KR102641245B1 - 도금 장치 - Google Patents

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KR102641245B1
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

애노드 유래의 기포에 기인하여 기판의 도금 품질이 악화되는 것을 억제할 수 있는 기술을 제공한다.
도금 모듈(400)은, 도금액을 수용하도록 구성된 도금조(10)와, 도금조(10) 내에 배치된 애노드(13)와, 애노드(13)와 대향하도록 피도금면이 하방을 향하게 한 기판 Wf를 보유 지지하도록 구성된 기판 홀더(20)와, 도금조(10) 내를 애노드실(11)과 캐소드실(12)로 구획하는 제1 막(41), 및 제1 막(41)과 애노드(13) 사이에 배치된 제2 막(42)을 갖는 막 모듈(40)과, 도금조(10) 내의 애노드(13)보다도 하방의 제1 영역 R1, 및 제1 막(41)과 제2 막(42) 사이의 제2 영역 R2를 연통하는 관 부재(31)를 포함한다.

Description

도금 장치
본원은, 도금 장치에 관한 것이다.
도금 장치의 일례로서 컵식의 전해 도금 장치가 알려져 있다. 컵식의 전해 도금 장치는, 도금액을 수용하는 도금조와, 도금조에 배치된 애노드와, 애노드에 대향시켜서 피도금면이 하방을 향하게 한 상태에서 기판을 보유 지지하는 기판 홀더를 구비한다. 전해 도금 장치는, 기판을 도금액에 침지시키고, 기판과 애노드 사이에 전압을 인가함으로써, 기판의 피도금면에 도전막을 석출시킨다.
예를 들어 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 컵식의 전해 도금 장치에서는, 도금조의 내부에 격막을 마련하는 것이 알려져 있다. 이 격막은, 도금조의 내부를, 애노드가 배치되는 애노드실과, 기판이 배치되는 캐소드실로 구획한다.
일본 특허 공개 제2008-19496호 공보
상술한 바와 같은 격막을 갖는 컵식의 도금 장치에서는, 애노드 유래의 기포가 발생하여 도금액 중을 상승하고, 격막의 하면에 부착되어 체류하는 경우가 있다. 이 경우, 격막의 하면에 체류한 기포에 기인하여 기판의 도금 품질이 악화될 우려가 있다.
이 점, 기포가 체류하기 어려운 막을 격막과 애노드 사이에 추가로 마련하는 것도 생각할 수 있다. 이 경우, 격막과 추가한 막 사이의 영역에 도금액을 채울 필요가 있다. 이들 막 사이의 영역에 도금액을 주입하기 위해서는, 추가한 막에 구멍 등의 유로를 형성하는 것을 생각할 수 있는데, 이 경우, 이 유로로부터 막 사이의 영역에 기포가 들어가, 격막의 하면에 체류할 우려가 있다.
이에, 본원은, 애노드 유래의 기포에 기인하여 기판의 도금 품질이 악화되는 것을 억제할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
일 실시 형태에 의하면, 도금액을 수용하도록 구성된 도금조와, 도금조 내에 배치된 애노드와, 상기 애노드에 대향하도록 피도금면이 하방을 향하게 한 기판을 보유 지지하도록 구성된 기판 홀더와, 상기 도금조 내를 애노드실과 캐소드실로 구획하는 제1 막, 및 상기 제1 막과 상기 애노드 사이에 배치된 제2 막을 갖는 막 모듈과, 상기 도금조 내의 상기 애노드보다도 하방의 제1 영역, 및 상기 제1 막과 상기 제2 막 사이의 제2 영역을 연통하는 관 부재를 포함하고, 상기 관 부재는, 기포를 포함하지 않는 제1 영역의 도금액을 제1 영역으로부터 제2 영역에 주입되도록 하는 것인, 도금 장치가 개시된다.
도 1은 본 실시 형태의 도금 장치의 전체 구성을 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 실시 형태의 도금 장치의 전체 구성을 도시하는 평면도이다.
도 3은 본 실시 형태에 관한 도금 모듈의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 본 실시 형태에 관한 공급·드레인구의 상세를 설명하기 위한 모식도이다.
도 5는 본 실시 형태에 관한 막 모듈의 모식적인 분해 사시도이다.
도 6은 도 3의 A1 부분의 모식적인 확대 단면도이다.
도 7은 본 실시 형태에 관한 제1 막의 모식적인 상면도이다.
도 8은 본 실시 형태에 관한 제1 서포트 부재의 모식적인 상면도이다.
도 9는 본 실시 형태에 관한 제2 막 및 제2 서포트 부재의 모식적인 상면도이다.
도 10은 도 9의 B1-B1선 단면을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 11은 본 실시 형태에 관한 제1 시일 부재의 모식적인 상면도이다.
도 12는 본 실시 형태에 관한 제2 시일 부재 또는 제3 시일 부재의 모식적인 상면도이다.
도 13은 도 3의 A2 부분의 모식적인 확대 단면도이다.
도 14는 도 13의 A4 부분의 모식적인 확대도이다.
도 15는 본 실시 형태의 관 부재의 설치 양태를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 16은 변형예의 관 부재의 배치 양태를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 17은 변형예의 관 부재의 배치 양태를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 이하에서 설명하는 도면에 있어서, 동일 또는 상당하는 구성 요소에는, 동일한 부호를 부여하여 중복된 설명을 생략한다.
<도금 장치의 전체 구성>
도 1은, 본 실시 형태의 도금 장치의 전체 구성을 나타내는 사시도이다. 도 2는, 본 실시 형태의 도금 장치의 전체 구성을 나타내는 평면도이다. 도 1, 2에 나타내는 바와 같이, 도금 장치(1000)는, 로드 포트(100), 반송 로봇(110), 얼라이너(120), 프리웨트 모듈(200), 프리소크 모듈(300), 도금 모듈(400), 세정 모듈(500), 스핀 린스 드라이어(600), 반송 장치(700), 및 제어 모듈(800)을 구비한다.
로드 포트(100)는, 도금 장치(1000)에 도시하지 않은 FOUP 등의 카세트에 수납된 기판을 반입하거나, 도금 장치(1000)로부터 카세트에 기판을 반출하기 위한 모듈이다. 본 실시 형태에서는 4대의 로드 포트(100)가 수평 방향으로 나란히 배치되어 있지만, 로드 포트(100)의 수 및 배치는 임의이다. 반송 로봇(110)은, 기판을 반송하기 위한 로봇이며, 로드 포트(100), 얼라이너(120), 프리웨트 모듈(200) 및 스핀 린스 드라이어(60)의 사이에서 기판을 주고 받게 구성된다. 반송 로봇(110) 및 반송 장치(700)는, 반송 로봇(110)과 반송 장치(700) 사이에서 기판을 주고 받을 때에는, 도시하지 않은 가배치대를 통해 기판의 수수를 행할 수 있다.
얼라이너(120)는, 기판의 오리엔테이션 플랫이나 노치 등의 위치를 소정의 방향으로 맞추기 위한 모듈이다. 본 실시 형태에서는 2대의 얼라이너(120)가 수평 방향으로 나란히 배치되어 있지만, 얼라이너(120)의 수 및 배치는 임의이다. 프리웨트 모듈(200)은, 도금 처리 전의 기판의 피도금면을 순수 또는 탈기수 등의 처리액으로 적심으로써, 기판 표면에 형성된 패턴 내부의 공기를 처리액으로 치환한다. 프리웨트 모듈(200)은, 도금 시에 패턴 내부의 처리액을 도금액으로 치환함으로써 패턴 내부에 도금액을 공급하기 쉽게 하는 프리웨트 처리를 실시하도록 구성된다. 본 실시 형태에서는 2대의 프리웨트 모듈(200)이 상하 방향으로 나란히 배치되어 있지만, 프리웨트 모듈(200)의 수 및 배치는 임의이다.
