JP3578204B2 - 基板メッキ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板などの基板の処理面に、電解メッキ法によりメッキ層を形成する基板メッキ装置に係り、特には、処理面に形成するメッキ層の膜厚の均一性を向上させるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の基板メッキ装置において、基板の処理面に形成するメッキ層の膜厚の均一性を向上させるためには、まず、陰極となる基板の処理面と陽極となる電極部材との間の電界の均一性を考慮する必要がある。
【０００３】
そのため、従来の基板メッキ装置は、最も簡単な方法で陰極となる基板の処理面と陽極となる電極部材との間の電界を均一にするために、一般的に、図７に示すように、基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００とを対向配置し、基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００とを平行状態にして電解メッキ液Ｑに浸漬し、電解メッキ処理を行うように構成している。
【０００４】
なお、図７中の符号１１０は基板Ｗの処理面ＷＳと電気的に接続する電極部材であり、１２０は電源ユニットである。陽極板１００は電源ユニット１２０の陽極側に、電極部材１１０は電源ユニット１２０の陰極側にそれぞれ接続されており、陽極板１００を陽極に、基板Ｗの処理面ＷＳを陰極にして電解メッキ処理が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
図８に示すように、陰極面Ｆ（−）と陽極面Ｆ（＋）とを平行状態にした場合の電位（Φ（ｘ，ｙ））・電界（Ψ（ｘ，ｙ））分布は、Ｚ＝ｘ＋ｉｙ（ｉ＝√（−１））、Ｗ＝Φ（ｘ，ｙ）＋ｉΨ（ｘ，ｙ）とすれば、Ｚ＝Ｗ＋ｅＷ を満たす関数群である。
【０００６】
陰極面Ｆ（−）と陽極面Ｆ（＋）とを近づければそれだけ陰極面Ｆ（−）と陽極面Ｆ（＋）との間に均一な電界を形成することができるが、図８からも明らかなように、陰極面Ｆ（−）と陽極面Ｆ（＋）とを平行状態にした場合でも、その端部付近では電界の乱れが存在する。
【０００７】
すなわち、処理面ＷＳと陽極板１００とを単に平行状態にしただけでは、基板Ｗの処理面ＷＳの周縁部側での電界の乱れに起因して、基板Ｗの処理面ＷＳの全面においてメッキ層の膜厚が不均一になるという問題がある。
【０００８】
また、基板Ｗの処理面ＷＳに均一な膜厚のメッキ層を形成する上では、基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００との間の電解メッキ液の置換効率を考慮する必要もある。すなわち、基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００との間の電解メッキ液が次々に新たな電解メッキ液に入れ替わらなければ、基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００との間の電解メッキ液の濃度を均一に保つことができず、均一なメッキ層が形成できないと考えられるからである。
【０００９】
しかしながら、図７に示すように、基板Ｗの処理面ＷＳと板状の陽極板１００とを平行状態に配置すると、その間の電解メッキ液の置換は基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００の端部の開口部分のみから行われることになり、基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００との間の電解メッキ液の置換効率が悪い。特に、基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００との間の電界の均一性を向上させるために、基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００とを近づければそれだけ基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００の端部の開口部分が狭くなり基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００との間の電解メッキ液の置換効率が悪くなる。
