(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に電解メッキ処理を施す基板メッキ装置において、
陽電極側と基板に電気的に接続された陰電極側との間に、メッキ液中の泡の通りを阻止して４３×１０−３Ｎ／ｍ以上の表面張力を有する液体が含浸するように親水性処理が施された多孔性の仕切部材を介在させて、
メッキ槽を２つの室、即ち陽電極側のアノード室と陰電極側のカソード室とに仕切ることを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項２】
基板に電解メッキ処理を施す基板メッキ装置において、
陽電極側と基板に電気的に接続された陰電極側との間に、ポリエーテルスルフォンから成りメッキ液中の泡の通りを阻止する多孔性の仕切部材を介在させて、
メッキ槽を２つの室、即ち陽電極側のアノード室と陰電極側のカソード室とに仕切ることを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項３】
基板に電解メッキ処理を施す基板メッキ装置において、
陽電極側と基板に電気的に接続された陰電極側との間に、メッキ液中の泡の通りを阻止する多孔性の仕切部材を介在させて、
メッキ槽を２つの室、即ち陽電極側のアノード室と陰電極側のカソード室とに仕切り、
前記アノード室とカソード室とへそれぞれメッキ液を供給するメッキ液供給手段と、
前記アノード室とカソード室とからそれぞれメッキ液を排出するメッキ液排出手段とを備え、
前記アノード室が、仕切部材の全面に一定間隔で形成され、前記メッキ液供給手段をアノード室の平面視中心部に連通接続することを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の基板メッキ装置において、
前記仕切部材は円形で、その周縁と前記メッキ液供給手段とが全周で等距離であることを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板メッキ装置において、
前記カソード室へは添加剤を含むメッキ液を供給して、前記アノード室へは添加剤を含まないメッキ液を供給することを特徴とする基板メッキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板、液晶表示器のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、光ディスク用の基板等（以下、単に基板と称する）に対してメッキ処理を施す基板メッキ装置に係り、特に硫酸銅などの電解液（メッキ液）を基板の処理面に供給した状態で給電して電解メッキ処理を行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の基板メッキ装置として、例えば、図９に示すような構成が挙げられる。なお、以下の説明では、硫酸銅をメッキ液として、配線用の銅をメッキする装置を例にとって説明する。
【０００３】
基板Ｗは、その処理面Ｗｓを下方に向けた状態、いわゆるフェイスダウンで、メッキ液Ｌを貯留しているメッキ槽１０１の開口部１０２に保持されている。開口部１０２には、基板Ｗに電気的に接続された陰電極、即ちカソード１０３が、メッキ槽１０１の底部には、陽電極、即ちアノード１０４がそれぞれ配設されているとともに、前記カソード１０３とアノード１０４とは電源ユニット１０５によって接続されている。そして、カソード１０３とアノード１０４との間で電流が流れるように給電する給電手段の機能を、電源ユニット１０５は果たしている。なお、アノード１０４は（メッキ液Ｌに対して）不溶性の陽電極で形成されている。
【０００４】
また、メッキ槽１０１の底部には、図示を省略するタンクからメッキ液Ｌをメッキ槽１０１に供給して基板Ｗの処理面Ｗｓに向けて噴出するノズル１０６が配設されている。一方、メッキ槽１０１の上部で、かつカソード１０３より下には、メッキ液Ｌを排出する排出口１０７が配設されている。
【０００５】
上記構成を有することによって、基板メッキ装置は以下の作用をもたらす。即ち、電源ユニット１０５がカソード１０３とアノード１０４とに給電している状態で、ノズル１０６からメッキ液Ｌを噴出させて、基板Ｗの処理面Ｗｓにメッキ液Ｌを供給する。メッキ槽１０１の上部から溢れ出たメッキ液Ｌは、排出口１０７から排出される。この過程において、メッキ液Ｌに触れている基板Ｗの処理面Ｗｓに銅のメッキ層が形成されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の基板メッキ装置の場合には、次のような問題がある。