프리소크 모듈(300)은, 예를 들어 도금 처리 전의 기판의 피도금면에 형성한 시드층 표면 등에 존재하는 전기 저항이 큰 산화막을 황산이나 염산 등의 처리액으로 에칭 제거하여 도금 하지 표면을 세정 또는 활성화하는 프리소크 처리를 실시하도록 구성된다. 본 실시 형태에서는 2대의 프리소크 모듈(300)이 상하 방향으로 나란히 배치되어 있지만, 프리소크 모듈(300)의 수 및 배치는 임의이다. 도금 모듈(400)은, 기판에 도금 처리를 실시한다. 본 실시 형태에서는, 상하 방향으로 3대 또한 수평 방향으로 4대 나란히 배치된 12대의 도금 모듈(400)의 세트가 2개 있고, 합계 24대의 도금 모듈(400)이 마련되어 있지만, 도금 모듈(400)의 수 및 배치는 임의이다.
세정 모듈(500)은, 도금 처리 후의 기판에 남는 도금액 등을 제거하기 위해 기판에 세정 처리를 실시하도록 구성된다. 본 실시 형태에서는 2대의 세정 모듈(500)이 상하 방향으로 나란히 배치되어 있지만, 세정 모듈(500)의 수 및 배치는 임의이다. 스핀 린스 드라이어(600)는, 세정 처리 후의 기판을 고속 회전시켜 건조시키기 위한 모듈이다. 본 실시 형태에서는 2대의 스핀 린스 드라이어가 상하 방향으로 나란히 배치되어 있지만, 스핀 린스 드라이어의 수 및 배치는 임의이다. 반송 장치(700)는, 도금 장치(1000) 내의 복수의 모듈간에서 기판을 반송하기 위한 장치이다. 제어 모듈(800)은, 도금 장치(1000)의 복수의 모듈을 제어하도록 구성되고, 예를 들어 오퍼레이터와의 사이의 입출력 인터페이스를 구비하는 일반적인 컴퓨터 또는 전용 컴퓨터로 구성할 수 있다.
도금 장치(1000)에 의한 일련의 도금 처리의 일례를 설명한다. 먼저, 로드 포트(100)에 카세트에 수납된 기판이 반입된다. 계속해서, 반송 로봇(110)은, 로드 포트(100)의 카세트로부터 기판을 취출하고, 얼라이너(120)에 기판을 반송한다. 얼라이너(120)는, 기판의 오리엔테이션 플랫이나 노치 등의 위치를 소정의 방향으로 맞춘다. 반송 로봇(110)은, 얼라이너(120)로 방향을 맞춘 기판을 프리웨트 모듈(200)에 넘겨준다.
프리웨트 모듈(200)은, 기판에 프리웨트 처리를 실시한다. 반송 장치(700)는, 프리웨트 처리가 실시된 기판을 프리소크 모듈(300)에 반송한다. 프리소크 모듈(300)은, 기판에 프리소크 처리를 실시한다. 반송 장치(700)는, 프리소크 처리가 실시된 기판을 도금 모듈(400)에 반송한다. 도금 모듈(400)은, 기판에 도금 처리를 실시한다.
반송 장치(700)는, 도금 처리가 실시된 기판을 세정 모듈(500)에 반송한다. 세정 모듈(500)은, 기판에 세정 처리를 실시한다. 반송 장치(700)는, 세정 처리가 실시된 기판을 스핀 린스 드라이어(600)에 반송한다. 스핀 린스 드라이어(600)는, 기판에 건조 처리를 실시한다. 반송 로봇(110)은, 스핀 린스 드라이어(600)로부터 기판을 수취하고, 건조 처리를 실시한 기판을 로드 포트(100)의 카세트에 반송한다. 마지막으로, 로드 포트(100)로부터 기판을 수납한 카세트가 반출된다.
<도금 모듈의 구성>
다음으로, 도금 모듈(400)의 구성을 설명한다. 본 실시 형태에 있어서의 24대의 도금 모듈(400)은 동일한 구성이므로, 1대의 도금 모듈(400)만을 설명한다.
도 3은, 본 실시 형태에 관한 도금 장치(1000)에 있어서의 하나의 도금 모듈(400)의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다. 본 실시 형태에 관한 도금 장치(1000)는, 컵식의 도금 장치이다. 본 실시 형태에 관한 도금 장치(1000)의 도금 모듈(400)은, 도금조(10)와, 기판 홀더(20)와, 회전 기구(22)와, 승강 기구(24)와, 전기장 조정 블록(30)과, 막 모듈(40)을 구비하고 있다.
도금조(10)는, 상방에 개구를 갖는, 바닥이 있는 용기에 의해 구성되어 있다. 구체적으로는, 도금조(10)는, 저벽(10a)과, 이 저벽(10a)의 외연으로부터 상방으로 연장되는 측벽(10b)을 갖고 있고, 이 측벽(10b)의 상부가 개구되어 있다. 또한, 도금조(10)의 측벽(10b)의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 실시 형태에 관한 측벽(10b)은, 일례로서 원통 형상을 갖고 있다. 도금조(10)의 내부에는, 도금액 Ps가 저류되어 있다. 도금조(10)의 측벽(10b)의 외측에는, 측벽(10b)의 상단부로부터 오버플로한 도금액 Ps를 저류하기 위한 오버플로조(19)가 배치되어 있다.
도금액 Ps로서는, 도금 피막을 구성하는 금속 원소의 이온을 포함하는 용액이면 되고, 그 구체예는 특별히 한정되는 것은 아니다. 본 실시 형태에 있어서는, 도금 처리의 일례로서, 구리 도금 처리를 이용하고 있고, 도금액 Ps의 일례로서, 황산구리 용액을 사용하고 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 도금액 Ps에는 소정의 도금 첨가제가 포함되어 있다. 이 소정의 도금 첨가제의 구체예로서, 본 실시 형태에서는, 「비이온계의 도금 첨가제」가 사용되고 있다. 또한, 비이온계의 도금 첨가제란, 도금액 Ps 중에 있어서 이온성을 나타내지 않는 첨가제를 의미하고 있다.
도금조(10)의 내부에는, 원판 형상의 애노드(13)가 배치되어 있다. 또한, 애노드(13)는, 수평 방향으로 연장되도록 배치되어 있다. 애노드(13)의 구체적인 종류는 특별히 한정되는 것은 아니고, 불용해 애노드여도 되고, 용해 애노드여도 된다. 본 실시 형태에서는, 애노드(13)의 일례로서, 불용해 애노드를 사용하고 있다. 이 불용해 애노드의 구체적인 종류는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 백금이나 산화이리듐 등을 사용할 수 있다. 또한, 애노드(13)와, 후술하는 막 모듈(40)의 제2 막(42) 사이에는, 애노드 마스크가 배치되어 있어도 된다.
도금조(10)의 내부에 있어서의 후술하는 캐소드실(12)에는, 이온 저항체(14)가 배치되어 있다. 구체적으로는, 이온 저항체(14)는, 캐소드실(12)에 있어서의 막 모듈(40)보다도 상방 또한 기판 Wf보다도 하방의 개소에 마련되어 있다. 이온 저항체(14)는, 캐소드실(12)에 있어서의 이온의 이동의 저항이 될 수 있는 부재이고, 애노드(13)와 기판 Wf 사이에 형성되는 전기장의 균일화를 도모하기 위해 마련되어 있다.
이온 저항체(14)는, 이온 저항체(14)의 하면과 상면을 관통하도록 마련된 복수의 관통 구멍(15)을 갖는 판 부재에 의해 구성되어 있다. 이 복수의 관통 구멍(15)은, 이온 저항체(14)의 펀칭 에어리어 PA(상면에서 보아 원형의 에어리어임)의 부분에 마련되어 있다. 이온 저항체(14)의 구체적인 재질은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 실시 형태에 있어서는 일례로서, 폴리에테르에테르케톤 등의 수지를 사용하고 있다.
