよい。移動部材424の左側端部は、アクチュエータ421の出力軸が当接可能に位置づけられている。アクチュエータ421は、移動部材424を上下方向に移動させることが可能である。アクチュエータ421は、めっき槽10に固定されており、例えば、モータと、モータの回転を直線運動に変換する回転直動変換機構(ボールねじ機構、ボールランプ機構等)とを有する。アクチュエータ421は、ソレノイド、エアーシリンダ等の他の駆動源であってもよい。
図9Aの左マスク411の位置(第1の状態)において、移動部材424、425がアクチュエータ421によって上方に移動すると、図9B(第2の状態)に示すように、リンク453がリンク455を介して移動部材425によって上方に引き上げられ、リンク453がピン453bを中心にして反時計回りに回転する。リンク453の回転によって左マスク411も回転しようとするが、左マスク411の下端部がリンク451を介してアノードホルダ200に接続されているため、左マスク411は上昇しつつ左方向に平行
移動することになる。右マスク412も同様に、図9Aの位置(第1の状態)から図9B(第2の状態)に移動する。但し、リンク454の回転方向が、リンク453の回転方向と逆方向であるため、右マスク412は、右方向に移動する。その結果、左マスク411と右マスク412とは、接近するように移動される。また、移動部材424、425がアクチュエータ421によって上方に移動すると、リンク453、454がそれぞれ逆方向に回転し、左マスク411と右マスク412とが接近する方向に移動する。以上のように、左マスク411と右マスク412とは、移動部材425を介して同期して、左右方向に沿って、接近離間するように移動される。この結果、左マスク411と右マスク412の移動量に応じて、アノード本体201の開口部204の左側端部及び右側端部における開口領域が調整される。
移動部材424、425がアクチュエータ421によって上下方向に移動すると、リンク453、454がピン453b、454bの周りに回転し、このリンク453、454回転が、左マスク411、右マスク412の左右方向の移動に変換される。この結果、アノード本体201の開口部204の左側端部及び右側端部における開口領域(左右方向の開口寸法)が調整される。
なお、リンク453、454の回転方向を同一方向として、左マスク411及び右マスク412が同一方向に移動するようにしてもよい。この場合、開口面積を変更しつつ又は変更せずに、開口部204の開口領域の中心を左右方向において変位させることが可能である。
上マスク413は、アノード本体201の開口部204の上側端部において上辺に沿って延びている。例えば、図9Bの第2状態において、上マスク413の下辺が、開口部204の上辺と重なるように、又は、開口部の上辺の外側に位置するように配置される。上マスク413には、リンク453のピン453bを逃がすための開口部413bと、リンク454のピン454を逃がすための開口部413cと、リンク416のピン416bを逃がすための開口部413dとが設けられている。また上マスク413には、長穴413aが設けられている。ピン416aが長穴413aに係合することによって、上マスク413がリンク416の一端部に接続されている。ピン416aは長穴413aに沿って移動可能である。リンク416の中間部分は、ピン416bによってアノードホルダ200に回転可能に接続されている。リンク416の他端部は、リンク417の一端部とともに、ピン417bによって、下マスク414の上延長部414dに設けられた長穴414eに接続されている(図9A)。ピン417bは、長穴414eに沿って移動可能である。リンク417の他端部には、ハンドル417aが設けられている。ハンドル417aは、上マスク411、下マスク412を手動で移動させる場合に使用される。
下マスク414は、枠状の部材である。下マスク414は、アノード本体201の開口部204の下側端部において開口部204の下辺に沿って延びる下マスク部414aと、開口部204の左辺及び右辺の外側で左辺及び右辺に沿って延びる左延長部414b及び右延長部414cと、左延長部414b及び右延長部414cを互いに連結するように形成された上延長部414dと、を備えている。下マスク414は、第1状態(図9A)において下マスク部414aが開口部204と重なる領域が最大になるように、及び、第2状態(図9B)において下マスク部414aが開口部204と重なる領域が最小(0を含む)になるように、アノードホルダ200に配置される。例えば、図9Bの第2状態において、下マスク414の下マスク部414aの上辺が、開口部204の下辺と重なるように、又は、開口部204の下辺の外側に位置するように配置される。上延長部414dには、長穴414eが設けられており、リンク416、417を回転可能に支持するピン417bが長穴414eに係合されている。アノード本体201の前面には、案内部207が設けられている。案内部207は、本実施形態では、アノード本体201に設けられた
凹部として構成されている。なお、案内部207は、アノード本体201に別部材を取り付けて構成してもよいし、アノード本体201の凹部と別部材とを組み合わせてもよい。下マスク414の左延長部414b及び右延長部414cが案内部207の側壁によって上下方向に沿って案内される。上マスク413は、下マスク414の左延長部414b及び右延長部414cの内側面によって上下方向の移動が案内される。
「リンク417の上端部には、図7に示すように、移動部材435の一端が連結されている。本実施形態では、移動部材435は、開口部204の上辺に沿って延びる板状部材であり、移動部材435の他端には、移動部材434が連結されている。本実施形態では、移動部材434は、移動部材435との連結部から上方に延び、その後、左右方向に沿って左側に延びる。」なお、移動部材434、435の構成は、一例であり、他の構成であってもよい。移動部材434の左側端部は、アクチュエータ422の出力軸が当接可能に位置づけられている。アクチュエータ422は、移動部材434を上下方向に移動させることが可能である。アクチュエータ422は、めっき槽10に固定されており、例えば、モータと、モータの回転を直線運動に変換する回転直動変換機構(ボールねじ機構、ボールランプ機構等)とを有する。アクチュエータ422は、ソレノイド、エアーシリンダ等の他の駆動源であってもよい。
図9Aの上マスク413、下マスク414の位置(第1状態)において、移動部材434、435がアクチュエータ422によって下方に移動すると、図9B(第2状態)に示すように、リンク417が下方に移動し、ピン417bが長穴414e内を左方向に移動しつつ下方に移動し、下マスク414の上延長部414dを下方に移動する。また、ピン417bの下方への移動が、リンク416をピン416bの周りで時計回り回転させ、ピン416aが長穴413a内を右方向に移動しつつ上方に移動し、上マスク413を上方に移動する。この結果、上マスク413と下マスク414(下マスク部414a)とが、同期して、上下方向に沿って、離間するように移動する。つまり、上マスク413が上方に移動し、下マスク414が下方に移動するので、開口部204の上側端部及び下側端部における開口領域が拡大する。
