(57)【要約】      （修正有）【課題】めっき槽内のめっき液を完全にドレーン排出できるようにするとともに、ウエハの全面を有効利用する。又、常に新鮮なめっき液をウエハ表面に供給できるようにする。【解決手段】めっき液Ｍを収納するめっき槽１１と、該めっき槽の底部１１ｂの貫通穴に装着された、環状の陰極補助電極ホルダ１２と、該陰極補助電極ホルダに着脱自在に挿着され、その上面に被めっき物の載置部１３ｃを有する被めっき物ホルダ１３と、該被めっき物ホルダの上面側に設けられ、前記載置部上の被めっき物Ｗの下面に当接する陰極１５と、該被めっき物ホルダの位置決め手段１２ｄ、１３ｄと、ウエハ上を往復動するパドル２３と、陰極と間隔をおいて対向する陽極とを備えている。ウエハの上面と陰極補助電極、陰極補助電極ホルダ、底部の各上面１７c、１２c、１１cは同一平面を形成し、めっき終了後めっき槽底部からめっき液を排出すると、めっき液は完全にドレーン排出される。【選択図】図１
2006328470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき液を収納するめっき槽と、
該めっき槽の底部の貫通穴に嵌着された、環状の陰極補助電極ホルダと、
該陰極補助電極ホルダに摺動自在に挿着され、その上面に被めっき物の載置部を有する被めっき物ホルダと、
該被めっき物ホルダの上面側に設けられ、前記載置部上の被めっき物の下面に当接する陰極と、
該被めっき物ホルダの固定位置を規制する位置決め手段と、
前記めっき槽内に設けられ、前記陰極と間隔を置いて対向する陽極と、
を備えている電気めっき装置。
【請求項２】
めっき液を収納するめっき槽と、
該めっき槽の底部の貫通穴に嵌着された、環状の陰極補助電極ホルダと、
陰極補助電極ホルダの上面に設けられた環状の陰極補助電極と、
該陰極補助電極ホルダに着脱自在に挿着され、その上面に被めっき物の載置部を有する被めっき物ホルダと、
該被めっき物ホルダの上面側に設けられ、前記載置部上の被めっき物の下面に当接する陰極と、
被めっき物ホルダに設けられた真空吸着手段と、
該被めっき物ホルダの固定位置を規制する位置決め手段と、
前記めっき槽内に設けられ、前記陰極と間隔を置いて対向する陽極と、
前記めっき槽の底部側に、摺動自在に設けられたパドルと、
を備えている電気めっき装置。
【請求項３】
陰極が、コンタクトリングを介して被めっき物の下面に当接することを特徴とする請求項１、又は、２記載の電気めっき装置。
【請求項４】
被めっき物ホルダの載置部にウエハが載置され、該ウエハのめっき面と陰極補助電極ホルダの上面とが同一平面上に位置していることを特徴とする請求項１、２、又は、３記載の電気めっき装置。
【請求項５】
前記位置決め手段は、陰極ホルダの内周面に設けた係止部と、被めっき物ホルダの外周面に設けられ、前記係止部と係合する係合部と、からなることを特徴とする請求項１、２、３、又は、４記載の電気めっき装置。
【請求項６】
陰極補助電極ホルダが、被めっき物のめっき面を押さえる押さえ爪を備えていることを特徴とする請求項１、２、３、４、又は、５記載の電気めっき装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子部品用の基板、ＩＣ用のウエハ、薄膜磁気ヘッド用のウエハ等の電気めっき装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ウエハ上に薄膜を成膜させる装置として、電気めっき装置が用いられている。
【０００３】
この電気めっき装置では、めっき膜を形成したい部分に導電性の下地膜を設け、この下地膜を陰極としてめっき液中で通電することにより、下地膜上にめっき膜を析出させている。
【０００４】
従来の電気めっき装置として、次のものが知られている（例えば、特許文献１、参照）。即ち、
図８に示すように、めっき槽１の底部１ｂの貫通穴に装着された、環状の陰極ホルダ２と、該陰極ホルダ２に挿入されるウエハホルダ３と、該陰極ホルダ２に設けられ、ウエハホルダ３に載置されたウエハＷの上面に当接する環状の陰極（カソード）５と、該陰極５の上に絶縁体６を介して設けられた環状の陰極補助電極７と、めっき槽１内に前記陰極５と対向して設けられている図示しない陽極（アノード）と、パドル摺動アームに設けられ、ウエハＷの上面近傍を摺動するパドル９と、を備えている。
【０００５】
なお、図８において、１０ａはウエハホルダ３を上下動させる昇降シリンダ、１０ｂは真空吸着ライン、１０ｃは陰極電源のコード、をそれぞれ示す。
【０００６】