도금 모듈(400)이 이온 저항체(14)를 가짐으로써, 기판 Wf에 형성되는 도금 피막(도금층)의 막 두께의 균일화를 도모할 수 있다.
전기장 조정 블록(30)은, 링형의 부재에 의해 구성되어 있다. 또한, 전기장 조정 블록(30)은, 캐소드실(12)에 있어서의 이온 저항체(14)보다도 하방, 또한, 막 모듈(40)보다도 상방에 배치되어 있다. 구체적으로는, 본 실시 형태에 관한 전기장 조정 블록은, 후술하는 제1 서포트 부재(43)의 상면에 배치되어 있다.
후술하는 도 13에 도시한 바와 같이, 전기장 조정 블록(30)의 내주벽의 내경 D2는, 이온 저항체(14)의 펀칭 에어리어 PA의 외경 D1보다도 작은 값으로 되어 있다. 환언하면, 전기장 조정 블록(30)의 내주벽은, 이온 저항체(14)의 직경 방향에서 가장 외측에 배치되어 있는 관통 구멍(15)보다도, 이온 저항체(14)의 직경 방향에서 내측에 위치하고 있다.
전기장 조정 블록(30)은, 캐소드실(12)에 있어서의 전기장을 조정하는 기능을 갖고 있다. 구체적으로는, 전기장 조정 블록(30)은, 기판 Wf의 외연에 전기장이 집중되는 것을 억제하여, 기판 Wf에 형성되는 도금 피막의 막 두께가 균일해지도록, 캐소드실(12)의 전기장을 조정하고 있다. 전기장 조정 블록(30)이 구체적인 재질은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 실시 형태에 있어서는 일례로서, 폴리에테르에테르케톤 등의 수지를 사용하고 있다.
도금 모듈(400)이 전기장 조정 블록(30)을 구비함으로써, 캐소드실(12)에 있어서의 전기장을 조정할 수 있으므로, 도금 피막의 막 두께의 균일화를 효과적으로 도모할 수 있다.
또한, 다른 내경 D2를 갖는 복수 종류의 전기장 조정 블록(30)을 미리 준비해 두는 것이 바람직하다. 이 경우, 이 복수 종류의 전기장 조정 블록(30) 중에서 원하는 내경 D2를 갖는 전기장 조정 블록(30)을 선택하고, 이 선택된 전기장 조정 블록(30)을 도금조(10)에 배치하면 된다.
상술한 이온 저항체(14)나 전기장 조정 블록(30)은, 본 실시 형태에 필수적인 부재는 아니고, 도금 모듈(400)은, 이들 부재를 구비하지 않는 구성으로 할 수도 있다.
도 3을 참조하면, 막 모듈(40)은, 도금조(10)의 내부에 있어서, 애노드(13)와 기판 Wf(캐소드) 사이의 개소(구체적으로는, 본 실시 형태에서는, 애노드(13)와 이온 저항체(14) 사이의 개소)에 배치되어 있다. 도금조(10)의 내부에 있어서, 막 모듈(40)의 후술하는 제1 막(41)보다도 하방의 영역을 애노드실(11)이라 칭하고, 제1 막(41)보다도 상방의 영역을 캐소드실(12)이라 칭한다. 전술한 애노드(13)는 애노드실(11)에 배치되어 있다. 이 막 모듈(40)의 상세는 후술한다.
기판 홀더(20)는, 캐소드로서의 기판 Wf를, 기판 Wf의 피도금면(하면)이 애노드(13)에 대향하도록 보유 지지하고 있다. 기판 홀더(20)는, 회전 기구(22)에 접속되어 있다. 회전 기구(22)는, 기판 홀더(20)를 회전시키기 위한 기구이다. 회전 기구(22)는, 승강 기구(24)에 접속되어 있다. 승강 기구(24)는, 상하 방향으로 연장되는 지주(26)에 의해 지지되어 있다. 승강 기구(24)는, 기판 홀더(20) 및 회전 기구(22)를 승강시키기 위한 기구이다. 또한, 기판 Wf 및 애노드(13)는, 통전 장치(도시하지 않음)와 전기적으로 접속되어 있다. 통전 장치는, 도금 처리의 실행 시에, 기판 Wf와 애노드(13) 사이에 전기를 흐르게 하기 위한 장치이다.
도금조(10)에는, 애노드실(11)에 도금액 Ps를 공급하기 위한 애노드실용 공급구(16)와, 애노드실(11)로부터 도금액 Ps를 도금조(10)의 외부로 배출하기 위한 애노드실용 배출구(17)가 마련되어 있다. 본 실시 형태에 관한 애노드실용 공급구(16)는, 일례로서, 도금조(10)의 저벽(10a)에 배치되어 있다. 애노드실용 배출구(17)는, 일례로서, 도금조(10)의 측벽(10b)에 배치되어 있다. 또한, 애노드실용 배출구(17)는, 도금조(10)의 2개소에 마련되어 있다. 또한, 애노드실용 배출구(17)의 상세는, 후술한다.
애노드실용 배출구(17)로부터 배출된 도금액 Ps는, 애노드실용의 리저버 탱크에 일시적으로 저류된 후에, 다시 애노드실용 공급구(16)로부터 애노드실(11)에 공급된다.
도금조(10)에는, 캐소드실(12)용의 공급·드레인구(18)가 마련되어 있다. 공급·드레인구(18)는, 「캐소드실(12)용의 도금액 Ps의 공급구」와 「캐소드실(12)용의 도금액 Ps의 드레인구」가 합체된 것이다.
즉, 캐소드실(12)에 도금액 Ps를 공급할 때에는, 이 공급·드레인구(18)는 「캐소드실(12)용의 도금액 Ps의 공급구」로서 기능하여, 이 공급·드레인구(18)로부터 도금액 Ps가 캐소드실(12)에 공급된다. 한편, 캐소드실(12)로부터 도금액 Ps를 배출할 때에는, 이 공급·드레인구(18)는, 「캐소드실(12)용의 도금액 Ps의 드레인구」로서 기능하여, 이 공급·드레인구(18)로부터 캐소드실(12)의 도금액 Ps가 배출된다.
구체적으로는, 본 실시 형태에 관한 공급·드레인구(18)에는, 유로 전환 밸브(도시하지 않음)가 접속되어 있다. 이 유로 전환 밸브에 의한 유로의 전환에 의해, 공급·드레인구(18)는, 캐소드실(12)에 도금액 Ps를 공급하는 것과, 캐소드실(12)의 도금액 Ps를 도금조(10)의 외부로 배출하는 것을 선택적으로 행한다.
도 4는, 공급·드레인구(18)의 상세를 설명하기 위한 모식도이다. 구체적으로는, 도 4에는, 도금조(10)의 모식적인 상면도가 도시되어 있음과 함께, 도 4의 일부(A3 부분)에는, 공급·드레인구(18)의 주변 구성의 모식적인 정면도도 도시되어 있다. 또한, 도 4에 있어서, 이온 저항체(14), 전기장 조정 블록(30), 후술하는 제1 서포트 부재(43) 및 제1 시일 부재(45)의 도시는 생략되어 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 공급·드레인구(18)는, 도금조(10)의 측벽(10b)에 마련되어 있다. 또한, 공급·드레인구(18)는, 후술하는 제1 막(41)의 연장 부위(41a)로부터 공급·드레인구(18)까지의 높이(H)가, 20㎜ 이내로 되도록, 마련되어 있다. 즉, 이 높이(H)는, 0㎜여도 되고(이 경우, 공급·드레인구(18)는 제1 막(41)의 연장 부위(41a) 바로 위에 배치된다), 또는 20㎜여도 되고, 또는 0㎜보다도 크고 20㎜보다도 작은 범위에서 선택된 임의의 값이어도 된다.