【００１０】
そこで、例えば、板状の陽極板１００に、電解メッキ液を流通させるための開口を形成することも考えられる。しかしながら、陽極板１００に開口を形成すると、その開口によって、基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００との間の電界に乱れが生じることになる。
【００１１】
すなわち、基板Ｗの処理面ＷＳに均一な膜厚のメッキ層を形成するために、基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００との間の電界の均一性と、電解メッキ液の置換効率とを考慮する場合、従来は、双方の要件を満足させることができなかった。
【００１２】
また、図７に示すように、従来装置では、一般的に、基板Ｗの処理面ＷＳを陰極とするために基板Ｗの処理面ＷＳに電気的に接続する電極部材１１０は、基板Ｗの処理面ＷＳの周縁部の複数箇所だけで部分的に接続される構成である。そのため、電極部材１１０と基板Ｗの処理面ＷＳとの電気的な接続が不確実であり、電源ユニット１２０から基板Ｗの処理面ＷＳへの給電に偏りが起きるなどの不都合が生じ易い。このような給電の偏りも、基板Ｗの処理面ＷＳに形成するメッキ層の膜厚が不均一になる要因の１つと考えられる。
【００１３】
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、基板の処理面に形成するメッキ層の膜厚の均一性を向上させることができる基板メッキ装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、基板の処理面にメッキ層を形成する基板メッキ装置であって、前記基板の処理面に対して電気的に接続する第１電極部材と、前記基板の処理面に対向配置される第２電極部材と、前記基板の処理面と前記第２電極部材との間に電解メッキ液が満たされるように電解メッキ液を供給する電解メッキ液供給手段と、前記第２電極部材を陽極に、前記第１電極部材を陰極にして給電する給電手段と、を備え、かつ、前記基板の処理面の周囲に陰極の補助陰電極部材を配置させるとともに、前記第１電極部材と前記補助陰極部材と前記基板とは一体的に回転可能に支持されて、かつ、前記基板の処理面よりも大きな面積を有する前記第２電極部材を、前記基板の処理面及び前記補助陰電極部材に対向配置させて、前記第１電極部材と前記補助電極部材と前記基板とを一体的に回転させた状態で電解メッキ処理を行うことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、基板の処理面にメッキ層を形成する基板メッキ装置であって、前記基板の処理面に対して電気的に接続する第１電極部材と、前記基板の処理面に対向配置される第２電極部材と、前記基板の処理面と前記第２電極部材との間に電解メッキ液が満たされるように電解メッキ液を供給する電解メッキ液供給手段と、前記第２電極部材を陽極に、前記第１電極部材を陰極にして給電する給電手段と、を備え、かつ、前記第２電極部材に開口を形成し、この開口の開口径をｒとすると、前記基板の処理面と前記第２電極部材との間の距離Ｄが〔ｒ／２≦Ｄ≦２ｒ〕を満たすように前記基板の処理面と前記第２電極部材とを対向配置させて電解メッキ処理を行うことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、基板の処理面にメッキ層を形成する基板メッキ装置であって、前記基板の処理面に対して電気的に接続する第１電極部材と、前記基板の処理面に対向配置される第２電極部材と、前記基板の処理面と前記第２電極部材との間に電解メッキ液が満たされるように電解メッキ液を供給する電解メッキ液供給手段と、前記第２電極部材を陽極に、前記第１電極部材を陰極にして給電する給電手段と、を備え、かつ、