図9Bの上マスク413、下マスク414の位置(第2状態)において、移動部材434、435がアクチュエータ422によって上方に移動すると、図9A(第1状態)に示すように、リンク417が上方に移動し、ピン417bが長穴414e内を右方向に移動しつつ上方に移動し、下マスク414の上延長部414dを上方に移動する。また、ピン417の上方への移動が、リンク416をピン416bの周りで反時計回りに回転させ、ピン416aが長穴413a内を左方向に移動しつつ下方に移動し、上マスク413を下方に移動する。この結果、上マスク413と下マスク414(下マスク部414a)とが、同期して、上下方向に沿って、接近するように移動する。つまり、上マスク413が下方に移動し、下マスク414が上方に移動するので、開口部204の上側端部及び下側端部における開口領域が縮小する。
上マスク413及び下マスク414が、同期して、上下方向に沿って、接近離間するように移動することによって、その移動量に応じて、アノード本体201の開口部204の開口部204の上側端部及び下側端部における開口領域が調整される。
なお、第1状態(図9A)では、左マスク及び右マスクが最小に接近し、上マスク及び下マスクが最小に接近した状態を示し、第2状態(図9B)では、左マスク及び右マスクが最大に広がり、上マスク及び下マスクが最大に広がった状態を示すが、左マスク及び右マスクの移動と、上マスク及び下マスクの移動とは、独立のアクチュエータ421、422により又は手動により、独立に調整可能である。
以上説明したアノードユニット12によれば、左マスク411と右マスク412とが左右方向に沿って接近離間するように移動可能であるとともに、上マスク413と下マスク414とが上下方向に沿って接近離間するように移動することが可能である。この結果、アノードホルダ200の開口部204の左右方向の開口領域と、上下方向の開口領域とを互いに独立に調整することが可能である。
また、左マスク411と右マスク412とが左右方向に沿って同期して接近離間するように移動するので、開口部204の左右の各端部における開口領域を同一量で調整することができる。また、開口部204の左右の各端部における開口領域を対称に調整することができる。同様に、上マスク413と下マスク414とが上下方向に沿って同期して接近離間するように移動するので、開口部204の上下の各端部における開口領域を同一量で調整することができる。開口部204の上下の各端部における開口領域を対称に調整することができる。
なお、上マスク413、下マスク414が同一方向に移動するようにリンク機構を構成してもよい。この場合、開口面積を変更しつつ又は変更せずに、開口部204の開口領域の中心を上下方向において変位させることが可能である。また、上マスク413、下マスク414を独立の駆動源で移動させるようにしてもよい。すなわち、上マスク413と下マスク414を動かすための上述の機構をそれぞれ独立して有するようにしてもよい。
また、左マスク411と右マスク412とを同一方向に移動して調整(例えば、リンク453、454を独立に駆動)するように構成すれば、開口面積を変更しつつ又は変更せずに、開口部204の開口領域の中心を左右方向において変位させることが可能である。また、左マスク411と右マスク412とを独立の駆動源で移動させるようにしてもよい。
なお、アクチュエータからの動力を使用せずに、各マスクを手動で移動させてもよい。
なお、第2実施形態に係るアノードマスクの構成も、第1実施形態において述べたと同様に、レギュレーションプレートに適用できる。また、第2実施形態に係る、アノードマスク及びレギュレーションプレートの開口領域も、第1実施形態において述べたと同様に、制御部によって調整することができる。
(第3実施形態)
図10Aは、第3実施形態に係るアノードユニットのアノードマスクを前面側からみた斜視図である。図10Bは、第3実施形態に係るアノードユニットのアノードマスクを背面側からみた斜視図である。図10Cは、第3実施形態に係るアノードユニットのアノードマスクの側面図である。図10Dは、図10CのA-A線に沿った矢視図である。図10Eは、図10CのB-B線に沿った矢視図である。
アノードマスク500は、前述したアノードホルダ200の開口部204を備える側の前方に配置されるものである。アノードマスク500は、ベース501と、遮蔽部材510と、遮蔽部材520とを備えている。ベース501と、遮蔽部材510と、遮蔽部材520とは、それぞれ、第1から第3遮蔽部材を構成する。
ベース501は、開口部502を有している。ベース501の前面には、遮蔽部材510の移動を案内するための凹部からなる案内部503が形成されている。ベース501の背面には、遮蔽部材520の移動を案内するための凹部からなる案内部504が形成されている。なお、案内部503、504の一方または両方は、凹部以外の構成でもよい。例えば、別部材の案内部材を取り付けた構成、凹部と別部材の案内部材とを組み合わせた構
成でもよい。なお、案内部503は、遮蔽部材510の斜め方向(左右方向と上下方向の間の方向)への移動を案内するための傾斜案内部503a~503cを有する(図11A)。また、遮蔽部材510も、傾斜案内部503a~503cに対応する位置に傾斜辺部515a~cを有する。案内部504は、遮蔽部材520の斜め方向(左右方向と上下方向の間の方向)への移動を案内するための傾斜案内部504a~504cを有する(図12A)。また、遮蔽部材520も、傾斜案内部504a~504cに対応する位置に傾斜辺部525a~cを有する。
遮蔽部材510は、枠状の部材であり、開口部513を有する。遮蔽部材510は、下マスク510aと、左マスク510bと、右マスク510cと、上マスク510dとを備えている。遮蔽部材510の開口部513は、第1状態(図10A、B、図11A、B)において、遮蔽部材510の開口部513が、ベース501の開口部502の開口領域を規定するように、ベース501の開口部502と同一の形状及び寸法、又は、ベース501の開口部502よりも小さい寸法に設定されている。遮蔽部材510は、上マスク510dよりも上方に延びる延長部511を更に有し、延長部511には、ピン512が設けられている。ピン512は、リンク541の長穴541aに係合する。
遮蔽部材520は、枠状の部材であり、開口部523を有する。遮蔽部材520は、下マスク520aと、左マスク520bと、右マスク520cと、上マスク520dとを備えている。遮蔽部材520の開口部523は、第1状態(図10A、B、図11A、B)において、遮蔽部材520の開口部523が、ベース501の開口部502の開口領域を規定するように、ベース501の開口部502と同一の形状及び寸法、又は、ベース501の開口部502よりも小さい寸法に設定されている。遮蔽部材520は、上マスク520dよりも上方に延びる延長部521を更に有し、延長部521には、ピン522が設けられている。ピン522は、リンク542の長穴542aに係合する。
本実施形態では、遮蔽部材520の開口部523は、遮蔽部材510の開口部513と同一の形状及び寸法を有する。なお、第1状態において、ベース501の開口部502の開口領域は、遮蔽部材520の開口部523、及び遮蔽部材510の開口部513によって規定され、最大である。なお、第1状態において、遮蔽部材510、520の開口部513、523をベース501の開口部502よりも大きく形成し、ベース501の開口部502の開口領域が、開口部502の開口領域自体によって規定されるようにしてもよい。また、第1状態において、ベース501の開口部502の開口領域の上辺、下辺、左辺、右辺の少なくとも一部が、遮蔽部材520の開口部523、及び遮蔽部材510の開口部513の少なくとも一方によって規制されているようにしてもよい。