이 구성에 의하면, 캐소드실(12)의 도금액 Ps를 캐소드실(12)로부터 용이하게 배출할 수 있다.
또한, 공급·드레인구(18)의 구성은 상기 구성에 한정되는 것은 아니다. 다른 일례를 들면, 도금 모듈(400)은, 공급·드레인구(18) 대신, 「캐소드실(12)용의 도금액 Ps의 공급구」, 및 「캐소드실(12)용의 도금액 Ps의 드레인구」를, 개별로 구비하고 있어도 된다.
기판 Wf에 대한 도금 처리를 실행할 때에는, 먼저, 회전 기구(22)가 기판 홀더(20)를 회전시킴과 함께, 승강 기구(24)가 기판 홀더(20)를 하방으로 이동시켜, 기판 Wf를 도금조(10)의 도금액 Ps(캐소드실(12)의 도금액 Ps)에 침지시킨다. 이어서, 통전 장치에 의해, 애노드(13)와 기판 Wf 사이에 전기가 흐르게 된다. 이것에 의해, 기판 Wf의 피도금면에, 도금 피막이 형성된다.
또한, 기판 Wf에 대한 도금 처리의 실행 시에, 공급·드레인구(18)는 「캐소드실(12)용의 도금액 Ps의 드레인구」로서의 기능을 발휘하지 않게 되어 있다. 구체적으로는, 도금 처리의 실행 시에 있어서, 캐소드실(12)의 도금액 Ps는, 도금조(10)의 측벽(10b)의 상단부로부터 오버플로하여 오버플로조(19)에 일시적으로 저류된다. 도금 처리의 종료 후에, 캐소드실(12)의 도금액 Ps를 캐소드실(12)로부터 배출하여, 캐소드실(12)의 도금액 Ps를 비우는 경우에, 공급·드레인구(18)는 밸브 개방 상태로 되어 「캐소드실(12)용의 도금액 Ps의 드레인구」로서 기능하여, 도금액 Ps가 공급·드레인구(18)로부터 배출된다.
그런데, 본 실시 형태와 같은 컵식의 도금 장치(1000)에 있어서, 무언가의 원인에 의해, 애노드실(11)에 기포 Bu(이 부호는, 후술하는 도 13에 기재되어 있음)가 발생하는 경우가 있다. 구체적으로는, 본 실시 형태와 같이, 애노드(13)로서 불용해 애노드를 사용하는 경우, 도금 처리의 실행 시(통전 시)에, 애노드실(11)에는 이하의 반응식에 기초하여 산소(O2)가 발생한다. 이 경우, 이 발생한 산소가 기포 Bu가 된다.
2H2O → O2+4H++4e-
상술한 바와 같이, 애노드실(11)에 기포 Bu가 발생한 경우에 있어서, 가령, 이 기포 Bu가 막 모듈(40)의 하면(구체적으로는, 후술하는 제2 막(42)의 하면)에 전체적으로 체류한 경우, 이 기포 Bu가 전기장을 차단할 우려가 있다. 이 경우, 기판 Wf의 도금 품질이 악화될 우려가 있다. 이에, 본 실시 형태에서는, 이와 같은 문제에 대처하기 위해, 이하에 설명하는 기술을 사용하고 있다.
도 5는, 막 모듈(40)의 모식적인 분해 사시도이다. 도 6은, 도 3의 A1 부분의 모식적인 확대 단면도이다. 본 실시 형태에 관한 막 모듈(40)은, 제1 막(41)과, 제2 막(42)과, 제1 서포트 부재(43)(즉 「제1 막용 서포트 부재」)와, 제2 서포트 부재(44)(즉 「제2 막용 서포트 부재」)와, 제1 시일 부재(45)와, 제2 시일 부재(46)와, 제3 시일 부재(47)를 구비하고 있다. 막 모듈(40)의 이들 구성 부재는, 볼트 등의 체결 부재를 사용하여 도금조(10)의 측벽(10b)의 소정 개소(즉, 막 모듈(40)이 고정되는 피고정 개소)에 고정되어 있다.
도 7은, 제1 막(41)의 모식적인 상면도이다. 도 8은, 제1 서포트 부재(43)의 모식적인 상면도이다. 도 9는, 제2 막(42) 및 제2 서포트 부재(44)의 모식적인 상면도이다. 도 10은, 도 9의 B1-B1선 단면을 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 11은, 제1 시일 부재(45)의 모식적인 상면도이다. 도 12는, 제2 시일 부재(46)(또는 제3 시일 부재(47))의 모식적인 상면도이다. 도 13은, 도 3의 A2 부분의 모식적인 확대 단면도이다.
제1 막(41)은, 도금조(10) 내를, 애노드(13)가 배치되는 애노드실(11)과, 기판 Wf가 배치되는 캐소드실(12)로 구획하는 막이다. 구체적으로는, 제1 막(41)은, 도금액 Ps에 포함되는 이온종(이것은 금속 이온을 포함하고 있음)이 제1 막(41)을 통과하는 것을 허용하면서, 도금액 Ps에 포함되는 비이온계의 도금 첨가제가 제1 막(41)을 통과하는 것을 억제하도록 구성된 막이다. 구체적으로는, 제1 막(41)은, 복수의 미세한 구멍(미세 구멍)을 갖고 있다(이 미세 구멍의 도시는 생략되어 있음). 이 복수의 구멍의 평균적인 직경은 나노미터 사이즈(즉, 1㎚ 이상 999㎚ 이하의 사이즈)이다. 이것에 의해, 금속 이온을 포함하는 이온종(이것은 나노미터 사이즈임)이 제1 막(41)의 복수의 미세 구멍을 통과하는 것은 허용되는 한편, 비이온계의 도금 첨가제(이것은 나노미터 사이즈보다도 큼)가 제1 막(41)의 복수의 미세 구멍을 통과하는 것은 억제되어 있다. 이와 같은 제1 막(41)으로서는, 예를 들어 이온 교환막을 사용할 수 있다. 제1 막(41)의 구체적인 제품명을 들면, 예를 들어 케무어스사제의 나피온막(Nafion막) 등을 들 수 있다.
본 실시 형태와 같이, 도금 모듈(400)이 제1 막(41)을 구비함으로써, 캐소드실(12)의 도금액 Ps에 포함되는 비이온계의 도금 첨가제가 애노드실(11)로 이동하는 것을 억제할 수 있다. 이것에 의해, 캐소드실(12)의 도금 첨가제의 소모량의 저감을 도모할 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 제1 막(41)은, 연장 부위(41a)와, 경사 부위(41b)를 구비하고 있다. 연장 부위(41a)는, 수평 방향으로 연장되어 있다. 구체적으로는, 연장 부위(41a)는, 애노드실(11)의 중심을 통과하면서, 수평 방향(일례로서 Y 방향)으로 연장되어 있다. 또한, 연장 부위(41a)는, 소정의 폭(X 방향의 길이)을 갖는 면에 의해 구성되어 있다.
경사 부위(41b), 연장 부위(41a)를 기점으로 하여 연장 부위(41a)로부터 이격되는 방향에서 일방측(X 방향측) 및 타방측(-X 방향측)으로 연장됨과 함께, 연장 부위(41a)로부터 이격됨에 따라 상방에 위치하도록 경사져 있다. 이 결과, 본 실시 형태에 관한 제1 막(41)은, 정면에서 보아(Y 방향에서 시인한 경우에), 「V자형」의 외관 형상을 갖고 있다. 또한, 본 실시 형태에 관한 경사 부위(41b)의 외연은 원호형으로 되어 있다. 구체적으로는, 경사 부위(41b)의 외연은, 이 외연의 일부가 연장 부위(41a)의 양 단부(Y 방향측의 단부 및 -Y 방향측의 단부)에 접속된, 원호형으로 되어 있다. 이 결과, 제1 막(41)은, 상면에서 보아 대략 원형으로 되어 있다.