この電気めっき装置は、ウエハＷのめっき面を上にしてめっきする装置であり、陰極（カソード）５とウエハ（基板）Ｗの上面の外周をコンタクトすることによりめっきしている。前記両者５、Wをコンタクトさせる場合には、円板状のウエハＷをウエハホルダ３上に置き、昇降シリンダ１０ａにより押し上げ、強制的に陰極５をウエハＷの上面外周に押しつける。
【特許文献１】特開平１０−３３０９８７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来例には、次のような問題がある。
【０００８】
（１）ウエハ処理後、自動弁を開き、めっき槽１内のめっき液をドレーン配管内に排出するが、ウエハＷ上面とめっき槽１の底部１ｂとの間には、段差Ｄ、例えば、４〜５ｍｍの段差、が発生しているため、めっき槽の底部１ｂには、必ずめっき液が残ってしまう。この残留めっき液の量は、例えば、ウエハの直径１５０ｍｍの場合には、７０ｃｃ〜９０ｃｃ、と多量である。
【０００９】
そのため、ドレーン排出後、昇降シリンダ１５ａを下降させると、前記残留液がこぼれドレーンとして外部に放出されてしまうので、めっき液の損失のみならず、無害化して外部に排出させなければならないので、環境維持のためにコストが嵩んでしまう。
【００１０】
（２）ウエハＷのめっき面の外周部と円環状の陰極５とがコンタクトしているので、コンタクトしている部分に成膜することができない。従って、ウエハＷの全面を有効に利用することができない。ウエハＷのコンタクトしている部分は、例えば、約４ｍｍ程度であるので、直径１５０ｍｍのウエハの場合の有効面積は、約９０％、直径１００ｍｍのウエハの場合のそれは８５％、となるので歩留まりが良くない。
【００１１】
（３）液溜まりがあるので、パドル９を摺動させてもウエハ外周部のめっき液は、スムーズに流れない。そのため、膜厚を均一に成膜することができない。
【００１２】
（４）常に新鮮なめっき液をウエハ表面に供給するため、パドルをできるだけウエハ表面に近づけたいが、段差Ｄ以内には近づくことはできない。例えば、パドル９と陰極補助電極７上面との間隔は、約１ｍｍ、段差Ｄは約４ｍｍ、であり、ウエハＷとパドル９との間隔は５ｍｍとなってしまい、それ以上近づけることは不可能である。
【００１３】
この発明は、上記事情に鑑み、めっき槽内のめっき液を完全にドレーン排出できるようにすることを目的とする。他の目的は、ウエハの全面を有効利用すると共に、均一な膜厚を得ることである。更に他の目的は、常に新鮮なめっき液をウエハ表面に供給できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は、めっき液を収納するめっき槽と、該めっき槽の底部の貫通穴に装着された、環状の陰極補助電極ホルダと、該陰極補助電極ホルダに着脱自在に挿着され、その上面に被めっき物の載置部を有する被めっき物ホルダと、該被めっき物ホルダの上面側に設けられ、前記載置部上の被めっき物の下面に当接する陰極と、該被めっき物ホルダの固定位置を規制する位置決め手段と、前記めっき槽内に設けられ、前記陰極と間隔を置いて対向する陽極と、を備えていることを特徴とする。
【００１５】
この発明は、めっき液を収納するめっき槽と、該めっき槽の底部の貫通穴に装着された、環状の陰極補助電極ホルダと、陰極補助電極ホルダの上面に設けられた環状の陰極補助電極と、該陰極補助電極ホルダに着脱自在に挿入され、その上面に被めっき物の載置部を有する被めっき物ホルダと、該被めっき物ホルダの上面側に設けられ、前記載置部上の被めっき物の下面に当接する陰極と、被めっき物ホルダに設けられた真空吸着手段と、該被めっき物ホルダの固定位置を規制する位置決め手段と、前記めっき槽内に設けられ、前記陰極と間隔を置いて対向する陽極と、前記めっき槽の底部側に、摺動自在に設けられたパドルと、を備えていることを特徴とする。
【００１６】
この発明は、陰極がコンタクトリングを介して被めっき物の下面に当接することを特徴とする。この発明の被めっき物ホルダの載置部には、ウエハが載置され、該ウエハのめっき面と陰極補助電極ホルダの上面とが同一平面上に位置していることを特徴とする。この発明の前記位置決め手段は、陰極ホルダの内周面に設けた係止部と、被めっき物ホルダの外周面に設けられ、前記係止部と係合する係合部と、からなることを特徴とする。この発明は陰極補助電極ホルダが、被めっき物のめっき面を押さえる押え爪を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