アノードマスク500は、駆動源としてのモータ530を備えている。本実施形態では、モータ530は、ベース501の前面側に設けられている。モータ530の回転軸は、ギア531と、プーリ533とに連結されている。プーリ533は、図10A、Eに示すように、ベルト537によってプーリ534、535に接続されている。プーリ534は、図10Aに示すように、リンク541の一端側に連結されており、リンク541に回転運動を伝達するように構成されている。ギア531は、図10A、Dに示すように、ギア532に噛み合っており、ギア531回転と逆方向の回転がギア532に伝達される。ギア532の軸は、ベース501の前面側から背面側に貫通し、図10Bに示すようにこの軸にプーリ536が連結されている。プーリ536は、ベルト538を介してプーリ537に連結されている。プーリ537は、図10Bに示すように、リンク542の一端側に連結されており、リンク542に回転運動を伝達するように構成されている。この構成では、モータ530の回転と同一方向の回転が、プーリ533、534を介してリンク541に伝達され、モータ530の回転と反対方向の回転が、ギア532、プーリ536、537を介してリンク542に伝達される。この結果、モータ530の回転によって、遮蔽
部材510と、遮蔽部材520とは、対角線上を反対方向に移動する。
図11Aは、第1状態におけるアノードマスクの前面図である。図11Bは、第2状態におけるアノードマスクの前面図である。図12Aは、第1状態におけるアノードマスクの背面図である。図12Bは、第2状態におけるアノードマスクの背面図である。
図11Aにおいて、モータ530の回転によりプーリ534が反時計回りに回転すると、図11Bに示すように、リンク541が反時計回りに回転し、長穴541aに係合するピン512を介して遮蔽部材510が斜め上方に移動される。このとき、遮蔽部材510のピン512がリンク541の長穴541a内で移動しつつ、遮蔽部材510が案内部503の対角線上にある傾斜案内部に沿って、斜め上方に移動される。この結果、遮蔽部材510の下マスク510a及び右マスク510cが、開口部502の下側端部及び右側端部の開口領域を縮小する。
図12Aにおいて、モータ530の回転によりプーリ537が反時計回りに回転すると、図12Bに示すように、リンク542が反時計回りに回転し、長穴542aに係合するピン522を介して遮蔽部材520が斜め下方に移動される。このとき、遮蔽部材520のピン522がリンク542の長穴542a内で移動しつつ、遮蔽部材520が案内部504の対角線上にある傾斜案内部に沿って、斜め下方に移動される。この結果、遮蔽部材520の上マスク520d及び左マスク510bが、開口部502の上側端部及び左側端部の開口領域を縮小する。
なお、図11B及び図12B(第2状態)から図11A及び図12B(第1状態)への移動は、モータを逆回転させることによって逆の動作で行われる。モータの回転によってリンク541、542の回転角を調整することにより、遮蔽部材510、520による開口部502の開口領域が調整される。
図11B及び図12Bに示すように、遮蔽部材510が左斜め上方に移動して、遮蔽部材510の下マスク510a及び右マスク510cが、開口部502の下側端部及び右側端部の開口領域を縮小し、かつ、遮蔽部材520が右斜め下方に移動して、遮蔽部材520の上マスク520d及び左マスク510bが、開口部502の上側端部及び左側端部の開口領域を縮小する。これにより、開口部502の開口領域が、上下左右の各端部において同期して縮小される。言い換えれば、遮蔽部材510、520の対角線方向に沿って、遮蔽部材510、520が反対方向に移動することによって、それらの移動量に応じて、開口部502の開口領域が調整される。
なお、上記では、遮蔽部材510、520が対角線に沿って移動される場合を説明したが、対角線以外の斜め方向に移動するように構成してもよい。また、各遮蔽部材510、520が、互いに異なる直線に沿って移動するように構成してもよい。
第3実施形態に係るアノードマスクの構成も、第1実施形態において述べたと同様に、レギュレーションプレートに適用できる。また、第3実施形態に係る、アノードマスク及びレギュレーションプレートの開口領域も、第1実施形態において述べたと同様に、制御部によって調整することができる。
(第4実施形態)
図13は、第4実施形態に係るアノードユニットの斜視図である。図14は、第4実施形態に係るアノードユニットの一部切り欠き斜視図である。図15Aは、第4実施形態に係るアノードユニットの前面側からみた分解斜視図である。図15Bは、第4実施形態に係るアノードユニットの背面側からみた分解斜視図である。図16は、アノードホルダの
正面図である。図17は、左右マスク可変レバーの正面図、側面図及び背面図である。図18は、左右マスクブレードの正面図及び側面図である。図19は、中間案内部材の正面図及び背面図である。図20は、上下マスク可変レバーの正面図、側面図、及び背面図である。図21は、上下マスクブレードの正面図及び側面図である。図22は、前面案内部材の背面図である。
本実施形態に係るアノードユニット12は、アノードホルダ200と、アノードマスク600とを備えている。アノードホルダ200は、開口部204を備え、開口部204からアノード電極ANが露出される。なお、第1実施形態と同様に、アノードホルダとアノードマスクとを別体で設ける場合は、上記アノードホルダ200をアノードマスク300のベースプレートとして使用することができる。
アノードホルダ12は、図15B及び図16に示すように、後述する左右マスク610の左右マスク可変レバー611の動きを案内するための案内部208を有している。案内部208は、アノードホルダ本体201に設けられた座繰りとして形成されており、この座繰りの深さは、左右マスク可変レバー611と左右ブレード612、613を重ねた厚さよりもわずかに大きくなっている。案内部208のうち四隅には、特に、左右ブレード612、613が移動した際に左右ブレード612、613を逃がすためのブレード逃げ部208a~208dが設けられている。
アノードマスク600は、左右マスク610と、上下マスク620と、中間案内部材630と、前面案内部材640とを備えている。左右マスク610が、アノードホルダ200と中間案内部材630との間に配置され、上下マスク620が、中間案内部材630と前面案内部材640との間に配置される。中間案内部材630は、アノードホルダ200と前面案内部材640との間に挟まれて、外周部分をねじ止めされている。すなわち、中間案内部材630は、アノードホルダ200あるいはアノードマスク600に対して固定されていると言える。中間案内部材630は、左右マスク610及び上下マスク620と共に移動せず、アノードマスク600のベースプレートとして機能する。左右マスク610は、アノードホルダ200の前面に形成された案内部208内に収容されている。上下マスク620は、後述するように前面案内部材640の案内部641内に収容されている。
前面案内部材640は、図22に示すように、開口部204よりも大きい開口部640aを備える。前面案内部材640は、後述する上下マスク620の上下マスク可変レバー621の動きを案内するための案内部641を有している(図15B、図22)。案内部641は、前面案内部材640の背面に設けられた座繰りとして形成されており、この座繰り深さは、上下マスク可変レバー621と上下ブレード622、623を重ねた厚さよりもわずかに大きくなっている。案内部641のうち四隅には、特に、上下ブレード622、623が移動した際に上下ブレード622、623を逃がすためのブレード逃げ部641a~641dが設けられている。