前記第１電極部材を、前記基板の処理面の周縁部に沿って全周にわたって前記基板の処理面に対して電気的に接続させるとともに、前記第１電極部材と前記基板とは一体的に回転可能に支持されて、前記第１電極部材と前記基板とを一体的に回転させた状態で電解メッキ処理を行うことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、上記請求項１ないし３のいずれかに記載の基板メッキ装置において、前記基板の処理面と前記第１電極部材とを圧接させる圧接手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、上記請求項４に記載の基板メッキ装置において、前記圧接手段は、前記第１電極部材を支持する陰極支持部材に前記基板の処理面を真空吸着する真空吸着手段を含み、前記基板の処理面を吸着する前記真空吸着手段の吸着口を、前記基板の処理面の中心から見て、前記基板の処理面と前記第１電極部材との接続部分よりも外側に形成し、その吸着口付近において前記真空吸着手段の吸排路と前記第１電極部材との間にパッキン材を設けたことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、上記請求項４に記載の基板メッキ装置において、前記圧接手段は、前記基板の処理面と反対側の基板の面側から、前記第１電極部材に向けて前記基板を押圧する押圧手段を含むことを特徴とするものである。
【００２０】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
すなわち、基板の処理面に対して第１電極部材を電気的に接続させるとともに、基板の処理面の周囲に陰極の補助陰電極部材を配置させ、かつ、基板の処理面よりも大きな面積を有する第２電極部材を、基板の処理面及び補助陰電極部材に対向配置された状態で、電解メッキ液供給手段によって基板の処理面と第２電極部材との間に電解メッキ液が満たされるように電解メッキ液が供給される。さらに、回転可能に支持される第１電極部材と補助陰極部材と基板とを一体的に回転させた状態で、給電手段によって第２電極部材を陽極に、第１電極部材を陰極にして給電して電解メッキ処理が行われる。
【００２１】
先にも説明したように、陰極面と陽極面とを平行状態にした場合、その端部付近に電界の乱れが存在するが、上述した構成によれば、端部付近に陰極の補助陰電極部材が配置されているので、端部付近の電界の乱れは、補助陰電極部材で形成されることになる。従って、基板の処理面に対する電解メッキ処理は、電界の乱れがない領域で行うことができる。さらに、第１電極部材と補助陰極部材と基板とを一体的に回転させることで、形成されるメッキ層の膜厚のばらつきを均すことができる。
【００２２】
請求項２に記載の発明の作用は次のとおりである。
すなわち、基板の処理面に対して第１電極部材を電気的に接続させるとともに、開口が形成された第２電極部材を基板の処理面に対向配置させる。このとき、第２電極部材に形成された開口の開口径をｒとすると、基板の処理面と第２電極部材との間の距離Ｄが〔ｒ／２≦Ｄ≦２ｒ〕を満たすように基板の処理面と第２電極部材とを対向配置させる。そして、電解メッキ液供給手段によって基板の処理面と第２電極部材との間に電解メッキ液が満たされるように電解メッキ液が供給されるとともに、給電手段によって第２電極部材を陽極に、第１電極部材を陰極にして給電して電解メッキ処理が行われる。
【００２３】
以上のように、基板の処理面に対向配置させる第２電極部材に開口を形成したことにより、基板の処理面と第２電極部材の間への電解メッキ液の供給を第２電極部材に形成した開口からも行うことができ、基板の処理面と第２電極部材の間の電解メッキ液の置換効率を向上させることができる。
【００２４】
一方で、先にも説明したように、陽極となる第２電極部材に開口を形成すると、その開口によって、基板の処理面と第２電極部材との間の電界に乱れが生じることになる。
【００２５】
