JP7122235B2 - 保持治具 - Google Patents

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Description

本発明は、背面部材と、該背面部材に対向し且つ開口部を有する正面部材との間に配置される板状被処理物に液浴処理を施すための保持治具に関する。
板状の被処理物に、表面処理などの液浴処理を施す際には、例えば、板状被処理物を固定する保持治具を用い、該保持治具に固定した板状被処理物を液浴に浸漬して液浴処理が行われる。板状被処理物を固定する保持治具としては、例えば、背面部材と、該背面部材に対向し且つ開口部を有する正面部材とを有する保持治具が用いられ、上記板状被処理物は、背面部材と正面部材との間に配置される。
こうした板状被処理物を固定する保持治具は、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されている半導体ウエハのメッキ治具は、半導体ウエハの装着を容易とするために、第１保持部材と、シールパッキンが設けられた第２保持部材とを具備し、該第１保持部材と該第２保持部材のシールパッキンの間に半導体ウエハを挟持保持すると共に、該シールパッキンの内周部に該保持された半導体ウエハ表面が露出するように構成されている。
特開平１１－１７２４９２号公報
ところで、上記板状被処理物を上記保持治具に固定して液浴処理を施した後は、例えば、該保持治具ごと洗浄液に浸漬し、洗浄してから、該保持治具から板状被処理物を取り外す。しかし、洗浄しても保持治具に付着した処理液を除去できないことがあった。また、板状被処理物が保持治具の背面部材に密着し、板状被処理物を取り外しにくくなることがあった。
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、板状被処理物に液浴処理を施す際に用いる保持治具であって、洗浄性が良好で、しかも板状被処理物が保持治具の背面部材に密着することを防止し、洗浄後に板状被処理物を容易に取り外すことができる保持治具を提供することにある。
本発明は、以下の発明を含む。
［１］背面部材と、該背面部材に対向し且つ開口部を有する正面部材との間に配置される板状被処理物に液浴処理を施すための板状被処理物用保持治具であって、前記背面部材は、前記正面部材との対向面に、複数の凸部を有することを特徴とする保持治具。
［２］前記凸部の上面の平面視形状は、重力方向に直交する方向に非平行な直線部を有する［１］に記載の保持治具。
［３］前記凸部の上面の平面視形状は、多角形である［２］に記載の保持治具。
［４］前記多角形は、菱形である［３］に記載の保持治具。
［５］前記凸部は、前記対向面において格子状に配置されている［１］～［４］のいずれかに記載の保持治具。
［６］前記格子状は、斜方格子、三角格子、または平行体格子である［５］に記載の保持治具。
［７］前記凸部は、前記背面部材の厚み方向断面において、平均高さが１～３ｍｍである［１］～［６］のいずれかに記載の保持治具。
［８］前記背面部材は、厚み方向に連通する貫通孔を有する［１］～［７］のいずれかに記載の保持治具。
［９］前記貫通孔は、重力方向の最も上方に配置される凸部より上側、および／または、重力方向の最も下方に配置される凸部より下側に形成されている［８］に記載の保持治具。
［１０］前記凸部の上面の合計面積は、前記開口部の面積に対して、８０面積％以下である［１］～［９］のいずれかに記載の保持治具。
本発明によれば、保持治具を構成する背面部材として、取り付けられた板状被処理物と接触する面側に複数の凸部を形成しているため、保持治具の背面部材と板状被処理物との接触面積が小さくなる。その結果、板状被処理物が保持治具の背面部材に密着することを防止できるため、保持治具の背面部材と板状被処理物との間に処理液が滞留しにくくなり、洗浄性が向上する。また、板状被処理物と背面部材との密着を防止できるため、洗浄後に板状被処理物を容易に取り外すことができる。