左右マスク610は、図15Bに示すように、左右マスク可変レバー611と、左右ブレード(マスク)612、613とを備えている。左右マスク可変レバー611は、図17に示すように、概ね円形の輪郭の枠状部材から下部及び左右部の外周部分に直線部分を設けた形状である。左右マスク可変レバー611は、概ね矩形の開口部611aを有している。開口部611aは、開口部204よりも大きく、開口部204の外側を囲むように配置される。左右マスク可変レバー611の開口部611aの概ね対角線上の2箇所には、係合孔614、615が設けられている。これらの係合孔614、615には、後述する左右ブレード612、613の係合ピン616が係合されて、左右ブレード612、613が左右マスク可変レバー611に係合される。
左右マスク可変レバー611の上端部には、係合ピン613aが設けられている(図15A)。係合ピン613aは、図13、図14に示すように、上下マスク可変レバー621の案内溝627を貫通した状態で、ロッド654に固定された係合フック661に係合されている。ロッド654は、アノードホルダ200に固定された案内部材659、660によって往復移動可能に案内されている。ロッド654は、継手657を介してロッド653に接続されており、ロッド653は、アクチュエータ651に接続されている。アクチュエータ651は、ロッド653、654を左右方向に往復移動させることが可能な装置である。アクチュエータ651は、めっき槽10に固定され、例えば、モータと、モータの回転を直進運動に変換する回転直動変換機構(ボールねじ機構、ボールランプ機構等)とを備えている。アクチュエータ651は、ソレノイド、エアーシリンダ等の他の構成であってもよい。アクチュエータ651がロッド653、654、係合フック661を介して、係合ピン613aを左方向に移動させると、左右マスク可変レバー611は、前面側からみて時計回りに回転する。アクチュエータ651がロッド653、654、係合フック661を介して、係合ピン613aを右方向に移動させると、左右マスク可変レバー611は、前面側からみて反時計回りに回転する。
左右ブレード612、613は、同様の構成を有し、図18に示すように、第1面に係合ピン616を有し、第2面に案内ピン671、672を有する。左右ブレード612の係合ピン616が、左右マスク可変レバー611の係合孔614に係合して、左右ブレード612が左右マスク可変レバー611に係合される(図15B)。左右ブレード612の案内ピン671、672は、中間案内部材630の案内溝675、676にそれぞれ係合する(図15B)。これにより、左右ブレード612は、左右マスク可変レバー611が回転されたとき、開口部204の右辺に平行な状態を維持したまま、案内溝675、676に沿って斜め方向に移動するように案内される。この結果、左右ブレード612は、開口部204の左側端部の開口領域を変化させるように、開口部204の左辺に平行な状態を維持したまま、左右方向に移動することになる。
同様に、左右ブレード613の係合ピン616が、左右マスク可変レバー611の係合孔615に係合して、左右ブレード613が左右マスク可変レバー611に係合される(図15B)。左右ブレード613の案内ピン671、672は、中間案内部材630の案内溝677、678にそれぞれ係合する(図15B)。これにより、左右ブレード613が、開口部204の右辺に平行な状態を維持したまま、案内溝677、678に沿って斜め方向に移動するように案内される。この結果、左右ブレード613は、開口部204の右辺側端部の開口領域を変化させるように、開口部204の右辺に平行な状態を維持したまま、概ね左右方向に移動することになる。
上下マスク620は、左右マスク610と概ね同様の構成を有している。上下マスク620は、上下マスク可変レバー621と、上下ブレード(マスク)622、623とを備えている。上下マスク可変レバー621は、図20に示すように、概ね円形の輪郭の枠状部材から下部及び左右部の外周部分に直線部分を設けた形状である。上下マスク可変レバー621は、概ね矩形の開口部621aを有している。開口部621aは、開口部204よりも大きく、開口部204の外側を囲むように配置される。上下マスク可変レバー621の開口部621aの概ね対角線上の2箇所には、係合孔624、625が設けられている。これらの係合孔624、625には、後述する上下ブレード622、623の係合ピン626が係合されて、上下ブレード622、623が上下マスク可変レバー621に係合される。
上下マスク可変レバー621の上端部には、係合ピン623aが設けられている(図15A、図20)。係合ピン623aは、図13、図14に示すように、ロッド656に固
定された係合フック662に係合されている。ロッド656は、アノードホルダ200に固定された案内部材659、660によって往復移動可能に案内されている。ロッド656は、継手658を介してロッド655に接続されており、ロッド655は、アクチュエータ652に接続されている。アクチュエータ652は、ロッド655、656を左右方向に往復移動させることが可能な装置である。アクチュエータ652は、例えば、モータと、モータの回転を直進運動に変換する回転直動変換機構(ボールねじ機構、ボールランプ機構等)とを備えている。アクチュエータ652は、ソレノイド、エアーシリンダ等の他の構成であってもよい。アクチュエータ652がロッド655、656、係合フック662を介して、係合ピン623aを左方向に移動させると、上下マスク可変レバー621は、前面側からみて時計回りに回転する。アクチュエータ652がロッド655、656、係合フック662を介して、係合ピン623を右方向に移動させると、上下マスク可変レバー621は、前面側からみて反時計回りに回転する。
上下ブレード622、623は、同様の構成を有し、図21に示すように、第1面に係合ピン626を有し、第2面に案内ピン681、682を有する。上下ブレード622の係合ピン626が、上下マスク可変レバー621の係合孔625に係合して、上下ブレード622が上下マスク可変レバー621に係合される(図15B、図20)。上下ブレード622の案内ピン681、682は、中間案内部材630の案内溝687、688にそれぞれ係合する(図15B、図19)。これにより、上下ブレード622は、上下マスク可変レバー621が回転されたとき、開口部204の下辺に平行な状態を維持したまま、案内溝687、688に沿って斜め方向に移動するように案内される。この結果、上下ブレード622は、開口部204の下側端部の開口領域を変化させるように、開口部204の下辺に平行な状態を維持したまま、上下方向に移動することになる。
同様に、上下ブレード623の係合ピン626が、上下マスク可変レバー621の係合孔624に係合して、上下ブレード623が上下マスク可変レバー621に係合される(図15B、図20)。上下ブレード622の案内ピン681、682は、中間案内部材630の案内溝685、686にそれぞれ係合する(図15B、図19)。これにより、上下ブレード623が、開口部204の上辺に平行な状態を維持したまま、案内溝685、686に沿って斜め方向に移動するように案内される。この結果、上下ブレード623は、開口部204の上側端部の開口領域を変化させるように、開口部204の上辺に平行な状態を維持したまま、上下方向に移動することになる。