メッキ液Ｌが硫酸銅（ＣｕＳＯ４  ）溶液の場合を例にとって説明すると、アノード１０４は陽電極なので、硫酸銅溶液中のマイナスイオンであるＳＯ４  ２−と硫酸銅溶液中の水（Ｈ２  Ｏ）とがアノード１０４側で反応して、”Ｈ２  Ｏ＋ＳＯ４  ２−→１／２Ｏ２  ＋Ｈ２  ＳＯ４  ＋２ｅ−  ”となる。従って、酸素ガス（Ｏ２  ）Ｇが、図９に示すように、アノード１０４から発生する。言うまでもなく、酸素ガスＧはメッキ液Ｌより軽いので、図９に示すように、メッキ槽１０１の底部から上部へと上昇していき、やがては基板Ｗの処理面Ｗｓに到達する。基板Ｗに作り込まれたホールやトレンチ等のパターンに酸素ガスＧが付着してメッキ不良を引き起こしてしまう。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、酸素ガス等のメッキ液中の泡の発生によるメッキ不良を防止することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題を達成するために、次のような構成をとる。
即ち、請求項１に記載の発明は、基板に電解メッキ処理を施す基板メッキ装置において、
陽電極側と基板に電気的に接続された陰電極側との間に、メッキ液中の泡の通りを阻止して４３×１０−３Ｎ／ｍ以上の表面張力を有する液体が含浸するように親水性処理が施された多孔性の仕切部材を介在させて、
メッキ槽を２つの室、即ち陽電極側のアノード室と陰電極側のカソード室とに仕切ることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、基板に電解メッキ処理を施す基板メッキ装置において、
陽電極側と基板に電気的に接続された陰電極側との間に、ポリエーテルスルフォンから成りメッキ液中の泡の通りを阻止する多孔性の仕切部材を介在させて、メッキ槽を２つの室、即ち陽電極側のアノード室と陰電極側のカソード室とに仕切ることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、基板に電解メッキ処理を施す基板メッキ装置において、
陽電極側と基板に電気的に接続された陰電極側との間に、メッキ液中の泡の通りを阻止する多孔性の仕切部材を介在させて、
メッキ槽を２つの室、即ち陽電極側のアノード室と陰電極側のカソード室とに仕切り、
前記アノード室とカソード室とへそれぞれメッキ液を供給するメッキ液供給手段と、
前記アノード室とカソード室とからそれぞれメッキ液を排出するメッキ液排出手段とを備え、
前記アノード室が、仕切部材の全面に一定間隔で形成され、前記メッキ液供給手段をアノード室の平面視中心部に連通接続することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の基板メッキ装置において、前記仕切部材は円形で、その周縁と前記メッキ液供給手段とが全周で等距離であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板メッキ装置において、
前記カソード室へは添加剤を含むメッキ液を供給して、前記アノード室へは添加剤を含まないメッキ液を供給することを特徴とする。
【００１３】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用について説明する。
仕切部材によってメッキ槽をアノード室とカソード室とに仕切っていても、仕切部材は多孔性なので、メッキ液中のイオンまたはメッキ液はアノード室とカソード室との間を往来して、メッキ液に触れている基板の処理面に電解メッキ処理が施されるようになっている。
【００１４】
また、仕切部材はメッキ液中の泡の通りを阻止するので、酸素ガス等のメッキ液中の泡が陽電極によってアノード室で発生しても、メッキ液中の泡がカソード室に侵入してくることはない。
【００１５】
また、仕切部材が疎水性を有する物質によって形成されている場合、仕切部材にメッキ液が確実に含浸されないときがある。また仕切部材は多孔性なので、空気等の気体が仕切部材内の孔に蓄積される「エアだまり」と呼ばれるものが存在する。この「エアだまり」が仕切部材内の孔に蓄積されたまま、メッキ液が供給されると、図１０に示すように、エアだまりＡによってメッキ液が含浸されない部分が生じてしまう。従って、電解メッキ処理が施されている状態において、電界分布が不均一になってしまう。詳述すると、図１０に示すように、エアだまりＡによってメッキ液が含浸されない部分については、メッキ液中のイオンかつメッキ液さえも通しにくく難くするので電界Ｅは小さくなり、メッキ液が含浸される部分については、メッキ液中のイオンまたはメッキ液を通すので電界Ｅは大きくなる。電界分布の不均一化によって、陰電極、さらには基板の処理面に付着するメッキ液中の金属イオンが場所によって不均一になり、メッキ処理によって形成される金属層または金属膜も不均一になってしまう。
【００１６】
そこで、仕切部材が、４３×１０−３Ｎ／ｍ以上の表面張力を有する液体が含浸するように親水性処理が施されていることを特徴とする場合は、仕切部材にメッキ液が含浸し、エアだまりによる電界分布の不均一化も生じることもない。これは、硫酸銅メッキ液を例に採って説明すると、硫酸銅メッキ液の表面張力が室温で４３×１０−３Ｎ／ｍ（４３ｄｙｎ：１ｄｙｎ／ｃｍ＝１０−３Ｎ／ｍ）以上であるので、この表面張力の値以上の表面張力を有する液体を含浸するように仕切部材に対して親水性処理が施されていれば、メッキ液は仕切部材の孔を通ることになる。従って、カソード室内の陰電極に電気的に接続された基板の処理面に、酸素ガス等のメッキ液中の泡が到達して付着することなく、基板のメッキ不良が防止されることになる。