図１は、本発明に係る保持治具の実施形態の一例を示す斜視図であり、背面部材と正面部材とを閉じた状態を示している。 図２は、本発明に係る保持治具の実施形態の一例を示す斜視図であり、背面部材と正面部材とを開いた状態を示している。 図３は、本発明に係る保持治具の実施形態の一例について、背面部材と正面部材との接続部分を示した拡大図である。 図４は、凸部の上面の平面視形状の一例を示した模式図である。
本発明に係る保持治具は、背面部材と、該背面部材に対向し且つ開口部を有する正面部材との間に配置される板状被処理物に液浴処理を施すための板状被処理物用保持治具であって、上記背面部材は、上記正面部材との対向面に、複数の凸部を有する点に特徴を有する。以下、本発明に係る保持治具に関して、図面を参照しつつ具体的に説明するが、本発明は図示例に限定される訳ではなく、前記および後記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
図１および図２は、本発明に係る保持治具１の実施形態の一例を示す斜視図であり、図１は、背面部材１１と、該背面部材１１に対向し且つ開口部１２を有する正面部材１３とを閉じた状態を示しており、図２は、上記背面部材１１と、上記正面部材１３を開いた状態を示している。なお、図１および図２では、板状被処理物は図示していない。
上記図１および図２において示した上記背面部材１１と上記正面部材１３との接続部分を示した拡大図を図３に示す。上記図面と同じ箇所には同一の符号を付して重複説明を避ける。
図３では、上記正面部材１３を外し、背面部材１１と正面部材１３との接続部分に設けられた接点３１と、遮蔽部材３２を示している。接点３１は、電極と板状被処理物との接続位置を示している。遮蔽部材３２は、板状被処理物に電気および処理液が回り込まないように遮蔽する部材である。
板状処理物に液浴処理を施すには、まず、図２に示したように、背面部材１１と正面部材１３を開き、背面部材１１の正面部材１３との対向面上に、板状被処理物を配置した後、図１に示すように、背面部材１１と正面部材１３とを閉じ、開閉ロック１４ａと１４ｂを用いて背面部材１１と正面部材１３が開かないようにする。次に、板状被処理物を保持した保持治具１を、例えば、液浴処理を行う処理槽の処理液内に浸漬し、液浴処理を行う。液浴処理後は、保持治具ごと洗浄した後、開閉ロック１４ａと１４ｂを解除し、背面部材１１と正面部材１３を開き、板状被処理物を保持治具から取り外す。
上記保持治具１は、背面部材１１の正面部材１３との対向面に、複数の凸部１５を有している。複数の凸部１５を有することによって、背面部材１１の正面部材１３との対向面と板状被処理物とが密着せず、該対向面と板状被処理物との間に隙間が生じるため、保持治具から処理液が排出されやすくなり、洗浄性が向上する。上記対向面と板状被処理物との接触面積が小さくなるため、上記保持治具１の背面部材１１から板状被処理物を取り外しやすくなる。また、本発明の保持治具は、処理液の液切れも良好となるため、処理槽から汲み出される処理液の量を低減できる。
上記凸部１５とは、上記背面部材１１の厚み方向に突出していることを意味し、該凸部１５の上面は、同一平面上に位置していることが好ましい。
上記凸部１５の上面とは、上記板状被処理物と接触する面を意味する。
上記凸部の上面の平面視形状は特に限定されず、円形、楕円形、半円形、箒形状（ボートのオール形状）、多角形などが挙げられる。上記凸部の上面の平面視形状とは、上記背面部材１１の板状被処理物との対向面に対して垂直な方向から見たときの形状を意味する。