図23Aは、第1状態の左右マスクの正面図である。図23Bは、第2状態の左右マスクの正面図である。第1状態(図23A)では、左右ブレード612、613は、最大に拡大した状態であり、左右ブレード612及び613の内側辺は、アノードホルダ200の開口部204の左辺及び右辺とそれぞれ一致している。なお、左右ブレード612及び613の内側辺は、アノードホルダ200の開口部204の左辺及び右辺の外側にあってもよい。また、第1状態において、左右ブレード612、613の一部が開口部204に重なるように構成してもよい。第2状態(図23B)では、左右ブレード612、613は、最小に縮小した状態であり、左右ブレード612、613の内側辺は、アノードホルダ200の開口部204の左辺及び右辺の内側に最大量で変位した状態である。
第1状態(図23A)において、左右ブレード可変レバー611がアクチュエータ651からの動力によって、正面からみて時計回りに回転されると、左右ブレード612、613のピン616も時計回りに回転するが、左右ブレード612、613の案内ピン671、672が中間案内部材630の案内溝675、676(677、678)によって案内されることによって、左右ブレード612、613が、開口部204の左辺及び右辺に平行な状態を保ちつつ、互いに接近するように移動する(図23B参照)。第2状態(図23B)から第1状態(図23A)への変位は、左右ブレード可変レバー611がアクチ
ュエータ651からの動力によって、正面からみて反時計回りに回転されることにより、上記と逆の動作により、左右ブレード612、613が、開口部204の左辺及び右辺に平行な状態を保ちつつ、互いに離間するように移動する。アクチュエータ651による左右マスク可変レバー611の回転角を調整することによって、左右ブレード612、613による開口部204の左側端部及び右側端部における開口領域を調整することができる。
図24Aは、第1状態の上下マスクの正面図である。図24Bは、第2状態の上下マスクの正面図である。第1状態(図24A)では、上下ブレード622及び623は、最大に拡大した状態であり、上下ブレード622及び623の内側辺は、アノードホルダ200の開口部204の上辺及び下辺とそれぞれ一致している。なお、上下ブレード622及び623の内側辺は、アノードホルダ200の開口部204の上辺及び下辺の外側にあってもよい。また、第1状態において、上下ブレード622、623の一部が開口部204に重なるように構成してもよい。第2状態(図24B)では、上下ブレード622、623は、最小に縮小した状態であり、上下ブレード622、623の内側辺は、アノードホルダ200の開口部204の上辺及び下辺の内側に最大量で変位した状態である。
第1状態(図24A)において、上下ブレード可変レバー621がアクチュエータ652からの動力によって、正面からみて時計回りに回転されると、上下ブレード622、623のピン626も時計回りに回転するが、上下ブレード622、623の案内ピン681、682が中間案内部材630の案内溝687、688(685、686)によって案内されることによって、上下ブレード622、623が、開口部204の上辺及び下辺に平行な状態を保ちつつ、互いに接近するように移動する(図24B参照)。第2状態(図24B)から第1状態(図24A)への変位は、上下ブレード可変レバー621がアクチュエータ652からの動力によって、正面からみて反時計回りに回転されることにより、上記と逆の動作により、上下ブレード622、623が、開口部204の上辺及び下辺に平行な状態を保ちつつ、互いに離間するように移動する。アクチュエータ652による上下マスク可変レバー621の回転角を調整することによって、上下ブレード622、623による開口部204の上側端部及び下側端部における開口領域を調整することができる。
図25は、第4実施形態に係るアノードホルダの変形例である。図25に示すように、左右マスク610とアノードホルダ200との間、及び、上下マスク620と前面案内部材640との間の少なくとも一方に滑り部材670を設けてもよい。これにより、左右マスク610及び/又は上下マスク620の回転運動を滑らかにすることができる。
なお、上記では、アノードホルダ200と中間案内部材630との間に左右マスク610を配置し、中間案内部材630と前面案内部材640との間に上下マスク620を配置したが、これとは逆に、アノードホルダ200と中間案内部材630との間に上下マスク620を配置し、中間案内部材630と前面案内部材640との間に左右マスク610を配置してもよい。
なお、上記では、左右ブレード612、613を案内するために、中間案内部材630に案内溝を設けて、左右ブレードに形成した案内ピンと係合するようにしているが、中間案内部材630に案内ピンを設けて、左右ブレード612、613に案内溝を設けるようにしてもよい。ただしいずれにしても、案内ピンと案内溝のどちらか一方は、アノードマスク600に対して固定することが望ましい。言い換えれば、案内ピンと案内溝のどちらか一方は、アノードマスク600のうち移動しない構成(アノードマスクのベースプレートとして機能する部材:例えば、中間案内部材、前面案内部材、アノードホルダ)に固定されることが望ましい。また、上記では、左右ブレード612、613を移動させるため
に、左右ブレード可変レバー611に係合孔を設けて、左右ブレード612、613の係合ピンと係合するようにしているが、左右ブレード可変レバー611に案内溝を設けて左右ブレード612、613の係合ピンと係合させ、左右ブレード612が左右ブレード可変レバー611に対して回転しながらスライドするようにしてもよい。
さらに、上記では、左右ブレードを移動させるために左右ブレード可変レバー611との間で1つの係合箇所を設け、左右ブレードを案内させるために中間案内部材630との間で2つの係合箇所を設けたが、係合箇所の数は上記に限定されない。例えば、左右ブレードを移動させるために左右ブレード可変レバー611との間で2つの係合箇所を設け、左右ブレードを案内させるために中間案内部材630との間で1つの係合箇所を設けてもよい。
第4実施形態に係るアノードマスクの構成も、第1実施形態において述べたと同様に、レギュレーションプレートに適用できる。また、第4実施形態に係る、アノードマスク及びレギュレーションプレートの開口領域も、第1実施形態において述べたと同様に、制御部によって調整することができる。
上述によれば、アノードホルダ200に一体に取り付けられ、アノード電極ANの露出領域(開口領域)を調整するためのアノードマスクは、アノードマスクの開口部の左右方向の開口領域と、上下方向の開口領域とを互いに独立に調整することが可能である。また、基板ホルダ11と、アノードユニット12の間に配置される調整プレート12’も、アノードマスクと同様の機構を有し、調整プレート12’の開口部の左右方向の開口領域と、上下方向の開口領域とを互いに独立に調整することが可能である。アノードマスクと調整プレート12’を総称して「電場遮蔽体」と称する。電場遮蔽体は、アノードマスクのようにアノード電極の近傍に配置した場合には基板全体のめっき膜厚の調整に有効であり、調整プレート12’のように、基板ホルダに比較的近い位置に配置した場合には基板の外周部のめっき膜厚を調整するのに有効である。
アノード電極AN、あるいはアノード電極ANを保持するためのアノードホルダを総称して「アノード」と称する。アノードは、基板ホルダに対向する位置に配置される。
上記実施形態から少なくとも以下の形態が把握できる。