또한, 제1 막(41)의 경사 부위(41b)의 수평 방향에 대한 경사 각도의 일례를 들면, 이 경사 각도로서, 예를 들어 2도 이상의 값을 이용할 수 있고, 구체적으로는, 2도 이상 45도 이하의 값을 이용할 수 있다.
도 8에 도시한 바와 같이, 제1 서포트 부재(43)는, 제1 막(41)을 지지하기 위한 부재이다. 구체적으로는, 제1 서포트 부재(43)는, 제1 막(41)의 연장 부위(41a)를 지지하는 제1 부위(43a)와, 제1 막(41)의 경사 부위(41b)의 외연을 지지하는 제2 부위(43b)를 구비하고 있다. 제1 부위(43a)는 수평 방향으로 연장되어 있다. 구체적으로는, 제1 부위(43a)는, 애노드실(11)의 중심을 통과하면서, 수평 방향(일례로서 Y 방향)으로 연장되어 있다. 또한, 제2 부위(43b)는, 환형의 부재에 의해 구성되어 있음과 함께, 제1 부위(43a)로부터 이격됨에 따라 상방에 위치하도록 경사져 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 제1 부위(43a)는, 제1 막(41)의 상방에 위치하고 있고, 제1 막(41)을 상방측으로부터 지지하고 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 제1 시일 부재(45)는, 제1 막(41)과 제1 서포트 부재(43) 사이에 끼움 지지되어 있는 시일 부재이다. 이와 같이, 제1 막(41)과 제1 서포트 부재(43) 사이에 제1 시일 부재(45)가 배치되어 있음으로써, 제1 막(41)과 제1 서포트 부재(43)는, 서로 비접촉된 상태로 되어 있다.
도 11에 도시한 바와 같이, 제1 시일 부재(45)는, 연장 시일 부위(45a)와, 외연 시일 부위(45b)를 구비하고 있다. 연장 시일 부위(45a)는, 수평 방향으로 연장되어 있고, 제1 막(41)의 연장 부위(41a)와, 제1 서포트 부재(43)의 제1 부위(43a) 사이에 끼움 지지된다. 외연 시일 부위(45b)는, 제1 막(41)의 경사 부위(41b)의 외연과 제1 서포트 부재(43)의 제2 부위(43b) 사이에 끼움 지지된다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제2 막(42)은, 제1 막(41)에 접촉하지 않는 양태에서, 제1 막(41)과 애노드(13) 사이, 즉 제1 막(41)보다도 하방 또한 애노드(13)보다도 상방의 개소에 배치되어 있다. 이것에 의해, 도금조(10) 내(애노드실(11) 내)는, 애노드(13)보다도 하방의 영역과, 제1 막(41)과 제2 막(42) 사이의 영역과, 제2 막(42)과 애노드(13) 사이의 영역으로 구분된다. 이하, 애노드(13)보다도 하방의 영역을 「제1 영역 R1」이라 칭하고, 제1 막(41)과 제2 막(42) 사이의 영역을 「제2 영역 R2」라 칭하고, 제2 막(42)과 애노드(13) 사이의 영역을 「제3 영역 R3」이라 칭한다.
도 5, 도 6, 도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시 형태에 관한 제2 막(42)은, 제2 서포트 부재(44)에 접합되어 있다. 구체적으로는, 본 실시 형태에 관한 제2 막(42)은, 일례로서, 제2 서포트 부재(44)의 하면에 접합되어 있다.
제2 막(42)은, 도금액 Ps에 포함되는 이온종(금속 이온을 포함하는 이온종)이 제2 막(42)을 통과하는 것을 허용하면서, 기포 Bu가 제2 막(42)을 통과하는 것을 억제하도록 구성된 막이다. 구체적으로는, 제2 막(42)은, 복수의 미세 구멍을 갖고 있다(이 미세 구멍의 도시는 생략되어 있음). 이 복수의 미세 구멍의 평균적인 직경은 나노미터 사이즈이다. 이것에 의해, 금속 이온을 포함하는 이온종이 제2 막(42)의 미세 구멍을 통과하는 것은 허용되는 한편, 기포 Bu(이것은 나노미터 사이즈보다도 큼)가 제2 막(42)의 미세 구멍을 통과하는 것은 억제된다.
제2 막(42)은, 제1 막(41)과 다른 종류의 막을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제2 막(42)은, 재질, 표면 특성(소수성, 친수성 등), 표면 조도, 미세 구멍의 치수나 밀도 등이 제1 막(41)과 다른 것으로 할 수 있다. 일 실시 형태로서, 제1 막(41)으로서, 도금액 Ps에 포함될 수 있는 도금 첨가제의 이동을 억제하는 성능이 우수한 막을 사용하고, 제2 막(42)으로서, 기포 Bu가 부착되기 어려운, 기포 Bu의 흐름 특성이 우수한 막을 사용할 수 있다. 또한, 이 제2 막(42)의 미세 구멍의 평균적인 직경의 크기는, 제1 막(41)의 미세 구멍의 평균적인 직경보다도 커도 된다.
또한, 제2 막(42)의 미세 구멍의 평균적인 직경의 크기의 일례를 들면, 수십 ㎚ 내지 수백 ㎚의 범위에서 선택된 값(이 일례를 들면, 예를 들어 10㎚ 내지 300㎚의 범위에서 선택된 값)을 들 수 있다. 또한, 제2 막(42)의 표면 조도는 작은 편이, 기포 Bu가 부착되기 어려워지는 점에서 바람직하다. 또한, 제2 막(42)의 표면이 친수성인 경우 쪽이, 소수성인 경우보다도, 기포 Bu가 부착되기 어려워지는 점에서 바람직하다(일반적으로 기포 Bu는 소수성임). 제2 막(42)의 구체적인 제품명을 들면, 예를 들어 가부시키가이샤 유아사 멤브레인 시스템제의 「도금용 전해 격막」 등을 들 수 있다.
본 실시 형태에 의한 도금 모듈(400)은, 제1 막(41) 및 제2 막(42)의 2종류의 이온 투과성의 막을 사용하고 있다. 막의 종류에 따라서는, 이온 투과성, 첨가제의 투과성, 기포의 부착성 등이 각각 달라, 1종류의 막만으로는 도금 모듈(400)에 바람직한 기능을 발휘하는 것이 어려운 경우가 있다. 그 때문에, 본 실시 형태에 의한 도금 모듈(400)에서는, 성질이 다른 2종류의 이온 투과성의 막을 사용함으로써 도금 모듈(400) 전체의 기능 향상을 도모할 수 있다.
도 3, 도 9 및 도 10을 참조하면, 제2 막(42)은, 수평 방향에 대해 경사짐과 함께, 애노드실(11)의 중앙측으로부터 애노드실(11)의 외연측을 향함에 따라 상방에 위치하도록 경사지는 경사 부위(42b)를 구비하고 있다.
구체적으로는, 본 실시 형태에 관한 제2 막(42)은, 상기 경사 부위(42b)와, 수평 방향으로 연장되는 연장 부위(42a)를 구비하고 있다. 경사 부위(42b)는, 연장 부위(42a)를 기점으로 하여 연장 부위(42a)로부터 이격되는 방향에서 일방측(X 방향측) 및 타방측(-X 방향측)으로 연장됨과 함께, 연장 부위(42a)로부터 이격됨에 따라 상방에 위치하도록 경사져 있다. 이 결과, 본 실시 형태에 관한 제2 막(42)은, 정면에서 보아(Y 방향에서 시인한 경우에), 「V자형」의 외관 형상을 갖고 있다.