上記凸部の上面の平面視形状は、上記保持治具１を重力方向に立てたときに、重力方向に直交する方向に非平行な直線部を有することが好ましい。重力方向に直交する方向に非平行な直線部を有することによって、上記保持治具１を重力方向に立てたときに、処理液が上記非平行な直線部に沿って下方向へ流れやすくなるため、処理液が排出されやすく、洗浄性が向上する。また、処理液の液切れを促進できるため、処理液の汲み出し量を低減できる。
上記凸部の上面の平面視形状は、例えば、多角形が好ましい。上記多角形としては、例えば、菱形が好ましい。菱形としては、例えば、正方形、長方形、ダイヤ形などが挙げられる。
上記凸部の上面の平面視形状の一例を図４に示す。図４において、斜線で示した部分が、凸部の上面を示している。
図４の（ａ）は凸部の上面の平面視形状が円形、（ｂ）は凸部の上面の平面視形状が長方形、（ｃ）は凸部の上面の平面視形状が箒形状、（ｄ）は凸部の上面の平面視形状が正方形の凸部を有する背面部材の平面図を示している。（ａ）および（ｄ）に示した背面部材では、円形の凸部または正方形の凸部が斜方格子状に配置されている。
上記凸部１５の上面の合計面積は、上記開口部１２の面積に対して、８０面積％以下が好ましい。上記合計面積が大きくなり過ぎると、凸部１５の上面と上記板状被処理物との接触面積が大きくなり過ぎるため、凸部１５を形成する効果が得られ難くなる。上記合計面積は、上記開口部１２の面積に対して、７０面積％以下がより好ましく、さらに好ましくは６０面積％以下である。
上記合計面積の下限は特に限定されないが、上記合計面積が小さくなり過ぎると、凸部１５の上面と上記板状被処理物との接触面積が小さくなり過ぎるため、上記板状被処理物が、面ではなく点で支えられることになる。その結果、板状被処理物は、凸部１５の上面で支えられていない部分が局所的に変形（湾曲等）することがある。従って上記合計面積は、１０面積％以上が好ましく、より好ましくは２０面積％以上、更に好ましくは３０面積％以上である。
上記凸部１５は、上記正面部材との対向面に、ランダムに配置されていてもよいし、格子状に配置されていてもよく、格子状に配置されていることが好ましい。上記凸部１５を格子状に配置することによって、上記凸部１５が均一に分散配置されるため、上記保持治具１を重力方向に立てたときに、処理液が下方向へ均一に流れやすくなり、処理液が排出されやすく、洗浄性が向上する。また、処理液の液切れを促進できるため、処理液の汲み出し量を低減できる。また、上記凸部１５が均一に分散配置されるため、上記背面部材１１から上記板状被処理物を取り外しやすくなる。
上記格子状は、例えば、矩形格子、斜方格子、三角格子、または平行体格子などが好ましい。処理液を排出しやすくし、洗浄性を向上させる観点から、上記格子状は、例えば、斜方格子、三角格子、または平行体格子などがより好ましい。
上記凸部１５の上記背面部材１１の厚み方向断面における高さは特に限定されないが、平均高さは１～３ｍｍが好ましい。上記凸部の平均高さをこの範囲にすることによって、重力方向に処理液が流れやすくなるため、処理液が排出されやすくなり、洗浄性が向上する。また、処理液の液切れを促進できるため、処理液の汲み出し量を低減できる。
上記背面部材１１は、該背面部材１１の厚み方向に連通する貫通孔を有することが好ましい。上記貫通孔を有することによって、上記背面部材１１と上記板状被処理物との間に介在する処理液が、該貫通孔を通して上記背面部材１１の背面側へ排出されやすくなる。その結果、洗浄性が向上する。また、処理液の液切れも促進されるため、処理液の汲み出し量を低減できる。
上記背面部材１１に貫通孔を形成する位置は、凸部以外の領域であれば特に限定されず、背面部材を平面視したときに、背面部材の中央部分でもよいし、背面部材の周囲部分でもよい。