この発明は、被めっき物のホルダの固定位置を規制する位置決め手段を設けているので、被めっき物のめっき面とめっき槽の底面とを同一平面上に位置せしめることができる。そのため、めっき槽底部に従来例の様な段差が発生しないので、所謂液溜まりが発生しない。従って、めっき終了毎に、ドレーン排液を行う場合、めっき槽内のめっき液を全部循環タンクに回収することができる。
【００１８】
陰極が被めっき物の下面側に設けられているので、めっき面上には障害物が存在しない。そのため、被めっき物、例えば、ウエハ、をめっきする場合には、ウエハ全面を有効に使用することができる。又、パドルを可能な限りめっき面に近づけることができるので、新鮮なめっき液を常に供給することができる。
【００１９】
押え爪を設けたので、例えば、真空吸着ラインの真空ポンプが故障し、真空切れが発生しても、被めっき物を確実に固定しておくことができる。なお、この爪は、周方向に間隔をあけて複数設けているので、めっき面と押え爪との接触面積もごく僅かである。そのため、殆ど歩留まりに影響することはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
この発明の第１実施の形態を図１〜図４により説明する。
【００２１】
電気めっき装置は、箱状のめっき槽１１を備えており、該めっき槽１１の底部１１ｂの中央部には、貫通穴が設けられ、該貫通穴には筒状の陰極補助電極ホルダ１２が挿着されている。
【００２２】
この陰極補助電極ホルダ１２の上面１２ｃには、電極収納凹部が設けられ、該凹部には環状の陰極補助電極１７が嵌着されている。この陰極補助電極１７は、ウエハＷ外周部ｈの電流の集中を防ぐものであり、この電極１７により膜厚の不均一を防止することができる。
【００２３】
更に述べると、陽極１９と陰極１５は、所定距離をおいて対向しているので、陰極１５の中央と端部とでは電流密度が異なってしまい、陰極１５表面の電流密度分布が不均一になる。しかし、陰極１５を取り囲む様に陰極補助電極１７を設けると、陰極１５上の電流密度分布が均一になり、均一な膜厚にすることができる。
【００２４】
この電極１７は、コード１７ａを介して陰極補助電極電源に連結されている。この電極１７の上面１７ｃと、底部１１ｂの上面１１ｃ及び前記ホルダ１２の上面１２ｃは、それぞれ同一平面上に位置している。前記ホルダ１２の内周面の上部には、係止手段となる段部１２ｄが形成されている。
【００２５】
前記ホルダ１２には、被めっき物ホルダ１３が挿着されている。このホルダ１３の上面１３ｃは、平面状の載置部をなしており、その外周面の上部には、係合手段となる段部１３ｄが形成されている。この段部１３ｄは、前記段部１２ｄと係合する。
【００２６】
前記上面１３ｃには、電極収納凹部１６と複数のシール溝１３ｅと吸引孔１３ｆとが形成されている。前記陰極収納凹部１６は、内側溝１６ａと外側切り欠き部１６ｂとを備えており、該外側切り欠き部１６ｂは外周縁側に形成されている。内側溝１６ａには、陰極１５に嵌着されているが、この陰極１５の頂部は上面１３の下方に位置している。前記陰極１５はコード１５ａを介して陰極電源に接続されている。
ぜｎ
前記陰極１５には、コンタクトリング３６の水平固定部３６ａが押さえボルト３７により固定されているが、このボルト３７の頭部は前記上面１３ｃより下方に位置している。コンタクトリング３６の水平固定部３６ａは傾斜連結部３６Ｂを介して水平当接部３６ｃに連結されている。
【００２７】
外側切欠き部１６ｂには、弾性部材、例えば、ゴム３８が嵌着されている。このゴム３８は断面長方形状に形成され、その上面３８ａには前記コンタクトリング３６の当接部３６ｃが圧接されている。該当接部３６ｃはウエハＷの外周部下面により押圧される。
【００２８】
前記シール溝１３ｅには、シール材、例えば、ゴム製Ｏリング４０、が嵌着されている。前記吸引孔１３ｆは、真空吸着ライン３２に連続している。このホルダ１３は、昇降シリンダ２５に固定されている。
【００２９】
めっき槽１１内には、パドル２３が摺動自在に設けられている。このパドル２３は、パドル摺動アーム２１に設けられているが、常に新鮮なめっき液を流すため、できるだけウエハＷに近づけて往復運させる。
【００３０】
なお、図４において、２７はめっき槽１１内のめっき液Ｍを図示しない循環タンクへ戻すためのドレーン配管、２８はドレーン配管２７に設けられた自動弁、２９はオーバーフローした、めっき液を前記循環タンクに戻すオーバーフロー部、３０は前記循環タンクからめっき液が供給されるめっき液循環供給部、をそれぞれ示す。
【００３１】
次に、本実施の形態の作動について説明する。
【００３２】
被めっき物、例えば、ウエハＷ、を載置部１３ｃに載置し、コンタクトリング３６の当接部３６ｃをウエハＷの下面の外周部にコンタクトさせた後、真空吸着ライン３２を駆動させると、ウエハＷは載置部１３ｃに吸着固定される。このとき、当接部３６ｃの上面と前記ホルダ１３の上面１３ｃは同一平面状に位置し、ウエハＷは水平状態になる。