【００１７】
また、基板の処理面に付着するメッキ液中の金属イオンが不均一化することなく、メッキ処理によって金属層または金属膜も均一に形成される。なお、本明細書中で「仕切部材に対して親水性処理が施される」とは、仕切部材の表面に対して親水性処理が施されることを指すのはもちろんのこと、仕切部材が親水性の物質で構成されていることも指すものとする。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、仕切部材はポリエーテルスルフォンから形成され、そのような仕切部材によってメッキ槽をアノード室とカソード室とに仕切って、電解メッキ処理が施されるようになっている。
【００１９】
ここで固体表面が液体で湿潤される能力は、液体の表面張力及び固体の表面自由エネルギーに依存すると考えられている。一般に、液体の表面張力が固体の表面自由エネルギーより小さければ、その表面は、その液体により自然に湿潤される。そして、仕切部材の親水性を、仕切部材上に置かれた液滴が含浸（孔を通る）するか否かで、含浸した液滴の表面張力で表すとしたときに、ポリエーテルスルフォンから形成された仕切部材は、８０×１０−３Ｎ／ｍ以上の表面張力よりも固体の表面自由エネルギーが大きく充分な親水性を備えている。
【００２０】
よって、上述のように、仕切部材が親水性を有する部材で形成されている場合は、多孔性の仕切部材にメッキ液が含浸し、エアだまりによる電界分布の不均一化も生じることもない。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、メッキ槽は、アノード室とカソード室とへそれぞれメッキ液を供給するメッキ液供給手段と、アノード室とカソード室とからそれぞれメッキ液を排出するメッキ液排出手段とを備え、アノード室が、仕切部材の全面に一定間隔で形成されるようになっている。さらに、メッキ液供給手段は、アノード室の平面視中心部に連通接続されて構成されている。
【００２２】
そして、メッキ液供給手段はアノード室とカソード室とへそれぞれメッキ液を供給して、それぞれの室でメッキ液歯流動する。その際、アノード室は、仕切部材の全面に一定間隔で形成されているので、例えば、凹凸がある場合に比べメッキ液や泡の滞留がなく、良好に排出される。また、アノード室の中心部からメッキ液が供給されるので、仕切部材の全面にメッキ液が均等に流動していき、例えば、一方側から供給される場合に比べて、メッキ液の流動の際の流速や流量のバラツキが抑えられ、その結果、泡が流速の遅い部位に滞留するようなことがない。即ち、仕切部材の全面に沿ってメッキ液中の泡がメッキ液ごと速やかに排出される。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、仕切部材は円形に形成される。そして、仕切部材の周縁は、メッキ液供給手段から全周において等距離であるので、メッキ液や泡の滞留がより良好に防止され、仕切部材の全面に沿ってメッキ液中の泡がメッキ液ごと速やかに排出される。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、カソード室へは添加剤を含むメッキ液を、アノード室へは添加剤を含まないメッキ液を、それぞれ別系統で供給する。次に添加剤の一使用例について説明する。
【００２５】
例えば、メッキ液処理によって金属層または金属膜を形成する際には、添加剤を使用しないと、「ボイド」と呼ばれる空隙が生じてしまう場合がある。即ち、図１１の（ａ）に示すように、２つの絶縁層Ｉとの間に「コンタクト」と呼ばれる孔（ビアホール）を有しており、メッキ処理によってコンタクトＣＴごと上記絶縁層の上に金属膜Ｍを形成する場合、添加剤を使用しないと、メッキ処理後には金属膜Ｍの間に、図１１の（ｂ）に示すようなボイドＶが生じてしまう。
【００２６】
そこで、上記ボイドを防止したり膜質を向上させるべく高分子界面活性剤と有機硫黄化合物と有機窒素化合物とを混合させた添加剤が通常時には用いられる。しかしながら、ボイドを防止する上記添加剤の場合には、メッキ液処理による金属層または金属膜に取り込まれる分と、陽電極及び陰電極に取り込まれる分と、アノード室で発生した酸素ガスによって酸化分解される分とに添加剤は消費される。特に、添加剤の多くはアノード室で発生した酸素ガスによって酸化分解される。従って、ボイドの防止や膜質の向上を高めるには投入する添加剤は膨大な量となり、添加剤の濃度を制御するシステムや機構が別途必要になってしまう。
【００２７】