ここで、開口が形成された陽極面と陰極面とを平行状態にした場合における、それら陽極面と陰極面との間の電位・電界分布を近似的に計算すると、陽極面と陰極面との間の距離が陽極面に形成された開口の開口径の１／２倍以上であれば、開口によって生じる電界の乱れによる影響を無視することができる。
【００２６】
従って、上述したように、基板の処理面と第２電極部材との間の距離Ｄが〔ｒ／２≦Ｄ〕を満たせば、第２電極部材に形成した開口によって生じる基板の処理面と第２電極部材との間の電界に乱れによる影響を無視することができる。
【００２７】
一方で、基板の処理面と第２電極部材との間の距離Ｄが大き過ぎると、装置が大型化したり、基板の処理面と第２電極部材との間に供給する電解メッキ液の量が多くなって、電解メッキ液の使用量が増大したりするなどの問題が起きる。ここで、基板の処理面と第２電極部材の間の電解メッキ液の置換効率などを考慮すると、基板の処理面と第２電極部材との間の距離Ｄを〔Ｄ≦２ｒ〕にすることで、装置の大型化や、電解メッキ液の無駄な使用を抑制することができる。
【００２８】
請求項３に記載の発明の作用は次のとおりである。
すなわち、基板の処理面の周縁部に沿って全周にわたって基板の処理面に対して第１電極部材を電気的に接続させるとともに、第２電極部材を基板の処理面に対向配置させた状態で、電解メッキ液供給手段によって基板の処理面と第２電極部材との間に電解メッキ液が満たされるように電解メッキ液が供給される。さらに、回転可能に支持される第１電極部材と基板とを一体的に回転させた状態で、給電手段によって第２電極部材を陽極に、第１電極部材を陰極にして給電して電解メッキ処理が行われる。
【００２９】
上述したように、第１電極部材を、基板の処理面の周縁部に沿って全周にわたって基板の処理面に対して電気的に接続させることにより、基板の処理面と第１電極部材との接触面積が従来装置よりも多くなり、基板の処理面と第１電極部材との電気的な接続が確実になるとともに、基板の処理面への給電のバランスも良くなる。従って、給電手段から基板の処理面への給電に偏りが起きることなどを抑制することができる。
【００３０】
また、第１電極部材を、基板の処理面の周縁部に沿って全周にわたって基板の処理面に対して接続させたことで、基板の処理面の周縁付近において、基板の処理面と第１電極部材との間の隙間を完全に塞ぐことができるので、基板の処理面の周縁付近から処理面と反対側の基板の面側に電解メッキ液が回り込むことも防止できる。さらに、第１電極部材と基板とを一体的に回転させることで、形成されるメッキ層の膜厚のばらつきを均すことができる。
【００３１】
請求項４に記載の発明によれば、圧接手段が基板の処理面と第１電極部材とを圧接させて、基板の処理面と第１電極部材との電気的な接続をより確実に行う。
【００３２】
請求項５に記載の発明によれば、真空吸着手段が、第１電極部材を支持する陰極支持部材に基板の処理面を真空吸着させることで、陰極支持部材に支持された第１電極部材に向けて基板の処理面を引き付けて基板の処理面と第１電極部材とを圧接させる。
【００３３】
ここで、基板の処理面を吸着する真空吸着手段の吸着口を、基板の処理面の中心から見て、基板の処理面と第１電極部材との接続部分よりも外側に形成し、その吸着口付近において真空吸着手段の吸排路と第１電極部材との間にパッキン材を設けたことにより、陰極支持部材に基板の処理面を真空吸着させたとき、パッキン材が変形して、吸排路に外気や電解メッキ液などが進入する隙間が形成されることを防止でき、陰極支持部材と基板の処理面との真空吸着が確実に行われ、基板の処理面と第１電極部材とを確実に接続させることができる。
【００３４】
また、請求項３に記載の発明のように、第１電極部材を、基板の処理面の周縁部に沿って全周にわたって基板の処理面に対して電気的に接続させる場合には、パッキン材も第１電極部材に沿って全周にわたって設けることにより、基板の処理面の周縁付近から処理面と反対側の基板の面側への電解メッキ液の回り込みをより確実に防止できる。
【００３５】