第1形態によれば、めっき槽と、 前記めっき槽に配置され、基板を保持するための基板ホルダと、 前記基板ホルダと対向して配置されるアノードと、 前記アノードから前記基板への電場の一部を遮蔽するための少なくとも1つの電場遮蔽体と、を備え、 前記電場遮蔽体は、前記基板と前記アノードとの間の電場を通過させる開口部を有し、かつ、前記開口部の第1方向における開口寸法、及び第2方向における開口寸法を独立に調整可能に構成されている、めっき装置が提供される。ここで、アノードは、アノード電極を有する。また、アノードは、アノード電極と、アノード電極を保持するアノードホルダとを有する場合がある。電場遮蔽体は、アノードマスク、レギュレーションプレートの少なくとも1つを含むことができる。
第1形態によれば、電場遮蔽体の開口領域を第1方向及び第2方向(例えば、左右方向、上下方向)において独立に調整することができる。これにより、基板とアノードとの間の電場を第1方向及び第2方向(例えば、左右方向、上下方向)において独立に調整することができ、めっきパターンの配置、アノードへの給電方法に応じて、電場をより精密に制御することができ、めっき膜厚の均一性を向上させることができる。
第2形態によれば、第1形態のめっき装置において、前記電場遮蔽体は、1又は複数の
第1遮蔽部材と、1又は複数の第2遮蔽部材とを有し、 前記第1遮蔽部材は、前記開口部の前記第1方向における第1及び第2端部の少なくとも一方の側に配置され、 前記第2遮蔽部材は、前記開口部の前記第2方向における第3及び第4端部の少なくとも一方の側に配置される。
第2形態によれば、開口部の第1方向における第1及び第2端部の少なくとも一方の側において開口領域を調整できるとともに、第1開口部の前記第2方向における第3及び第4端部の少なくとも一方の側において開口領域を調整できる。
第3形態によれば、第2形態のめっき装置において、 前記第1遮蔽部材は、前記開口部の前記第1方向における第1及び第2端部の両方の側に配置され、各端部における前記第1遮蔽部材が互いに逆方向に移動される。
第3形態によれば、開口部の前記第1方向における第1及び第2側の両方の側において開口寸法を逆方向に調整するので、対称性を保持して開口領域を調整することが容易である。
第4形態によれば、第2形態のめっき装置において、 前記第1遮蔽部材は、前記開口部の前記第1方向における第1及び第2端部の両方の側に配置され、各端部における前記第1遮蔽部材が同一量で移動される。
第3形態によれば、開口部の前記第1方向における第1及び第2端部の両方の側において開口寸法を同一量で調整するので、対称性を保持して開口領域を調整することが容易である。
第5形態によれば、第2形態のめっき装置において、 前記第1遮蔽部材は、前記開口部の前記第1方向における第1及び第2端部の両方の側に配置され、各端部における前記第1遮蔽部材がそれぞれ独立の駆動源によって移動される。
第5形態によれば、開口部の第1方向における第1及び第2端部の両方の側において開口領域を個別に調整することができる。この場合、開口部の開口領域の中心位置を調整するように開口部の第1方向における開口領域を調整することができる。なお、各端部における第1遮蔽部材が同期して移動されるように、各駆動源を制御してもよい。
第6形態によれば、第2乃至5形態の何れかのめっき装置において、 前記1又は複数の第1遮蔽部材及び前記1又は複数の第2遮蔽部材のうち少なくとも1つは、送りねじ機構によって移動される。
第6形態によれば、送りねじ機構によって遮蔽部材の駆動機構を簡易に構成することができる。また、複数の遮蔽部材を精度よく同期して移動させることができる。
第7形態によれば、第2乃至5形態の何れかのめっき装置において、 前記1又は複数の第1遮蔽部材及び前記1又は複数の第2遮蔽部材のうち少なくとも1つは、ラックピニオン機構によって移動される。
第7形態によれば、ラックピニオン機構によって遮蔽部材の駆動機構を簡易に構成することができる。また、複数の遮蔽部材を精度よく同期して移動させることができる。
第8形態によれば、第2形態のめっき装置において、 前記前記電場遮蔽体は、前記開口部の前記第1方向における前記第1端部の側に配置された前記第1遮蔽部材を有し、 前記第1遮蔽部材に対して回転可能に接続された第1リンク部材が、前記第1遮蔽部材とともに第1リンク機構を形成し、前記第1リンク部材の回転が前記第1遮蔽部材の移動に変換される。
第8形態によれば、第1リンクの回転運動を第1遮蔽部材の移動に変換するため、省スペースで簡易な構成で第1遮蔽部材の駆動機構を構成することができる。
第9形態によれば、第8形態のめっき装置において、 前記電場遮蔽体は、ベースを更に有し、 前記第1遮蔽部材の一端が、前記第1リンク部材に回転可能に接続されており、 前記第1遮蔽部材の他端が、前記ベースに回転可能に接続された第2リンク部材に回転可能に接続されており、前記第2リンク部材が前記第1遮蔽部材とともに第2リンク機構を形成し、 前記第1遮蔽部材は、前記第1リンク部材と前記第2リンク部材の回転により並進移動される。
第9形態によれば、第1遮蔽部材の両端に接続された第1リンク部材及び第2リンク部材の回転によって、第1遮蔽部材の並進運動を省スペースで簡易な構成で実現することができる。
第10形態によれば、第2形態のめっき装置において、 前記電場遮蔽体は、ベースを更に有し、 前記開口部の前記第1方向における第1及び第2端部の両方の側に配置される前記第1遮蔽部材のそれぞれには長穴が形成され、 前記ベースに対して回転可能に接続された第3リンク部材に形成された2つのピンが各第1遮蔽部材の前記長穴に挿入され、 前記第3リンク部材の回転により、前記開口部の前記第1方向における第1端部の側に配置される前記第1遮蔽部材と、前記開口部の前記第1方向における第2端部の側に配置される前記第1遮蔽部材が互いに逆方向に移動される。
第10形態によれば、両端部の第1遮蔽部材を同期して移動させることができる。また、一端側の第1遮蔽部材に他端側に延びる延長部を形成して、他端側において各第1遮蔽部材を第3リンクに係合させれば、駆動機構を他端側に集約することができ、省スペース化を図ることができる。例えば、上端部及び下端部における第1遮蔽部材の駆動機構をめっき液面の上方に集約することができる。
第11形態によれば、第2形態のめっき装置において、 前記電場遮蔽体は、 ベースと、 前記開口部の前記第1方向における前記第1端部の側に配置された前記第1遮蔽部材と、 前記ベースに対して固定された案内溝と、 前記第1遮蔽部材に対して固定された案内ピンと、を有し、 前記案内ピンが前記案内溝に沿って動くことにより前記第1遮蔽部材が案内される。前記ベースに対して固定された案内溝は、ベース、又は、ベースに固定された部材に設けられた案内溝であり得る。
第11形態によれば、ベースに対して固定された係合部に対して第1遮蔽部材を係合させて案内させる構成であるため、第1遮蔽部材の移動方向の精度を向上でき、第1遮蔽部材の移動量を精度良く制御することが可能である。
第12形態によれば、第2形態のめっき装置において、 前記電場遮蔽体は、 ベースと、 前記開口部の前記第1方向における前記第1端部の側に配置された前記第1遮蔽部材と、 前記ベースに対して固定された案内ピンと、 前記第1遮蔽部材に対して固定された案内溝と、を有し、 前記案内ピンが前記案内溝に沿って動くことにより前記第1遮蔽部材が案内される。前記ベースに対して固定された案内溝は、ベース、又は、ベースに固定された部材に設けられた案内溝であり得る。
第12形態によれば、ベースに対して固定された係合部に対して第1遮蔽部材を係合させて案内させる構成であるため、第1遮蔽部材の移動方向の精度を向上でき、第1遮蔽部材の移動量を精度良く制御することが可能である。