そこで、カソード室へは添加剤を含むメッキ液を、アノード室へは添加剤を含まないメッキ液を、それぞれ別系統で供給することによって、アノード室で発生する酸素ガスは仕切部材によってカソード室に侵入してこないので、酸素ガスとカソード室内のメッキ液中の添加剤とは反応しない。また、アノード室内には添加剤を含まないので、アノード室内でも酸素ガスと添加剤とは反応しない。従って、酸素ガスによって添加剤が酸化分解される量は低減されて、その結果、投入される添加剤も低減される。
【００２８】
以上より、上記添加剤に限らず、一般の添加剤の場合でも、アノード室で発生したメッキ液中の泡が仕切部材によってカソード室に侵入してこないので、アノード室で発生したメッキ液中の泡とカソード室内のメッキ液中の添加剤とは反応しない。従って、メッキ液中の泡によって添加剤が分解される量は低減されて、その結果、投入される添加剤も低減される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１はこの発明の実施例に係る基板メッキ装置の概略構成を示すブロック図である。
【００３０】
基板Ｗは、その処理面Ｗｓを下方に向けた状態、いわゆるフェイスダウンで、図１に示すように、メッキ液を貯留しているメッキ槽１の開口部２に保持されている。開口部２には、基板Ｗに電気的に接続された陰電極、即ちカソード３が、メッキ槽１の底部には、陽電極、即ちアノード４がそれぞれ配設されているとともに、前記カソード３とアノード４とは電源ユニット５によって接続されている。そして、カソード３とアノード４との間で電流が流れるように給電する給電手段の機能を、電源ユニット５は果たしている。なお、アノード４は（メッキ液に対して）不溶性の陽電極で形成されている。
【００３１】
次に、本実施例の特徴的な構成部分について説明する。即ち、図１に示すように、本実施例装置は特徴的部分である膜状シート６を備えているとともに、前記膜状シート６の全面はアノード４に対して一定間隔で形成しつつ、メッキ槽１を仕切っている。そして、膜状シート６によってメッキ槽１が仕切られたカソード３及び基板Ｗ側はカソード室７となっていて、膜状シート６によってメッキ槽１が仕切られたアノード４側はアノード室８となっている。また、膜状シート６は親水性の物質であるポリエーテルスルフォンで、かつ、０．１μｍ以上の粒子を通さないように０．１μｍ未満の孔を多数個有する多孔性の物質で形成されており、メッキ液中のイオンまたはメッキ液を通すようになっている。また膜状シート６の厚みは１００〜２００μｍである。なお、膜状シート６は、本発明における仕切部材に相当する。
【００３２】
また、膜状シート６とアノード４とは１ｍｍ程度から数ｍｍ程度の間隔でもって離れているものとする。本実施例では、膜状シート６の全面においてアノード４と一定間隔で形成され、膜状シート６とアノード４との間隔は好ましくは４ｍｍである。なお、膜状シート６とアノード４との間隔は１ｍｍ未満では膜状シート６とアノード４とが接してしまう恐れがある。また、発生する酸素ガスＧの泡は直径が数１０ｍｍ〜１ｍｍの大きさで目で見えるものであり、間隔が１ｍｍ未満ではメッキ液の流れる余地がなくなってしまう。逆に５ｍｍを越えると後述するように酸素ガスＧ等がメッキ液ごと速やかに排出され難くなるので、１ｍｍから５ｍｍぐらいまでの範囲が好ましい。
【００３３】
また、メッキ槽１のカソード室７には、図１に示すように、高分子界面活性剤と有機硫黄化合物と有機窒素化合物とを混合させた添加剤を含むメッキ液である硫酸銅溶液Ｌ１  が貯留されており、メッキ槽１のアノード室８には、前記添加剤を含まないメッキ液である硫酸銅溶液Ｌ２  が貯留されている。本実施例での添加剤は、ボイド発生を防止したり、膜質の向上を高めたりするためのものである。なお、本実施例ではメッキ液として硫酸銅を使用しているが、塩化銅等に例示されるように、メッキ処理を施す液体であれば、特に限定されない。
【００３４】
また、メッキ槽１の底部には、図１に示すように、硫酸銅溶液Ｌ１  を供給する供給管９と、硫酸銅溶液Ｌ２  を供給する供給管１０とがそれぞれ配設されているとともに、前記供給管９はカソード室７に、前記供給管１０はアノード室８に、それぞれ連通接続されている。なお、供給管９の外側を供給管１０が取り囲む二重管の構造になっている。
【００３５】
ここで、図２に示すように供給管９は、平面視で円形の膜状シート６の中心部に連通接続し、供給管１０も平面視で円形の円筒容器であるメッキ槽１の中心部に、言い換えると、アノード室８の平面視中心部に連通接続している。そして、アノード室８は、この供給管１０の連通接続部位から膜状シート６の周縁まで全周で等距離となっている。
【００３６】
また、供給管９は硫酸銅溶液Ｌ１  を貯留していて随時硫酸銅溶液Ｌ１  を供給するカソード用タンク１１につながっており、供給管１０は硫酸銅溶液Ｌ２  を貯留していて随時硫酸銅溶液Ｌ２  を供給するアノード用タンク１２につながっている。そして、供給管９にはカソード用タンク１１側から硫酸銅溶液Ｌ１  を噴出させるポンプ１３が配設されており、供給管１０にはアノード用タンク１２側から順に、硫酸銅溶液Ｌ２  を噴出させるポンプ１４と、後述する酸素ガスＧやアノード４で発生した不純物を取り除くフィルタ１５とが配設されている。