또한, 제2 막(42)의 경사 부위(42b)의 수평 방향에 대한 경사 각도의 일례를 들면, 이 경사 각도로서, 예를 들어 2도 이상의 값을 이용할 수 있고, 구체적으로는, 2도 이상 45도 이하의 값을 이용할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 경사 부위(42b)의 외연은 원호형으로 되어 있다. 구체적으로는, 경사 부위(42b)의 외연은, 이 외연의 일부가 연장 부위(42a)의 양 단부(Y 방향측의 단부 및 -Y 방향측의 단부)에 접속된, 원호형으로 되어 있다. 이 결과, 제2 막(42)은, 상면에서 보아 대략 원형으로 되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 관한 제2 막(42)의 경사 부위(42b)는, 제1 막(41)의 경사 부위(41b)와 대략 평행으로 되어 있다.
연장 부위(42a)는, 애노드실(11)의 중심을 통과하면서, 수평 방향(일례로서 Y 방향)으로 연장되어 있다. 또한, 연장 부위(42a)는, 소정의 폭(X 방향의 길이)을 갖는 면에 의해 구성되어 있다. 연장 부위(42a)는, 제2 서포트 부재(44)의 후술하는 제1 부위(44a)의 하면에 접합되어 있다.
또한, 제2 막(42)의 경사 부위(42b)의 하면은, 제1 막(41)의 경사 부위(41b)의 하면보다도 평활한 것이 바람직하다. 환언하면, 제2 막(42)의 경사 부위(42b)의 하면의 표면 조도(Ra)는, 제1 막(41)의 경사 부위(41b)의 하면의 표면 조도(Ra)보다도 작은 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 기포 Bu를 제2 막(42)의 경사 부위(42b)의 하면을 따라 효과적으로 이동시킬 수 있다. 이것에 의해, 기포 Bu에 기인하여 기판 Wf의 도금 품질이 악화되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
제2 서포트 부재(44)는, 제2 막(42)을 지지하기 위한 부재이다. 구체적으로는, 제2 서포트 부재(44)는, 제2 막(42)의 연장 부위(42a)를 지지하는 제1 부위(44a)와, 제2 막(42)의 경사 부위(42b)의 외연을 지지하는 제2 부위(44b)를 구비하고 있다. 제1 부위(44a)는, 수평 방향으로 연장되어 있다. 구체적으로는, 제1 부위(44a)는, 애노드실(11)의 중심을 통과하면서, 수평 방향(일례로서 Y 방향)으로 연장되어 있다. 제2 부위(44b)는, 환형의 부재에 의해 구성되어 있음과 함께, 제1 부위(44a)로부터 이격됨에 따라 상방에 위치하도록 경사져 있다.
도 5 및 도 12에 도시한 바와 같이, 제2 시일 부재(46)는, 제1 막(41)과 제2 서포트 부재(44) 사이에 끼움 지지되도록 배치된 시일 부재이다. 제3 시일 부재(47)는, 제2 서포트 부재(44)와, 도금조(10)의 측벽(10b)의 피고정 개소 사이에 끼움 지지되도록 배치된 시일 부재이다.
본 실시 형태에 있어서, 제2 시일 부재(46) 및 제3 시일 부재(47)의 형상은 같다. 구체적으로는, 도 12에 도시한 바와 같이, 제2 시일 부재(46) 및 제3 시일 부재(47)는, 상면에서 보아, 전체적으로 원환형의 형상을 갖고 있다. 제2 시일 부재(46)는, 제1 막(41)의 경사 부위(41b)의 외연과 제2 서포트 부재(44)의 제2 부위(44b) 사이에 끼움 지지된다. 또한, 제3 시일 부재(47)는, 제2 서포트 부재(44)의 제2 부위(44b)와 도금조(10)의 측벽(10b)의 피고정 개소 사이에 끼움 지지된다.
이상 설명한 본 실시 형태에 의하면, 전술한 바와 같은 제2 막(42)을 구비하고 있으므로, 도 13에 도시한 바와 같이, 애노드실(11)에 기포 Bu가 발생한 경우에도, 이 기포 Bu를, 부력을 이용하여 제2 막(42)의 경사 부위(42b)를 따라 이동시켜, 제2 막(42)의 외연으로 이동시킬 수 있다. 이것에 의해, 애노드실(11)에 발생한 기포 Bu가 제1 막(41) 및 제2 막(42)의 하면에 전체적으로 체류하는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 제1 막(41) 및 제2 막(42)의 하면에 전체적으로 체류한 기포 Bu에 기인하여, 기판 Wf의 도금 품질이 악화되는 것을 억제할 수 있다.
도 14는, 도 13의 A4 부분의 모식적인 확대도이다. 도 13 및 도 14를 참조하면, 도금조(10)의 측벽(10b)에는, 수용 홈(50)이 마련되어 있다. 수용 홈(50)은, 제2 막(42)의 경사 부위(42b)의 외연을 따르도록, 도금조(10)의 측벽(10b)에 형성되어 있다. 구체적으로는, 본 실시 형태에 관한 수용 홈(50)은, 제2 막(42)의 경사 부위(42b)의 외연을 따르도록, 측벽(10b)의 둘레 방향의 전체 둘레에 형성되어 있다.
이 수용 홈(50)은, 제2 막(42)의 경사 부위(42b)의 외연으로 이동한 기포 Bu를 일시적으로 수용하도록 구성됨과 함께, 제3 영역 R3의 도금액 Ps 및 제2 영역 R2의 도금액 Ps가 수용 홈(50)에 있어서 합류하도록 구성되어 있다.
구체적으로는, 도 14에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 수용 홈(50)은, 상측 홈 벽(50a)이 제2 막(42)보다도 상방에 위치하고, 상측 홈 벽(50a)에 대향하는 하측 홈 벽(50b)이 제2 막(42)보다도 하방에 위치하도록 형성되어 있다. 이것에 의해, 수용 홈(50)은, 제2 막(42)의 경사 부위(42b)를 따라, 이 경사 부위(42b)의 외연으로 이동한 기포 Bu를 효과적으로 수용할 수 있음과 함께, 제3 영역 R3 및 제2 영역 R2의 도금액 Ps를, 수용 홈(50)에 있어서 합류하는 것을 용이하게 할 수 있다.
또한, 상측 홈 벽(50a)과 하측 홈 벽(50b)의 간격(즉, 홈 폭 W1)은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 실시 형태에서는, 일례로서, 2㎜ 이상 30㎜ 이하의 범위에서 선택된 값으로 되어 있다.
도 13을 참조하면, 수용 홈(50)과 후술하는 애노드실용 배출구(17)는, 연통로(51)에 의해 연통되어 있다. 구체적으로는, 연통로(51)는, 수용 홈(50)의 상단부와 애노드실용 배출구(17)의 상류 단부를 연통하고 있다.
애노드실용 배출구(17)는, 도금조(10)의 측벽(10b)에 마련된 연통로(51)를 통해, 수용 홈(50)에 연통되어 있다. 애노드실용 배출구(17)는, 제3 영역 R3의 도금액 Ps 및 제2 영역 R2의 도금액 Ps를, 수용 홈(50)에 수용된 기포 Bu와 함께 흡입하여, 도금조(10)의 외부로 배출하도록 구성되어 있다.
구체적으로는, 본 실시 형태에 관한 애노드실용 배출구(17)는, 도금조(10)의 측벽(10b)에 마련된 연통로(51)를 통해, 수용 홈(50)의 가장 상방에 위치하는 부분에 연통되어 있다. 또한, 제2 서포트 부재(44)의 제2 부위(44b)의 일부에는, 제2 막(42)의 상면을 따라 유동한 제2 영역 R2의 도금액 Ps가 연통로(51)에 유입되기 위한 홈(44d)(또는 구멍이어도 됨)이 마련되어 있다. 제3 영역 R3의 도금액 Ps와 제2 영역 R2의 도금액 Ps는, 제2 막(42)을 따라 유동한 후에, 합류하여 연통로(51)에 유입되고, 이어서, 애노드실용 배출구(17)로부터 배출된다. 또한, 본 실시 형태에 관한 애노드실용 배출구(17)는, 합계로 2개 마련되어 있다.