上記貫通孔は、図２に示すように、重力方向の最も上方に配置される凸部１５ａより上側１６ａ、および／または、重力方向の最も下方に配置される凸部１５ｂより下側１６ｂに形成されていることが好ましい。上側１６ａおよび／または下側１６ｂの領域に貫通孔を設けることによって、処理液が排出されやすくなり、洗浄性が向上する。また、処理液の液切れも促進されるため、処理液の汲み出し量を低減できる。上記貫通孔は、重力方向の最も下方に配置される凸部１５ｂより下側１６ｂに少なくとも形成されていることがより好ましい。
＜その他＞
上記開閉ロック１４ａと１４ｂは、背面部材１１と正面部材１３が液浴処理中に開かないように構成すればその種類は特に限定されず、例えば、嵌合する凸部と凹部を設ける構成や、磁力を用いる構成などが挙げられる。
上記保持治具１の下方には、ガイド２１を設けることが好ましく、該ガイド２１を、液浴処理を行う処理槽内に設けられたガイドサポートに装入することによって、保持治具１を処理槽に固定できる。
上記液浴処理の種類は特に限定されず、例えば、電気めっき、無電解めっき、浸漬による表面処理などが挙げられる。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例によって制限を受けるものではなく、前記および後記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
背面部材と、該背面部材に対向し且つ開口部を有する正面部材との間に板状被処理物を配置した保持治具を用い、液浴処理を行った後、洗浄し、洗浄性を評価した。また、処理槽から汲み出された処理液の量（汲み出し量）を測定した。また、洗浄後に板状被処理物を取り外すときの取り外しやすさを評価した。
上記保持治具として、図１および図２に示した保持治具を用いた。下記表１に示すＮｏ．２～５では、背面部材１１として、正面部材１３との対向面に、複数の凸部１５を有するものを用いた。具体的には、Ｎｏ．２では、図４の（ａ）に示すように凸部の上面の平面視形状が円形、Ｎｏ．３では、図４の（ｄ）に示すように凸部の上面の平面視形状が正方形、Ｎｏ．４では、図４の（ｃ）に示すように凸部の上面の平面視形状が箒形、Ｎｏ．５では、図４の（ｂ）に示すように凸部の上面の平面視形状が長方形の凸部をそれぞれ設けた。
Ｎｏ．２における凸部の上面の合計面積は、開口部の面積に対して１０面積％、Ｎｏ．３における凸部の上面の合計面積は、開口部の面積に対して４０面積％、Ｎｏ．４における凸部の上面の合計面積は、開口部の面積に対して２０面積％、Ｎｏ．５における凸部の上面の合計面積は、開口部の面積に対して１５面積％であった。一方、Ｎｏ．１は比較例であり、上記凸部１５を有さない背面部材１１を備えた上記保持治具を用いた。即ち、Ｎｏ．１における凸部の上面の合計面積は、開口部の面積に対して０面積％であった。
上記保持治具には、重力方向の最も上方に配置される凸部より上側、および重力方向の最も下方に配置される凸部より下側に、貫通孔を設けた。貫通孔の開口部の面積は、７５ｃｍ2であった。
上記保持治具に、板状被処理物を配置し、内容量２００Ｌの容器に入れためっき液に５分間浸漬させて、液浴処理を行った。めっき液としては、Ｓｎを含有する液を用いた。液浴処理後、上記保持治具を、容器の上方で１０秒間保持し、保持治具に付着しためっき液を自然落下させた。１０秒間保持後、約１８Ｌの１０％ＧＴＣ－１Ａ溶液（酸溶液）に１分間浸漬し、洗浄した。保持治具をめっき液に５分間浸漬、内容量２００Ｌの容器の上方で１０秒間保持、および１０％ＧＴＣ－１Ａ溶液中に１分間浸漬を１サイクルとし、これを１５サイクル繰り返した後、約１８Ｌの１０％ＧＴＣ－１Ａ溶液を、水を用いて２０Ｌに希釈し、１５分間撹拌後、水溶液中のＳｎ濃度を分析し、１０％ＧＴＣ－１Ａ溶液に混入しためっき液の量を算出した。算出結果を下記表１に示す。１０％ＧＴＣ－１Ａ溶液に混入しためっき液の量に基づいて、洗浄性を評価した。即ち、１０％ＧＴＣ－１Ａ溶液に混入しためっき液の量が多いほど、保持治具に付着しためっき液が、１０％ＧＴＣ－１Ａ溶液中へ排出されたことを示すため、洗浄性が良好であることを意味する。