【００３７】
また、カソード用タンク１１とアノード用タンク１２とは、硫酸銅を補給するために、メッキ槽１に貯留されている硫酸銅溶液Ｌ１  、硫酸銅溶液Ｌ２  よりも高い濃度の硫酸銅溶液を貯留している図示を省略する予備用タンクにつながっており、メッキ処理によって硫酸銅溶液Ｌ１  、硫酸銅溶液Ｌ２  の濃度が低くなると、その都度、予備用タンクから硫酸銅溶液が補給されるようになっている。
【００３８】
なお、供給管９、供給管１０、カソード用タンク１１、アノード用タンク１２、ポンプ１３、ポンプ１４、及びフィルタ１５は、本発明におけるメッキ液供給手段に相当して、供給管９とカソード用タンク１１とポンプ１３とはカソード室７に硫酸銅溶液Ｌ１  を供給する機能を果たしており、供給管１０とアノード用タンク１２とポンプ１４とフィルタ１５とはアノード室８に硫酸銅溶液Ｌ２  を供給する機能を果たしている。
【００３９】
また、メッキ槽１の上部には、図１に示すように、硫酸銅溶液Ｌ１  を排出する排出管１６と、硫酸銅溶液Ｌ２  を排出する排出管１７とがそれぞれ配設されているとともに、前記排出管１６はカソード室７に、前記排出管１７はアノード室８に、それぞれ連通接続されている。なお、排出管１６、及び排出管１７は、本発明におけるメッキ液排出手段に相当して、排出管１６はカソード室７から硫酸銅溶液Ｌ１  を排出する機能を果たしており、排出管１７はアノード室８から硫酸銅溶液Ｌ２  を排出する機能を果たしている。
【００４０】
そして、各硫酸銅溶液Ｌ１  、硫酸銅溶液Ｌ２  を循環させるように排出管１６はカソード用タンク１１につながっており、排出管１７はアノード用タンク１２につながっている。即ち、カソード室７へは添加剤を含む硫酸銅溶液Ｌ１  を、アノード室８へは添加剤を含まない硫酸銅溶液Ｌ２  を、それぞれ別系統で循環する（供給して排出する）ように本実施例装置は構成されている。
【００４１】
続いて、本実施例装置の作用・効果について説明する。電源ユニット５によって陽電極であるアノード４と、陰電極であるカソード３との間で電流が流れるようにメッキ槽１に給電されている状態で、カソード用タンク１１から、供給管９を経て、カソード室７には添加剤を含む硫酸銅溶液Ｌ１  が供給されており、アノード用タンク１２から、供給管１０を経て、アノード室８には添加剤を含まない硫酸銅溶液Ｌ２  が供給されている。膜状シート６は親水性の物質であるポリエーテルスルフォンで、かつ、０．１μｍ未満の孔を多数個有する多孔性の物質で形成されているので、硫酸銅溶液Ｌ１  、硫酸銅溶液Ｌ２  、もしくはイオンのみを通すようになっている。従って、膜状シート６によってメッキ槽１をカソード室７とアノード室８とに仕切っていても、この過程において、硫酸銅溶液Ｌ１  に接触している基板Ｗの処理面Ｗｓにメッキ処理が施されるようになっている。
【００４２】
また、アノード４は（硫酸銅溶液に対して）不溶性の陽電極で形成されているので、硫酸銅溶液中のマイナスイオンであるＳＯ４  ２−と硫酸銅溶液中の水（Ｈ２  Ｏ）とがアノード４側で反応して、酸素ガスＧが発生する。このとき、膜状シート６は０．１μｍ未満の孔を多数個有する多孔性の物質で形成されているので、アノード室８で発生した酸素ガスＧがカソード室７に侵入してくることはない。その結果、基板Ｗの処理面Ｗｓに、酸素ガスＧが到達して付着することなく、酸素ガスＧによる基板Ｗのメッキ不良を防止することができる。
【００４３】
また、膜状シート６は親水性の物質であるポリエーテルスルフォンで形成されているので、膜状シート６に硫酸銅溶液Ｌ１  、硫酸銅溶液Ｌ２  が含浸されやすくなり、エアだまりによる電界分布の不均一化も生じることはない。従って、基板Ｗの処理面Ｗｓに付着する硫酸銅溶液中の銅イオンが不均一化することなく、メッキ処理によって処理面Ｗｓに銅を均一に形成することができる。即ち、８０×１０−３Ｎ／ｍ以上の表面張力よりも大きい固体の表面自由エネルギーを有しているポリエーテルスルフォンにより形成された膜状シート６は、表面張力が室温で４３×１０−３Ｎ／ｍである硫酸銅溶液Ｌ１  、Ｌ２  が含浸するのに必要な親水性を有する仕切部材として形成されている。
【００４４】
また、膜状シート６の全面においてアノード４と一定間隔で形成しつつ、メッキ槽１を仕切っているので、膜状シート６とアノード４との間に沿って硫酸銅溶液Ｌ２  ごと酸素ガスＧが速やかに排出される。その際、硫酸銅溶液Ｌ２  は、アノード室８の平面視中心部より供給され、膜状シート６の周縁に向かって流れる。この距離が膜状シート６の全周で等距離であるので、酸素ガスＧの排出が膜状シート６の全面において偏ることはない。その結果、酸素ガスＧの残留を防止することができる。特に、膜状シート６とアノード４との間隔は１ｍｍ程度から数ｍｍ程度なので、アノード室８を流れるメッキ液が滞留することなく、排出される。