請求項６に記載の発明によれば、押圧手段が、基板の処理面と反対側の基板の面側から、第１電極部材に向けて基板を押圧することで、基板の処理面と第１電極部材とを圧接させる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る基板メッキ装置の全体構成を示す縦断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３は陰極支持部材の構成を示す拡大縦断面図である。
【００３７】
電解メッキ処理を行うメッキ槽１は、本実施例では、外槽２と内槽３とからなる２槽構造で構成している。外槽２と内槽３とはポンプ４が介装された循環路５を介して連通接続されている。内槽３の上部からオーバーフローした電解メッキ液Ｑは外槽２に流れ出し、ポンプ４によって循環路５を介して内槽３の底面の液供給口６から内槽３内に戻され、外槽２、内槽３、循環路５の間で電解メッキ液Ｑを循環させている。
【００３８】
内槽３内には、複数の開口７が形成され、基板Ｗの処理面ＷＳよりも大きな面積を有する第２電極部材８が、後述する陰極支持部材１２に保持された基板Ｗの処理面ＷＳと対向するように水平状態で配設されている。上述したように、液供給口６から内槽３内に供給された電解メッキ液Ｑは、第２電極部材８に形成された開口７を介して、陰極支持部材１２に保持された基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８との間に供給され、基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８との間に電解メッキ液Ｑが満たされるとともに、その間の電解メッキ液Ｑが次々に入れ替えられるようになっている。この実施例では、外槽２、内槽３、ポンプ４、循環路５などが、本発明における電解メッキ液供給手段を構成する。
【００３９】
メッキ槽１の上方には、図示を省略した昇降機構によって昇降可能に構成された支持アーム９が配置されている。支持アーム９の先端部には回転軸１０が回転可能に懸垂支持されている。また、回転軸１０の下端部には連結アーム１１が回転軸１０と一体回転可能に連結されている。連結アーム１１は、２つの板状垂直部材１１ａ、１１ｂと、これら板状垂直部材１１ａ、１１ｂの上部において板状垂直部材１１ａ、１１ｂ間をかけ渡すように配設された板状水平部材１１ｃとからなる「∩」型の形状に形成されている。連結アーム１１の２つの板状垂直部材１１ａ、１１ｂの各々の下端部は、互いに対向する位置で略円筒状の陰極支持部材１２の上面に取り付けられている。
【００４０】
支持アーム９が下降された状態で、陰極支持部材１２は、保持した基板Ｗの処理面ＷＳが内槽３に満たされた電解メッキ液Ｑ内に浸漬される高さ位置に配置されている。このときの陰極支持部材１２に保持された基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８との間の距離をＤとすると、上述した第２電極部材８の開口７の開口径ｒとの関係が、〔ｒ／２≦Ｄ≦２ｒ〕、より好ましくは、〔ｒ／２≦Ｄ≦ｒ〕の条件を満たすように構成している。
【００４１】
連結アーム１１の板状水平部材１１ｃには、その中央部に、エアシリンダ１３が懸垂支持されている。このエアシリンダ１３のロッド１３ａの先端部には、円板状の押圧板１４が連結され、エアシリンダ１３のロッド１３ａを伸縮することで、押圧板１４が下降・上昇されるようになっている。押圧板１４は、基板Ｗと同じサイズか、基板Ｗより若干大きめのサイズである。エアシリンダ１３のロッド１３ａが収縮されて押圧板１４が上方の待機位置（図１の実線で示す位置）にある状態から、エアシリンダ１３のロッド１３ａを伸長させることにより、図１の二点鎖線で示すように、陰極支持部材１２に保持された基板Ｗの上面（処理面ＷＳと反対の面）側から基板Ｗを下方（後述する導電体２０の方向）に押圧する。このエアシリンダ１３と押圧板１４とは、請求項６に記載の発明における押圧手段に相当し、請求項４に記載の発明における圧接手段の１つである。
【００４２】
回転軸１０は、支持アーム９内に設けられた図示しないベルト伝動機構によって電動モーター１５に連動連結されている。電動モーター１５を駆動することで、回転軸１０、連結アーム１１、陰極支持部材１２、陰極支持部材１２に保持された基板Ｗ、エアシリンダ１３及び押圧板１４が、鉛直方向に軸芯周りで一体的に回転される。