第13形態によれば、 めっき槽と、 前記めっき槽に配置され、基板を保持するための基板ホルダと、 前記基板ホルダと対向して配置されるアノードと、 前記アノードから前記基板への電場の一部を遮蔽するための少なくとも1つの電場遮蔽体と、を備え、 前記電場遮蔽体は、前記アノードからの電場を通過させるための開口部を各々が有する3つ以上の遮蔽部材を有し、 少なくとも2つの前記遮蔽部材は、各開口部が重なって形成される開口領域を調整するように、少なくとも1つの前記遮蔽部材に対して移動可能に構成されている、めっき装置が提供される。
第13形態によれば、開口部を有する少なくとも2つの遮蔽部材の移動によって、電場遮蔽部材の開口領域を調整するので、簡易な構成で開口領域の調整が可能である。
第14形態によれば、第13形態のめっき装置において、 前記電場遮蔽体は、 第1方向の寸法及び第2方向の寸法を有する第1開口部を有する第1遮蔽部材と、 第2開口部を有する第2遮蔽部材と、 第3開口部を有する第3遮蔽部材と、を有し、 前記第2遮蔽部材は、前記第1開口部と前記第2開口部とが重なる領域を調整するように、前記第1方向と前記第2方向の間の第3方向に沿って前記第1遮蔽部材に対して移動可能であり、 前記第3遮蔽部材は、前記第1開口部と前記第3開口部とが重なる領域を調整するように、前記第1方向と前記第2方向の間の第4方向に沿って前記第1遮蔽部材に対して移動可能である。
第14形態によれば、また、第1及び第2方向の間の方向に各遮蔽部材を移動させることにより、各遮蔽部材によって第1及び第2方向の開口領域を同時に調整することができる。また、各遮蔽部材の小さな移動量で開口領域の大きな調整量を得ることができる。
第15形態によれば、第1乃至14形態の何れかのめっき装置において、 前記アノードはアノード電極を保持するためのアノードホルダを含み、前記アノードホルダに一体に設けられた前記電場遮蔽体を有する。
アノードホルダに一体に設けられた電場遮蔽体の場合、電場遮蔽体をアノード電極に近くかつ基板から遠く配置することができるため、基板のめっき面全体の膜厚を制御することに有利である。また、アノードホルダと電場遮蔽体を一体化するので、省スペース化を図ることができる。
第16形態によれば、第1乃至15形態の何れかのめっき装置において、 前記アノードはアノード電極を保持するためのアノードホルダを含み、前記アノードホルダと別体に設けられた前記電場遮蔽体を有する。
アノードホルダと別体に設けられた電場遮蔽体の場合、電場遮蔽体を基板に近くに配置することが可能であり、基板の外周部の膜厚の制御することに有利である。また、基板に近くに配置される電場遮蔽体と、アノード電極に近くかつ基板から遠く配置された電場遮蔽体とを設ければ、基板の膜厚の制御をより向上させることができる。また、アノード及び電場遮蔽体を個別にメンテナンスすることができる。
第17形態によれば、第1乃至16形態の何れかのめっき装置において、 前記第1遮蔽部材及び/又は前記第2遮蔽部材は、モータ、ソレノイド、又はエアーシリンダからの動力によって駆動される。
第17形態によれば、モータ、ソレノイド、又はエアーシリンダからの動力によって、遮蔽部材の移動の制御を精度よく行うことができる。
第18形態によれば、第1乃至17形態の何れかのめっき装置において、 前記開口部は矩形である。
この形態によれば、矩形の基板の様々な縦横比に応じて、電場をより精密に制御することができ、めっき膜厚の均一性を向上させることができる。また、めっきパターンの配置、アノードへの給電方法に応じて、電場をより精密に制御することができ、めっき膜厚の均一性を向上させることができる。
第19形態によれば、第1乃至18形態の何れかのめっき装置において、 前記アノードはアノード電極を保持するためのアノードホルダを含み、 前記少なくとも1つの電場遮蔽体は、第1電場遮蔽体と、前記第1電場遮蔽体よりも前記基板側に配置される第2電場遮蔽体とを有し、 前記第1電場遮蔽体は前記アノードホルダと一体に設けられ、前記第2電場遮蔽体は前記アノードホルダと別体に設けられ、前記基板ホルダと前記アノード
ホルダの中間に配置される。
この形態によれば、基板の近くに配置される第2電場遮蔽体と、基板から遠くアノードの近くに配置される第1電場遮蔽体において、それぞれの開口領域の複数の方向における開口寸法を独立に制御、及び/又は、電場遮蔽体の複数の方向における開口寸法を精度よく制御することにより、めっき膜厚の分布をより細かく制御することができる。
第20形態によれば、第19形態のめっき装置において、 前記基板ホルダが保持する前記基板の面積は、前記第2電場遮蔽体の開口面積よりも大きく、かつ、前記第2電場遮蔽体の前記第2開口部の開口面積は、前記第1電場遮蔽体の開口面積よりも大きい。
第20形態によれば、アノードと基板との間の電場を良好に調整することができ、めっき膜厚の均一性を向上し得る。
第21形態によれば、第1乃至20形態の何れかのめっき装置において、 制御部を更に備え、前記制御部は、前記少なくとも1つの電場遮蔽体の前記開口部の面積をめっき中に変化させるように前記少なくとも1つの電場遮蔽体を制御する。
第21形態によれば、めっき処理中におけるターミナルエフェクトの強度の変化に応じて、基板上の電場を調整することが可能である。例えば、めっき初期はターミナルエフェクトが強く作用するため、少なくとも1つの電場遮蔽体の開口領域を小さくして基板の外周部のめっき膜厚が厚くなることを防止し、めっきが進行してめっき膜厚が全体的に厚くなった段階ではターミナルエフェクトが緩和されるため、少なくとも1つの電場遮蔽体開口領域を広げてさらにめっき膜厚の均一性を向上させることができる。
以上、いくつかの例に基づいて本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明には、その均等物が含まれることはもちろんである。例えば、大型基板の形状は矩形に限定されず、正方形であってもよく、それ以外の多角形形状、例えば、五角形や六角形であってもよい。また、円形形状の基板を処理するめっき装置にも本発明が適用できることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。
10、10a、10b、10c めっき槽
12 アノードユニット
14’ レギュレーションプレート
200 アノードホルダ
204 開口部
300、400、500、600 アノードマスク
311 左マスク
312 右マスク
313 上マスク
314 下マスク
315、316 ガイド部材
317、318、319、320 ラックギア
326、327 ピニオンギア
321、322 モータ
416 リンク
421、422 アクチュエータ
411 左マスク
412 右マスク
413 上マスク
414 下マスク
453、454 リンク
501 ベース
510、520 遮蔽部材
530 モータ
534、537 ピニオン
541、542 リンク
612、613 左右ブレード
622、623 上下ブレード
651、652 アクチュエータ
AN アノード電極

Claims (19)

  1. めっき槽と、
    前記めっき槽に配置され、基板を保持するための基板ホルダと、
    前記基板ホルダと対向して配置されるアノード電極と、
    前記アノード電極を保持するアノードホルダに一体に設けられ、前記アノード電極から前記基板への電場の一部を遮蔽するための少なくとも1つの電場遮蔽体と、
    を備え、
    前記電場遮蔽体は、前記基板と前記アノード電極との間の電場を通過させる開口部を有し、かつ、前記開口部の左右方向における開口寸法、及び上下方向における開口寸法を独立に調整可能に構成されており、前記開口部の左右方向における左右端部の側にそれぞれ配置される左マスク及び右マスクと、前記開口部の上下方向における上下端部の側にそれぞれ配置される上マスク及び下マスクとを有する、