【００４５】
排出された酸素ガスＧを含む硫酸銅溶液Ｌ２  は、排出管１７を経て、アノード用タンク１２に送り込まれて、再度、供給管１０のポンプ１４、フィルタ１５を経て、アノード室８に供給される。その際に、酸素ガスＧを含む硫酸銅溶液Ｌ２  はフィルタ１５によって酸素ガスＧが取り除かれて、硫酸銅溶液Ｌ２  のみとなってアノード室８に供給される。
【００４６】
また、カソード室７へは添加剤を含む硫酸銅溶液Ｌ１  が、アノード室８へは添加剤を含まない硫酸銅溶液Ｌ２  が貯留されており、それぞれ別系統で循環しているのと、膜状シート６によって酸素ガスＧが遮られるので、酸素ガスＧとカソード室７内の硫酸銅溶液Ｌ１  中の添加剤とは反応しない。また、アノード室８内には硫酸銅溶液Ｌ２  しかないので、アノード室８内でも酸素ガスＧと添加剤とは反応しない。従って、本実施例での添加剤の効果であるボイド発生を防止する性能や、膜質の性能を保ったまま、酸素ガスＧによる添加剤の酸素分解を低減することができて、投入される添加剤をも低減することができる。さらに、添加剤の投入量の低減に伴って、添加剤の濃度を制御するシステムや機構が不要となる効果もある。
【００４７】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００４８】
（１）上述した本実施例装置は、膜状シート６はアノード４に対し一定間隔でもってメッキ槽１を仕切っていたが、膜状シート６がポリエーテルスルフォンで形成されたり、あるいは後述する変形例（２）に示すように４３×１０−３Ｎ／ｍ以上の表面張力を有する液体（メッキ液）が膜状シート６に含浸するように親水性処理が施されているのならば、以下の様な構成でも構わない。即ち、図３に示すように、メッキ槽１に対して直線状の傾斜を設けることによって、膜状シート６がメッキ槽１を仕切ったり、図４に示すように、メッキ槽１に対して半球円状の傾斜を設けることによって、膜状シート６はメッキ槽１を仕切ったりする変形例（ポンプやタンクは図示省略）が考えられる。
【００４９】
図３の構成を有する変形例装置の場合には、水平方向に対してほぼ３０°の角度θでもって膜状シート６は傾斜されている。排出管１７の方向に従って上向けに膜状シート６は傾斜されているので、アノード室８で発生した酸素ガスＧがカソード室７に侵入して基板Ｗの処理面Ｗｓに到達することなく、上向けに傾斜した膜状シート６に沿って、酸素ガスＧは硫酸銅溶液Ｌ２  ごと速やかに排出される。
【００５０】
同様に、図４の構成を有する変形例装置の場合には、半球円の形状でもって膜状シート６は排出管１７の方向に従って上向けに傾斜されているので、アノード室８で発生した酸素ガスＧがカソード室７に侵入して基板Ｗの処理面Ｗｓに到達することなく、半球円の形状でもって傾斜した膜状シート６に沿って、酸素ガスＧは硫酸銅溶液Ｌ２  ごと速やかに排出される。
【００５１】
しかしながら、図３、及び図４のような構成を有する変形例装置の場合には、以下のような問題点がある。即ち、図３の構成を有する変形例装置の場合には、傾斜部分の両端部６ａと６ｂとにおいて角度がついているので、乱流が発生してしまい、その結果、酸素ガスＧが６ａまたは６ｂ、あるいはアノード室８の角部で滞留してしまう可能性がある。
【００５２】
また、図４の構成を有する変形例装置の場合には、膜状シート６は半球円の形状でもって滑らかに傾斜しているので、せっかく膜状シート６で仕切っているのにも関わらず、酸素ガスＧがトラップして、そのままカソード室７に侵入してしまう可能性がある。従って、図３、及び図４の変形例装置よりも、図１の構成を有する本実施例装置の方が好ましい。
【００５３】
（２）上述した本実施例装置は、膜状シート６は親水性の物質であるポリエーテルスルフォンで形成されているが、ポリエーテルスルフォン以外でも、４３×１０−３Ｎ／ｍ以上の表面張力を有する液体が膜状シート６に含浸する親水性のある物質であれば、特に限定されない。また、膜状シート６が疎水性の物質、例えば、Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ−ａｌｃｏｘｙｆｌｕｏｒｏｒｅｓｉｎｓ、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン、Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏ−ｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ＰＥ（ポリエチレン、Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）等の物質で形成されている場合には、「作用」の欄でも述べたように、エアだまりが生じて、電界分布を不均一にして、さらにはメッキ処理によって形成される金属層または金属膜も不均一になってしまうので、疎水性よりも親水性の方が好ましい。もちろん、疎水性の物質でもエアだまりが生じない場合は、上記物質によって、膜状シート６を構成してもよい。また、疎水性の物質等の親水性でない物質の表面に親水性処理を施したものを膜状シート６として使用してもよい。例えば、ＰＴＦＥの表面基を光重合により親水基に改質したものでもよい。