【００４３】
陰極支持部材１２は、その下部に、リング状で、かつ、内側が上方に折り返された導電体２０が設けられている。導電体２０は、銅や、銅に白金メッキを施した金属材料で形成されている。
【００４４】
この導電体２０の上方に折り返された部分のリング状の上面２１が、基板Ｗの処理面ＷＳと電気的に接続する部分となる。従って、この実施例では、基板Ｗの処理面ＷＳの周縁部に沿って全周にわたって基板Ｗの処理面ＷＳに対して導電体２０が電気的に接続されることになる。また、導電体２０の水平部分は、図３（ｂ）に示すように、陰極支持部材１２に保持された基板Ｗの周囲にも配置される部分を有する大きさであり、この基板Ｗの周縁よりも外側に配置される部分が、補助陰電極部材２２となっている。すなわち、この実施例では、本発明における第１電極部材と補助陰電極部材を、導電体２０として一体に形成している。第２電極部材８は基板Ｗの処理面ＷＳ及びその周囲に配置された補助陰電極部材２２に対向対置されている。
【００４５】
導電体２０は、陰極支持部材１２内、連結アーム１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）内、及び、回転軸１０内に配設されたリード線２３と接続されている。回転軸１０内のリード線２３には給電ブラシ３０によって回転中でもブラシ給電される。給電ブラシ３０は、リード線３１を介して電源ユニット３２の陰極側と接続されている。一方、上述した第２電極部材８は、リード線３３を介して電源ユニット３２の陽極側と接続されている。従って、電源ユニット３２を作動させると、リード線３１、給電ブラシ３０、リード線２３、導電体２０を介して基板Ｗの処理面ＷＳと補助陰電極部材２２とが陰極になり、リード線３３を介して第２電極部材８が陽極となって電解メッキ処理が行える。なお、電源ユニット３２、リード線２３、３１、３３、給電ブラシ３０が、本発明における給電手段を構成する。
【００４６】
図３に示すように、陰極支持部材１２内には、保持する基板Ｗの処理面ＷＳの中心から見て、基板Ｗの処理面ＷＳと第１電極部材となる導電体２０との接続部分２１よりも外側に、略円環状の吸排路２４及び基板Ｗの処理面ＷＳを吸着する吸着口２５が形成されている。吸着口２５は、吸排路２４の先端側の開口であり、本実施例ではリング状に形成されている。この吸着口２５付近において、吸排路２４と導電体２０との間にパッキン材としてのＯリング２６が取り付けられている。図３（ａ）に示すように、基板Ｗの非保持状態で、Ｏリング２６はその上端部が、導電体２０の先端側の接続面２１よりも若干上方に突出させている。また、この実施例では、保持する基板Ｗの処理面ＷＳの中心から見て、吸着口２５より外側にもＯリング２７を設けている。このＯリング２７も、基板Ｗの非保持状態で、その上端部が、導電体２０の先端側の接続面２１よりも若干上方に突出させている。
【００４７】
図２、図３に示すように、陰極支持部材１２内には、連結アーム１１の２つの板状垂直部材１１ａ、１１ｂに対応する箇所において、吸排路２４と、各板状垂直部材１１ａ、１１ｂ内に設けられた配管４０とを連通接続する連通路４１が設けられている。図示を省略しているが、配管４０は、連結アーム１１の板状水平部材１１ｃ、回転軸１０内にも設けられ、周知の回転シール機構を介して、支持アーム９内に設けられた配管４２と連通接続されていて、吸排路２４と、図１に示す三方バルブ４３のコモンポートとが連通接続されている。三方バルブ４３の他の２つのポートはそれぞれ、図示しない真空吸引源と大気開放とに連通接続されている。
【００４８】
従って、三方バルブ４３を真空吸引源側に切り替えれば、吸排路２４が減圧されて、図３（ｂ）に示すように、陰極支持部材１２に基板Ｗの処理面ＷＳを真空吸着保持することができる。このとき、Ｏリング２６、２７が変形して、吸排路２４に外気や電解メッキ液Ｑなどが進入する隙間が形成されることを防止でき、基板Ｗの処理面ＷＳと導電体２０の接続面２１とを確実に接続させることができる。また、三方バルブ４３を大気開放側に切り替えれば、吸排路２４が常圧に戻されて、図３（ａ）に示すように、基板Ｗの処理面ＷＳの真空吸着保持が解除される。