본 실시 형태에 따르면, 제2 막(42)의 경사 부위(42b)의 외연으로 이동한 기포 Bu를 수용 홈(50)에 일시적으로 수용하고, 이 수용된 기포 Bu를, 제3 영역 R3 및 제2 영역 R2의 도금액 Ps와 함께, 애노드실용 배출구(17)로부터 도금조(10)의 외부로 배출할 수 있다. 이것에 의해, 제2 막(42)의 하면에 기포 Bu가 체류하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 수용 홈(50)에 기포 Bu가 일시적으로 수용됨으로써, 이 수용 홈(50)에 있어서, 복수의 작은 기포 Bu가 결합하여 큰 기포 Bu가 될 수 있다. 이것에 의해, 애노드실용 배출구(17)로부터, 기포 Bu를 배출시키기 쉽게 할 수 있다.
또한, 도 13에 도시한 바와 같이, 연통로(51)는, 그 단면적이 하류측을 향할수록 작아지도록 구성되어 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 기포 Bu가 수용 홈(50)에 일시적으로 체류하기 쉬워지므로, 수용 홈(50)에 있어서, 복수의 작은 기포 Bu를 효과적으로 결합시켜 큰 기포 Bu로 할 수 있다. 이것에 의해, 애노드실용 배출구(17)로부터, 기포 Bu를 효과적으로 배출시킬 수 있다.
그런데, 본 실시 형태와 같이 막 모듈(40)이 제1 막(41)과 제2 막(42)을 포함하는 경우, 제2 영역 R2에 어떻게 도금액을 넣을지가 과제가 된다. 이하, 이 점에 대해 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 도금 모듈(400)은, 도금조(10) 내의 애노드(13)보다도 하방의 제1 영역 R1과, 제1 막(41)과 제2 막(42) 사이의 제2 영역 R2를 연통하는 2개의 관 부재(31)를 구비한다. 구체적으로는, 관 부재(31)는 각각, 제1 영역 R1에 개구되는 제1 단부(31a)와, 제2 영역 R2에 개구되는 제2 단부(31b)와, 제1 단부(31a)와 제2 단부(31b)를 연결하는 연결 부재(31c)를 갖는다.
관 부재(31)는, 제1 단부(31a)의 개구와 제2 단부(31b)의 개구 이외에는 개구가 형성되지 않은 통형의 부재이다. 제1 단부(31a)는, 애노드실(11)에 저류된 도금액을 관 부재(31) 내에 넣을 수 있도록, 도금조(10)의 저벽(10a)의 상면으로부터 거리를 두고 제1 영역 R1에 배치된다. 제2 단부(31b)는, 관 부재(31) 내를 통과하는 도금액을 제2 영역 R2에 주입할 수 있도록, 제1 막(41)의 하면으로부터 거리를 두고 제2 영역 R2에 배치된다.
도 15는, 본 실시 형태의 관 부재의 설치 양태를 모식적으로 도시하는 평면도이다. 도 15에서는, 도금조(10)의 측벽(10b), 관 부재(31) 및 애노드(13)만을 도시하고, 그들 이외의 부재의 도시를 생략하였다. 도 3 및 도 15에 도시한 바와 같이, 관 부재(31)는, 애노드(13)의 외주부를 따라 상호 간에 180°의 간격을 두고 배치되어 있다. 관 부재(31)의 연결 부재(31c)는, 애노드(13) 및 제2 막(42)을 관통하여 상하 방향으로 직선형으로 연장되고, 제1 단부(31a)와 제2 단부(31b)를 연결한다.
관 부재(31)를 마련함으로써, 제1 막(41)과 제2 막(42) 사이의 제2 영역 R2에 도금액을 주입하면서, 제2 영역 R2에 기포가 들어가는 것을 억제할 수 있다. 즉, 도금 처리를 행하기 위해서는 제2 영역 R2에 도금액을 주입해야만 한다. 이 점, 예를 들어 제2 막(42)에 구멍 등의 유로를 형성함으로써, 제3 영역 R3으로부터 제2 영역 R2에 도금액을 넣는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 이 양태에서는, 애노드(13) 유래로 발생한 기포가 제3 영역 R3으로부터 제2 막(42)의 유로를 통해 제2 영역 R2에 들어갈 우려가 있다. 제2 영역 R2에 들어간 기포는, 제1 막(41)의 하면에 부착되어 체류하는 경우가 있다. 그러면 제1 막(41)의 하면에 체류한 기포에 기인하여 기판의 도금 품질이 악화될 우려가 있다.
이에 비해 본 실시 형태에서는, 관 부재(31)는, 애노드(13) 유래의 기포가 존재하기 어려운 제1 영역 R1과, 제2 영역 R2를 연통하고 있다. 따라서, 애노드실용 공급구(16)로부터 도금액을 공급함에 따라, 제1 영역 R1의 기포를 포함하지 않는 도금액이 관 부재(31)를 통과하여 제2 영역 R2에 주입된다. 그 결과, 기포를 포함하지 않는 도금액으로 제2 영역 R2를 채울 수 있으므로, 애노드(13) 유래의 기포에 기인하여 기판의 도금 품질이 악화되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 2개의 관 부재(31)를 상호 간에 180°의 간격을 두고 마련하는 예를 나타내었지만, 관 부재(31)의 개수 및 배치 위치는 임의이다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 연결 부재(31c)가 애노드(13)를 관통하는 관 부재(31)를 마련하는 예를 나타내었지만, 이에 한정되지는 않는다.
도 16은, 변형예의 관 부재의 배치 양태를 모식적으로 도시하는 평면도이다. 도 16에서는, 도금조(10)의 측벽(10b), 관 부재(31) 및 애노드(13)만을 도시하고, 그들 이외의 부재의 도시를 생략하였다. 도 16에 도시한 바와 같이, 관 부재(31)의 연결 부재(31c)는, 원판 형상의 애노드(13)의 측벽(13b)과 도금조(10)의 측벽(10b) 사이를 통과하여 제1 단부(31a)와 제2 단부(32a)를 연결하도록 구성되어 있어도 된다. 본 변형예에 의하면, 애노드(13)를 관통시켜 관 부재(31)를 설치할 필요가 없으므로, 도금 모듈(400)의 조립을 용이하게 행할 수 있다.
도 17은, 변형예의 관 부재의 배치 양태를 모식적으로 도시하는 평면도이다. 도 17에서는, 도금조(10)의 측벽(10b), 관 부재(31) 및 애노드(13)만을 도시하고, 그들 이외의 부재의 도시를 생략하였다. 도 17에 도시한 바와 같이, 애노드(13)는 원판 형상에 한정되지는 않는다. 구체적으로는, 애노드(13)는, 도금조(10)의 측벽(10b)에 대응하는 형상의 제1 측벽(13c)과, 제1 측벽(13c)보다도 도금조(10)의 측벽(10b)으로부터 거리가 이격된 제2 측벽(13d)을 갖고 있어도 된다.
이 변형예에서는, 제1 측벽(13c)은, 도금조(10)의 원통 형상의 측벽(10b)에 대응하는 원형의 측벽이고, 제2 측벽(13d)은, 직선형의 측벽이다. 관 부재(31)의 연결 부재(31c)는, 애노드(13)의 제2 측벽(13d)과 도금조(10)의 측벽(10b) 사이를 통과하여 제1 단부(31a)와 제2 단부(31b)를 연결하도록 구성되어도 된다. 본 변형예에 의하면, 애노드(13)를 관통시켜 관 부재(31)를 설치할 필요가 없으므로, 도금 모듈(400)의 조립을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 본 변형예에 의하면, 도금조(10)의 측벽(10b)의 사이즈를 크게 하지 않고, 애노드(13)의 면적을 크게 하여 도금 처리를 촉진할 수 있다.