【００５４】
また、セラミックス等のように多孔性材料は高い親水性を示すが、物理的に焼結するための厚みが必要となる。本実施例での膜状シート６の厚みは、上述したように１００〜２００μｍであり、あまりに厚みがあると、液の圧力分布によって液が流れやすいところと流れにくいところとが生じて、疎水性の物質と同様に、エアだまりが生じて、メッキ処理によって形成される金属層または金属膜も不均一になってしまう。従って、セラミックス等のような厚みのある物質で形成されているよりも、本実施例のポリエーテルスルフォンで形成されている方が好ましい。もちろん、特別な製法でもって、上記セラミックスを上述した１００〜２００μｍ程度の厚みに形成できるならば、セラミックスで形成しても構わない。
【００５５】
（３）上述した本実施例装置は、循環機構を備えた装置であったが、図５に示すように、供給機構と排出機構とをつながない、即ち供給する系統と排出する系統とを別系統にする装置であってもよい。因みに、図５の構成を有する変形例装置の場合は、排出された酸素ガスＧを含む硫酸銅溶液Ｌ２  がアノード用タンク１２に送り込まれないので、フィルタ１５を必ずしも備えることはない。
【００５６】
（４）上述した本実施例装置は、カソード室７とアノード室８とへそれぞれの硫酸銅溶液Ｌ１  と硫酸銅溶液Ｌ２  とを供給して、カソード室７とアノード室８とからそれぞれの硫酸銅溶液Ｌ２  とを排出する装置であったが、膜状シート６は多孔性で硫酸銅溶液Ｌ１  、硫酸銅溶液Ｌ２  、もしくはイオンのみを通して、酸素ガスＧの通過を阻止するようになっているので、図６及び図７に示すように、カソード室７またはアノード室８の何れかにおいて、少なくとも１つの供給管と１つの排出管とを備える装置であってもよい。従って、例えば図７に示すように、供給管をカソード室７にのみ備えていて、排出管をアノード室８にのみ備えていて、カソード室７に供給された硫酸銅溶液が膜状シート６を介してアノード室８に到達してアノード室８から硫酸銅溶液が排出されるような構成であってもよい。図７においては、膜状シート６はポリエーテルスルフォンで形成されたり、あるいは４３×１０−３Ｎ／ｍ以上の表面張力を有する液体が膜状シート６に含浸するように親水性処理が施されている。また、アノード室８で発生した酸素ガスＧを排出する点で、アノード室８に排出管を直接備える装置の方がより好ましい。
【００５７】
（５）上述した本実施例装置は、アノード４は（硫酸銅溶液に対して）不溶性の陽電極で形成されていたが、溶解性の陽電極で形成されていてもよい。溶解性の陽電極で形成されている場合、アノード４自身が金属イオン（本実施例では銅イオン）となり、メッキ液（本実施例では硫酸銅溶液）中に溶け出す。従って、酸素ガスは発生し難くなるが、アノード４自身がメッキ液中に溶け出すことによって、アノード４中の不純物が発生し易くなる。その場合でも、アノード室８で発生した上記アノード４中の不純物が膜状シート６によって遮られるので、カソード室７に侵入して基板Ｗの処理面Ｗｓに到達することはない。従って、たとえアノード４が溶解性の陽電極で形成されていようが、酸素ガスＧだけでなく、アノード４中の不純物の発生によるメッキ不良をも防止することができる。また、アノード４中の不純物は硫酸銅溶液Ｌ２  ごと排出管１７を介して排出されて、図１のフィルタ１５で除去されるようになっている。
【００５８】
（６）上述した本実施例装置は、基板Ｗは、その処理面Ｗｓを下方に向けた状態、いわゆるフェイスダウンで構成されていたが、基板Ｗの処理面Ｗｓを上方に向けた状態、いわゆる図８に示すようなフェイスアップで構成されていてもよい。上記フェイスアップで構成されているとき、アノード室８で発生した酸素ガスＧは、メッキ槽１の上部で留まって硫酸銅溶液ごと排出される。このとき、アノード室８に連通する排出管１７は下向きに延在しているので、膜状シート６から除去される酸素ガスＧが硫酸銅溶液Ｌ２  の流れとともに速やかに排出される。また不溶性のアノード４といえども、僅かであるが硫酸銅溶液中にアノード４自身が溶けだすが、（５）の変形例で説明したように、アノード室８で発生したアノード４中の不純物がメッキ槽１の上部から底部へと下降していっても、膜状シート６によって遮られているので、カソード室７に侵入して基板Ｗの処理面Ｗｓに到達することはない。以上より、酸素ガスＧやアノード４中の不純物の発生によるメッキ不良を防止することができる。
【００５９】