【００４９】
吸排路２４、連通路４１、配管４０、４２、三方バルブ４２、真空吸引源などは、請求項５に記載の発明における真空吸引手段を構成し、請求項４に記載の発明における圧接手段の１つである。
【００５０】
なお、上記各構成部品の駆動制御は図示しない制御部によって行われ、以下の動作を自動的に行えるよう構成している。
【００５１】
次に、上記構成を有する実施例装置の動作を説明する。
支持アーム９が上昇されて陰極支持部材１２が内槽３の上方に引き上げられているとともに、押圧板１４が待機位置に上昇されている状態で、基板Ｗの処理面ＷＳを下方に向けて支持した図示しない搬送アームが、正面視で待機位置の押圧板１４と陰極支持部材１２との間で、かつ、平面視で連結アーム１１の２つの板状垂直部材１１ａ、１１ｂの間の隙間から進入して、処理面ＷＳを下方に向けて陰極支持部材１２に基板Ｗを引き渡して基板Ｗを搬入する。
【００５２】
次に、三方バルブ４２を大気開放側から真空吸引源側に切り替えて、搬入された基板Ｗを陰極支持部材１２に保持させるとともに、エアシリンダ１３のロッド１３ａを伸長させて押圧板１４で基板Ｗを導電体２０に向けて押圧させる。
【００５３】
そして、支持アーム９を下降させて図１に示す状態にし、電動モーター１５を駆動して陰極支持部材１２やそれに保持された基板Ｗなどを回転させた状態で、電源ユニット３２を作動させて、電解メッキ処理を所定時間行い、基板Ｗの処理面ＷＳにメッキ層を形成する。
【００５４】
メッキ処理を終えると、支持アーム９を上昇させて陰極支持部材１２を内槽３の上方に引き上げ、エアシリンダ１３のロッド１３ａを縮小させて押圧板１４を待機位置に上昇させるとともに、三方バルブ４２を真空吸引源側から大気開放側に切り替えて、基板Ｗの真空吸着保持を解除させる。
【００５５】
そして、上述した基板Ｗの搬入と逆の動作で、メッキ層が形成された基板Ｗが搬送アームによって取り出されて装置外に搬出される。
【００５６】
上記構成を有する実施例によれば、以下のような作用効果が得られる。
まず、請求項１に記載の発明に対応する第１の特徴として、上記実施例では、図４（ａ）の概念図に示すように、基板Ｗの処理面ＷＳ及びその周囲に配置されたリング状の補助陰電極部材２２と、基板Ｗの処理面ＷＳよりも大きな面積を有する第２電極部材８とを対向配置させて電解メッキ処理を行うので、陰極面Ｆ（−）と陽極面Ｆ（＋）とを平行状態にした場合に生じる端部付近の電界の乱れ（図８参照）は、図４（ａ）の領域ＥＡに示すように補助陰電極部材２２で形成されることになり、基板Ｗの処理面ＷＳに対する電解メッキ処理は、電界の乱れがない領域で行うことができる。従って、電界の乱れの影響を受けずに、基板Ｗの処理面ＷＳに形成するメッキ層の膜厚の均一性を向上させることができる。
【００５７】
なお、上記実施例では、陰極支持部材１２内に吸排路２４などを形成する関係で、保持した基板Ｗの処理面ＷＳと導電体２０の下面とに若干の段差が形成されるが、この段差は僅か（１〜２ｍｍ程度）に抑えることができる。基板Ｗの処理面ＷＳと補助陰電極部材２２とは同一平面上に配置することが理想的であるが、上記実施例のように基板Ｗの処理面ＷＳと補助陰電極部材２２とに段差が形成されていてもその段差は僅かであるので実用上問題はない。
【００５８】
また、第２電極部材８は、図４（ｂ）に示すように、基板Ｗの処理面ＷＳ及びその周囲に配置されたリング状の補助陰電極部材２２よりもさらに大きな面積を有するように構成しても、同様の作用効果を得ることができる。
【００５９】
また、請求項２に記載の発明に対応する第２の特徴として、上記実施例では、基板Ｗの処理面ＷＳに対向配置させる第２電極部材８に開口７を形成し、この開口７の開口径ｒと、基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８との間の距離Ｄとが、〔ｒ／２≦Ｄ≦２ｒ〕の関係を満たすように基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８とを対向配置させて電解メッキ処理を行うので、以下のような作用効果が得られる。