また、板状被処理物に液浴処理を施すにあたり、保持治具に付着し、処理槽から汲み出されるめっき液の量（汲み出し量）を次の手順で測定した。
上記保持治具に、板状被処理物を配置し、内容量２００Ｌの容器に入れためっき液に５分間浸漬させて、液浴処理を行った。液浴処理後、上記保持治具を、容器の上方で１０秒間保持し、保持治具に付着しためっき液を自然落下させた。１０秒間保持後、内容量５Ｌの容器の上方で、更に１０分間保持し、保持治具に付着しためっき液を自然落下させた。保持治具をめっき液に５分間浸漬、内容量２００Ｌの容器の上方で１０秒間保持、および内容量５Ｌの容器の上方で１０分間保持を１サイクルとし、これを１５サイクル繰り返した後、内容量５Ｌの容器に溜まった液量を測定した。１５サイクル後におけるめっき液の合計汲み出し量を下記表１に示す。また、板状被処理物の表面積１ｄｍ2あたりのめっき液の汲み出し量を算出し、下記表１に併せて示した。
下記表１から次のように考察できる。Ｎｏ．２～５は、背面部材の正面部材との対向面に複数の凸部を有するため、保持治具に付着しためっき液が速やかに排出され、洗浄性が良好であった。一方、Ｎｏ．１は、背面部材の正面部材との対向面に複数の凸部を有さないため、保持治具に付着しためっき液が排出されにくく、洗浄性が悪かった。また、Ｎｏ．２、３、５については、単位あたりの汲み出し量を、比較例であるＮｏ．１の単位あたりの汲み出し量よりも低減できた。
Figure 0007122235000001
次に、洗浄性を評価した後、保持治具から、板状被処理物を取り外した。このとき、板状被処理物の取り外しやすさを評価した。その結果、Ｎｏ．２～４は、Ｎｏ．１に比べて、保持治具から板状被処理物を取り外しやすかった。
１ 保持治具
１１ 背面部材
１２ 開口部
１３ 正面部材
１４ａ、１４ｂ 開閉ロック
１５ 凸部
１６ａ、１６ｂ 貫通孔
２１ ガイド
３１ 接点
３２ 遮蔽部材

Claims (9)

  1. 背面部材と、該背面部材に対向し且つ開口部を有する正面部材との間に配置される板状被処理物に液浴処理を施すための板状被処理物用保持治具であって、
    前記背面部材は、前記正面部材との対向面に、複数の凸部を有しており、
    前記凸部は、前記対向面において格子状に配置されており、
    前記凸部の上面は、前記板状被処理物と接触していることを特徴とする保持治具。
  2. 前記凸部の上面の平面視形状は、重力方向に直交する方向に非平行な直線部を有する請求項１に記載の保持治具。
  3. 前記凸部の上面の平面視形状は、多角形である請求項２に記載の保持治具。
  4. 前記多角形は、菱形である請求項３に記載の保持治具。
  5. 前記格子状は、斜方格子、三角格子、または平行体格子である請求項１に記載の保持治具。
  6. 前記凸部は、前記背面部材の厚み方向断面において、平均高さが１～３ｍｍである請求項１～５のいずれかに記載の保持治具。
  7. 前記背面部材は、厚み方向に連通する貫通孔を有する請求項１～６のいずれかに記載の保持治具。
  8. 前記貫通孔は、重力方向の最も上方に配置される凸部より上側、および／または、重力方向の最も下方に配置される凸部より下側に形成されている請求項７に記載の保持治具。
  9. 前記凸部の上面の合計面積は、前記開口部の面積に対して、８０面積％以下である請求項１～８のいずれかに記載の保持治具。
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