（７）上述した本実施例装置は、メッキ液が硫酸銅溶液で、アノード室８で発生した酸素ガスによるメッキ不良を防止する装置であったが、メッキ液が硫酸銅溶液以外で、アノード室８で発生した酸素ガス以外のメッキ液中の泡によるメッキ不良を防止する装置であってもよい。上述の構成を有する場合、本実施例と同様に、アノード室８で発生したメッキ液中の泡が侵入して基板Ｗの処理面Ｗｓに到達することなく、アノード室８からメッキ液中の泡をメッキ液ごと排出することができるので、基板Ｗのメッキ不良を防止することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上に詳述したように、請求項１の発明に係る基板メッキ装置によれば、アノード室とカソード室とを仕切る仕切部材はメッキ液中の泡の通りを阻止するので、アノード室で発生したメッキ液中の泡が基板の処理面に到達して付着することなく、基板のメッキ不良を防止することができる。また、仕切部材には親水性処理が施されているので、仕切部材にメッキ液が含浸されやすくなり、その結果、メッキ処理によって金属層または金属膜を均一に形成することができる。
【００６１】
また、請求項２の発明に係る基板メッキ装置によれば、仕切部材がポリエーテルスルフォンから成ることを特徴とするので、仕切部材にメッキ液が含浸されやすくなり、その結果、メッキ処理によって金属層または金属膜を均一に形成することができる。
【００６２】
また、請求項３の発明に係る基板メッキ装置によれば、アノード室が、仕切部材の全面に一定間隔で形成され、メッキ液供給手段をアノード室の平面視中心部に連通接続しているので、アノード室で発生したメッキ液中の泡がカソード室に侵入することなく、仕切部材と陽電極との間に沿ってアノード室からメッキ液中の泡をメッキ液ごと速やかに排出することができる。
【００６３】
また、請求項４の発明に係る基板メッキ装置によれば、仕切部材は円形に形成されて、仕切部材の周縁は、メッキ液供給手段から全周において等距離であるので、メッキ液や泡の滞留をより良好に防止することができて、仕切部材の全面に沿ってメッキ液中の泡をメッキ液ごと速やかに排出することができる。
【００６４】
また、請求項５の発明に係る基板メッキ装置によれば、仕切部材によってアノード室で発生したメッキ液中の泡がカソード室に侵入してこないので、アノード室で発生したメッキ液中の泡とカソード室内のメッキ液中の添加剤とは反応しない。特に、ボイドを防止したり膜質を向上させる添加剤の場合には、アノード室で発生した酸素ガスがカソード室に侵入してこないので、酸素ガスとカソード室内のメッキ液中の添加剤とは反応しない。従って、添加剤の効果の性能を保ったまま、メッキ液中の泡によって添加剤が分解される量を低減することができて、投入される添加剤をも低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る基板メッキ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例に係る基板メッキ装置の平面視の概略構成を示す一部ブロック図である。
【図３】本発明に係る基板メッキ装置の変形例を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る基板メッキ装置の他の変形例を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る基板メッキ装置の他の変形例を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る基板メッキ装置の他の変形例を示すブロック図である。
【図７】本発明に係る基板メッキ装置の他の変形例を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る基板メッキ装置の他の変形例である、基板の処理面を上方に向けたフェイスアップでの概略構成を示すブロック図である。
【図９】従来例に係る基板メッキ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】疎水性の物質を膜状部材として使用した場合のエアだまりの状態を模式的に示した図である。
【図１１】添加剤を使用しない場合のボイド（空隙）が発生する状態を模式的に示した図である。
【符号の説明】
１  …  メッキ槽
３  …  カソード
４  …  アノード
５  …  電源ユニット
６  …  膜状シート
７  …  カソード室
８  …  アノード室
９  …  供給管
１０  …  供給管
１１  …  カソード用タンク
１２  …  アノード用タンク
１６  …  排出管
１７  …  排出管
Ｗ  …  基板
Ｗｓ  …  処理面
Ｇ  …  酸素ガス
Ｌ１  、Ｌ２    …  硫酸銅溶液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003568455.tif 000009
【図９】
0003568455.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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