JP7014553B2 - めっき装置 - Google Patents
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Description
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
互いに異なっていてもよい。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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、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、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、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、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、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、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、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、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。
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。
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、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。
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。
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、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、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。
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 請求項1乃至6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。 - 請求項1乃至6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。 - 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。 - 請求項9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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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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