【００３３】
昇降シリンダ２５を駆動させ、被めっき物ホルダ１３を陰極補助電極ホルダ１２に挿入すると、前記ホルダ１３の段部１３ｄが前記ホルダ１２の段部１２ｄに係合し、それ以上摺動できなくなる。この時のウエハＷの上面と、前記陰極補助電極１７、前記陰極補助電極ホルダ１２，底部１１ｂの各上面１７ｃ、１２ｃ、１１ｃは、同一平面上に位置している。
【００３４】
この状態において、めっき液槽１１にめっき液Ｍを供給すると共に、陰極１５、陽極１９、陰極補助電極１７に給電するとともに、パドル２３を摺動させて新鮮なめっき液ＭをウエハＷのめっき面に供給し、めっきする。この時、ウエハＷの上面には、障害物が存在しないので、パドル２３は、該ウエハＷの上面近傍、例えば、ウエハＷから上方に約１ｍｍ以上離れた位置で摺動し、常に新鮮なめっき液をウエハＷのめっき面に供給することができる。
【００３５】
なお、コンタクトリング３６がウエハＷの外周側に位置しているので、ウエハ表面のめっき面への通電性が良好となる。また、ゴム３７が設けられているので、コンタクトリング３６の当接部３６ｃが上面１３ｃより少し高くなっても弾性変形によりその高さを調整することができる。
【００３６】
ウエハめっき終了後、自動弁２８を開き、めっき槽１１内のめっき液Ｍをドレーン配管２７を介して図示しない循環タンク内に流し込む。この時、前記ホルダ１３、１２、底部１１ｂの各上面１２ｃ、１３ｃ、１１ｃが同一平面上に位置しているので、めっき槽１１内のめっき液Ｍは、全て完全にドレーン排出され、循環タンクに回収される。
【００３７】
そのため、昇降シリンダ２５を作動させ、前記被めっき物ホルダ１３を下降させても、めっき槽１１の底部１１ｂには、液だまりが存在していないので、めっき液Ｍが外部に放出されることはない。又、従来例と異なり、ウエハのめっき面は、陰極等により押さえられていないので、全面を有効に利用することができる。
【００３８】
この発明の第２実施の形態を図５により説明するが、図１〜図４と同一図面符号はその名称も機能も同一である。
【００３９】
この実施の形態と前記実施の形態との相違点は、コンタクトリングを省略し、陰極１５とウエハＷとを直接当接させたことである。
【００４０】
この発明の第３実施の形態を図６，図７により説明するが、図１〜図４と同一図面符号はその名称も機能も同一である。
【００４１】
この実施の形態と前記実施の形態との相違点は、陰極補助電極ホルダ１２に、ウエハのめっき面（上面）を押さえる押え爪３５を設けたことである。この押え爪３５は、図７に示す様に、周方向に等間隔を空けて４個設けられており、ウエハＷの外周端近傍に当接している。この押え爪３５の数、大きさ、配置等は必要に応じて適宜選択することができる。
【００４２】
この押え爪３５は、数が少なく、且つ、ウエハとの接触面積も少ないので、殆ど歩留まりに影響を与えることはない。この押え爪３５を備えることにより、真空吸着ライン３２が故障しても、確実にウエハの固定状態を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施の形態を示す断面図で、図２のI―I線の要部拡大断面図である
【図２】電気めっき装置の平面図である。
【図３】図１の要部拡大断面図である。
【図４】電気めっき装置の、一部を断面にした正面図である。
【図５】本発明の第２実施の形態を示す要部拡大断面図である。
【図６】本発明の第３実施の形態を示す縦断面図であり、図１に対応する図である。
【図７】電気めっき装置の平面図である。
【図８】従来例を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１１    めっき槽
１１ｂ  底部
１１ｃ  上面
１２    陰極補助電極ホルダ
１２ｃ  上面
１２ｄ  段部
１３    被めっき物ホルダ
１３ｃ  上面
１３ｄ  段部
１５    陰極
１７    陰極補助電極
１９    陽極
２３    パドル
３５    押え爪
【図１】
2006328470.tif 000003
【図２】
2006328470.tif 000004
【図３】
2006328470.tif 000005
【図４】
2006328470.tif 000006
【図５】
2006328470.tif 000007
【図６】
2006328470.tif 000008
【図７】
2006328470.tif 000009
【図８】
2006328470.tif 000010