    めっき装置。
  2. めっき槽と、
    前記めっき槽に配置され、基板を保持するための基板ホルダと、
    前記基板ホルダと対向して配置されるアノードホルダに保持されたアノード電極と、
    前記アノード電極から前記基板への電場の一部を遮蔽するための少なくとも1つの電場遮蔽体と、
    を備え、
    前記電場遮蔽体は、前記基板と前記アノード電極との間の電場を通過させる開口部を有し、かつ、前記開口部の左右方向における開口寸法、及び上下方向における開口寸法を独立に調整可能に構成されており、前記開口部の左右方向における左右端部の側にそれぞれ配置される左マスク及び右マスクと、前記開口部の上下方向における上下端部の側にそれぞれ配置される上マスク及び下マスクとを有し、
    前記左マスク及び前記右マスクは、同一の駆動源で移動され、
    前記上マスク及び前記下マスクは、別の同一の駆動源で移動され
    前記アノードホルダに一体に設けられた前記電場遮蔽体を有する、
    めっき装置。
  3. めっき槽と、
    前記めっき槽に配置され、基板を保持するための基板ホルダと、
    前記基板ホルダと対向して配置されるアノードホルダに保持されたアノード電極と、
    前記アノード電極から前記基板への電場の一部を遮蔽するための少なくとも1つの電場遮蔽体と、
    を備え、
    前記電場遮蔽体は、前記基板と前記アノード電極との間の電場を通過させる開口部を有し、かつ、前記開口部の左右方向における開口寸法、及び上下方向における開口寸法を独立に調整可能に構成されており、前記開口部の左右方向における左右端部の側にそれぞれ配置される左マスク及び右マスクと、前記開口部の上下方向における上下端部の側にそれぞれ配置される上マスク及び下マスクとを有し、
    前記左マスク及び前記右マスクは、同一の駆動源で移動され、
    前記上マスク及び前記下マスクは、別の同一の駆動源で移動され、
    前記少なくとも1つの電場遮蔽体は、第1電場遮蔽体と、前記第1電場遮蔽体よりも前記基板側に配置される第2電場遮蔽体とを有し、
    前記第1電場遮蔽体は前記アノードホルダと一体に設けられ、前記第2電場遮蔽体は前記アノードホルダと別体に設けられ、前記基板ホルダと前記アノードホルダの中間に配置される、
    めっき装置。
  4. 請求項1乃至3の何れかに記載のめっき装置において、
    前記左マスク及び前記右マスクが互いに逆方向に移動される、及び/又は、前記上マスク及び前記下マスクが互いに逆方向に移動されるめっき装置。
  5. 請求項1乃至3の何れかに記載のめっき装置において、
    前記左マスク及び前記右マスクが同一量で移動される、及び/又は、前記上マスク及び前記下マスクが同一量で移動される、めっき装置。
  6. 請求項1に記載のめっき装置において、
    前記左マスク及び前記右マスクがそれぞれ独立の駆動源によって移動される、及び/又は、前記上マスク及び前記下マスクがそれぞれ独立の駆動源によって移動される、めっき装置。
  7. 請求項1乃至の何れかに記載のめっき装置において、
    前記左マスク、前記右マスク、前記上マスク、及び前記下マスクのうち少なくとも1つは、送りねじ機構によって移動される、めっき装置。
  8. 請求項1乃至の何れかに記載のめっき装置において、
    前記左マスク、前記右マスク、前記上マスク、及び前記下マスクのうち少なくとも1つは、ラックピニオン機構によって移動される、めっき装置。
  9. 請求項1乃至3の何れかに記載のめっき装置において、
    前記左マスク又は前記右マスクに対して回転可能に接続された第1リンク部材が、該マスクとともに第1リンク機構を形成し、前記第1リンク部材の回転が該マスクの移動に変換される、めっき装置。
  10. 請求項に記載のめっき装置において、
    前記電場遮蔽体は、ベースを更に有し、
    前記第1リンク機構を形成する前記マスクの一端が、前記第1リンク部材に回転可能に接続されており、
    該マスクの他端が、前記ベースに回転可能に接続された第2リンク部材に回転可能に接続されており、前記第2リンク部材が該マスクとともに第2リンク機構を形成し、
    該マスクは、前記第1リンク部材と前記第2リンク部材の回転により並進移動される、めっき装置。
  11. 請求項1乃至3の何れかに記載のめっき装置において、
    前記上マスク及び前記下マスクのそれぞれには長穴が形成され、
    前記アノードホルダに対して回転可能に接続された第3リンク部材に形成された2つのピンが前記上マスク及び前記下マスクの前記長穴にそれぞれ挿入され、
    前記第3リンク部材の回転により、前記上マスク及び前記下マスクが互いに逆方向に移動される、めっき装置。
  12. 請求項1乃至3の何れかに記載のめっき装置において、
    前記電場遮蔽体は、
    ベースと、
    前記ベースに対して固定された案内溝と、
    前記左マスク、前記右マスク、前記上マスク、及び前記下マスクに対して固定された案内ピンと、を有し、
    前記案内ピンが前記案内溝に沿って動くことにより各マスクの移動が案内される、
    めっき装置。
  13. 請求項1乃至3の何れかに記載のめっき装置において、
    前記電場遮蔽体は、
    ベースと、
    前記ベースに対して固定された案内ピンと、
    前記左マスク、前記右マスク、前記上マスク、及び前記下マスクに対して固定された案内溝と、を有し、
    前記案内ピンが前記案内溝に沿って動くことにより各マスクの移動が案内される、
    めっき装置。
  14. 請求項3、並びに請求項1及び2を引用先に含まない請求項4から13の何れかに記載のめっき装置において、
    前記アノードホルダに一体に設けられた前記電場遮蔽体を有する、めっき装置。
  15. 請求項1乃至14の何れかに記載のめっき装置において、
    前記左マスク、前記右マスク、前記上マスク、及び前記下マスクの少なくとも1つのマスクは、モータ、ソレノイド、又はエアーシリンダからの動力によって駆動される、めっき装置。
  16. 請求項1乃至15の何れかに記載のめっき装置において、
    前記開口部は矩形である、めっき装置。
  17. 請求項2、並びに請求項1及び3を引用先に含まない請求項4乃至16の何れかに記載のめっき装置において、
    前記少なくとも1つの電場遮蔽体は、第1電場遮蔽体と、前記第1電場遮蔽体よりも前記基板側に配置される第2電場遮蔽体とを有し、
    前記第1電場遮蔽体は前記アノードホルダと一体に設けられ、前記第2電場遮蔽体は前
    記アノードホルダと別体に設けられ、前記基板ホルダと前記アノードホルダの中間に配置される、
    めっき装置。
  18. 請求項17に記載のめっき装置において、
    前記基板ホルダが保持する前記基板の被めっき面の露出面積は、前記第2電場遮蔽体の開口面積よりも大きく、かつ、前記第2電場遮蔽体の前記第2開口部の開口面積は、前記第1電場遮蔽体の開口面積よりも大きい、めっき装置。
  19. 請求項1乃至18の何れかに記載のめっき装置において、
    制御部を更に備え、前記制御部は、前記少なくとも1つの電場遮蔽体の前記開口部の面積をめっき中に変化させるように前記少なくとも1つの電場遮蔽体を制御する、
    めっき装置。
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