또한, 관 부재(31)는, 제1 영역 R1과 제2 영역 R2를 연통하는 관형의 부재라면, 도 16 및 도 17에 도시한 변형예 외에도 변형은 가능하다. 즉, 관 부재(31)는, 제1 영역 R1에 개구되는 제1 단부(31a)와, 제2 영역 R2에 개구되는 제2 단부(31b)와, 제1 단부(31a)와 제2 단부(31b)를 연결하는 연결 부재(31c)를 갖고 있으면 되고, 연결 부재(31c)는, 예를 들어 도금조(10)의 내부를 통과하고 있어도 되고 외부를 통과하고 있어도 된다.
이상, 본 발명의 몇몇 실시 형태에 대해 설명해 왔는데, 상기한 발명의 실시 형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이지, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명은, 그 취지를 일탈하지 않고, 변경, 개량될 수 있음과 함께, 본 발명에는 그 등가물이 포함되는 것은 물론이다. 또한, 상술한 과제의 적어도 일부를 해결할 수 있는 범위, 또는 효과의 적어도 일부를 발휘하는 범위에 있어서, 특허 청구범위 및 명세서에 기재된 각 구성 요소의 임의의 조합, 또는 생략이 가능하다.
본원은, 일 실시 형태로서, 도금액을 수용하도록 구성된 도금조와, 도금조 내에 배치된 애노드와, 상기 애노드에 대향하도록 피도금면이 하방을 향하게 한 기판을 보유 지지하도록 구성된 기판 홀더와, 상기 도금조 내를 애노드실과 캐소드실로 구획하는 제1 막, 및 상기 제1 막과 상기 애노드 사이에 배치된 제2 막을 갖는 막 모듈과, 상기 도금조 내의 상기 애노드보다도 하방의 제1 영역, 및 상기 제1 막과 상기 제2 막 사이의 제2 영역을 연통하는 관 부재를 포함하는, 도금 장치를 개시한다.
또한, 본원은, 일 실시 형태로서, 상기 관 부재는, 상기 제1 영역에 개구되는 제1 단부와, 상기 제2 영역에 개구되는 제2 단부와, 상기 애노드를 관통하여 상기 제1 단부와 상기 제2 단부를 연결하는 연결 부재를 갖는, 도금 장치를 개시한다.
또한, 본원은, 일 실시 형태로서, 상기 관 부재는, 상기 제1 영역에 개구되는 제1 단부와, 상기 제2 영역에 개구되는 제2 단부와, 상기 애노드의 측벽과 상기 도금조의 측벽 사이를 통과하여 상기 제1 단부와 상기 제2 단부를 연결하는 연결 부재를 갖는, 도금 장치를 개시한다.
또한, 본원은, 일 실시 형태로서, 상기 애노드는, 상기 도금조의 측벽에 대응하는 형상의 제1 측벽과, 상기 제1 측벽보다도 상기 도금조의 측벽으로부터 거리가 이격된 제2 측벽을 갖고, 상기 관 부재는, 상기 제1 영역에 개구되는 제1 단부와, 상기 제2 영역에 개구되는 제2 단부와, 상기 애노드의 상기 제2 측벽과 상기 도금조의 측벽 사이를 통과하여 상기 제1 단부와 상기 제2 단부를 연결하는 연결 부재를 갖는, 도금 장치를 개시한다.
또한, 본원은, 일 실시 형태로서, 상기 제1 단부는, 상기 도금조의 저벽으로부터 거리를 두고 상기 제1 영역에 배치되고, 상기 제2 단부는, 상기 제1 막으로부터 거리를 두고 상기 제2 영역에 배치되는, 도금 장치를 개시한다.
또한, 본원은, 일 실시 형태로서, 상기 제1 막은, 도금액에 포함되는 이온종이 통과하는 것을 허용하고, 도금액에 포함되는 도금 첨가제가 통과하지 않도록 구성된 막이고, 상기 제2 막은, 도금액에 포함되는 이온종이 통과하는 것을 허용하고, 기포가 통과하지 않도록 구성된 막인, 도금 장치를 개시한다.
또한, 본원은, 일 실시 형태로서, 상기 도금조는, 상기 애노드실에 도금액을 공급하기 위한 애노드실용 공급구와, 상기 애노드실로부터 도금액을 상기 도금조의 외부로 배출하기 위한 애노드실용 배출구를 갖는, 도금 장치를 개시한다.
10: 도금조
10a: 저벽
10b: 측벽
11: 애노드실
12: 캐소드실
13: 애노드
13b: 측벽
16: 애노드실용 공급구
17: 애노드실용 배출구
20: 기판 홀더
31: 관 부재
31a: 제1 단부
31b: 제2 단부
31c: 연결 부재
40: 막 모듈
41: 제1 막
42: 제2 막
400: 도금 모듈
1000: 도금 장치
Wf: 기판
R1: 제1 영역
R2: 제2 영역
Ps: 도금액

Claims (7)

  1. 도금액을 수용하도록 구성된 도금조와,
    도금조 내에 배치된 애노드와,
    상기 애노드에 대향하도록 피도금면이 하방을 향하게 한 기판을 보유 지지하도록 구성된 기판 홀더와,
    상기 도금조 내를 애노드실과 캐소드실로 구획하는 제1 막, 및 상기 제1 막과 상기 애노드 사이에 배치된 제2 막을 갖는 막 모듈과,
    상기 도금조 내의 상기 애노드보다도 하방의 제1 영역, 및 상기 제1 막과 상기 제2 막 사이의 제2 영역을 연통하는 관 부재를 포함하고,
    상기 관 부재는, 기포를 포함하지 않는 제1 영역의 도금액을 제1 영역으로부터 제2 영역에 주입되도록 하는 것인, 도금 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 관 부재는, 상기 제1 영역에 개구되는 제1 단부와, 상기 제2 영역에 개구되는 제2 단부와, 상기 애노드를 관통하여 상기 제1 단부와 상기 제2 단부를 연결하는 연결 부재를 갖는,
    도금 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 관 부재는, 상기 제1 영역에 개구되는 제1 단부와, 상기 제2 영역에 개구되는 제2 단부와, 상기 애노드의 측벽과 상기 도금조의 측벽 사이를 통과하여 상기 제1 단부와 상기 제2 단부를 연결하는 연결 부재를 갖는,
    도금 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 애노드는, 상기 도금조의 측벽에 대응하는 형상의 제1 측벽과, 상기 제1 측벽보다도 상기 도금조의 측벽으로부터 거리가 이격된 제2 측벽을 갖고,
    상기 관 부재는, 상기 제1 영역에 개구되는 제1 단부와, 상기 제2 영역에 개구되는 제2 단부와, 상기 애노드의 상기 제2 측벽과 상기 도금조의 측벽 사이를 통과하여 상기 제1 단부와 상기 제2 단부를 연결하는 연결 부재를 갖는,
    도금 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 단부는, 상기 도금조의 저벽으로부터 거리를 두고 상기 제1 영역에 배치되고, 상기 제2 단부는, 상기 제1 막으로부터 거리를 두고 상기 제2 영역에 배치되는,
    도금 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 막은, 도금액에 포함되는 이온종이 통과하는 것을 허용하고, 도금액에 포함되는 도금 첨가제가 통과하지 않도록 구성된 막이고,
    상기 제2 막은, 도금액에 포함되는 이온종이 통과하는 것을 허용하고, 기포가 통과하지 않도록 구성된 막인,
    도금 장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도금조는, 상기 애노드실에 도금액을 공급하기 위한 애노드실용 공급구와, 상기 애노드실로부터 도금액을 상기 도금조의 외부로 배출하기 위한 애노드실용 배출구를 갖는,
    도금 장치.
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