【００６０】
すなわち、基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８の間への電解メッキ液Ｑの供給を開口７からも行うことができ、基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８の間の電解メッキ液Ｑの置換効率を向上させることができる。
【００６１】
また、開口７の開口径ｒと、基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８との間の距離Ｄとが、〔ｒ／２≦Ｄ〕の関係を満たしているので、以下のように、第２電極部材８に開口７を形成したことにより生じる基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８との間の電界の乱れによる影響を無視することができる。
【００６２】
ここで、開口が形成された陽極面と陰極面とを平行状態にした場合における、それら陽極面と陰極面との間の電位・電界分布について説明する。この場合の電位（Φ（ｘ，ｙ））・電界（Ψ（ｘ，ｙ））分布を近似的に計算すると、図５に示すように、Ｚ＝ｘ＋ｉｙ（ｉ＝√（−１））、Ｗ＝Φ（ｘ，ｙ）＋ｉΨ（ｘ，ｙ）とすれば、Ｗ＝−ｉ｛ｌｏｇ（Ｚ２ ＋１）｝を満たす関数群である。なお、図５では、関数群の実数部分だけを示している。
【００６３】
図５から明らかなように、〔ｒ／２≦Ｄ〕を満たせば、第２電極部材８に形成した開口７によって生じる基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８との間の電界の乱れによる影響を無視することができる。
【００６４】
従って、基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８との間の電解メッキ液Ｑの置換効率と電界の均一性との双方の要件を満たすことができ、基板Ｗの処理面ＷＳに形成するメッキ層の膜厚の均一性を向上させることができる。
【００６５】
また、距離Ｄが大き過ぎると、装置が大型化したり、基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８との間に供給する電解メッキ液Ｑの量が多くなって、電解メッキ液Ｑの使用量が増大したりするなどの問題が起きるが、上記実施例では、基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８の間の電解メッキ液８の置換効率などを考慮して、距離Ｄを〔Ｄ≦２ｒ〕、より好ましくは〔Ｄ≦ｒ〕としたので、装置の大型化や、電解メッキ液Ｑの無駄な使用を抑制することができる。
【００６６】
また、請求項３に記載の発明に対応する第３の特徴として、上記実施例では、導電体２０（第１電極部材）を、基板Ｗの処理面ＷＳの周縁部に沿って全周にわたって基板Ｗの処理面ＷＳに対して電気的に接続させたので、基板Ｗの処理面ＷＳと導電体２０（第１電極部材）との接触面積が従来装置よりも多くなり、基板Ｗの処理面ＷＳと導電体２０（第１電極部材）との電気的な接続が確実になるとともに、基板Ｗの処理面ＷＳへの給電のバランスも良くなる。従って、基板Ｗの処理面ＷＳへの給電に偏りが起きることなどを防止することができ、基板Ｗの処理面ＷＳに形成するメッキ層の膜厚の均一性を向上させることができる。
【００６７】
上記第３の特徴によれば、さらに以下の効果も得られる。すなわち、図７に示す従来装置のように、基板Ｗの処理面ＷＳを陰極とするために基板Ｗの処理面ＷＳに電気的に接続される電極部材１１０が、基板Ｗの処理面ＷＳの周縁部の複数箇所だけで部分的に接続される構成であると、各電極部材１１０間の隙間から電解メッキ液Ｑが基板Ｗの処理面ＷＳと反対側の基板Ｗの面（上面）側に回り込んでその面を汚染するなどの問題がある。これに対して、上記実施例のように導電体２０（第１電極部材）を、基板Ｗの処理面ＷＳの周縁部に沿って全周にわたって基板Ｗの処理面ＷＳに対して接続することにより、基板Ｗの処理面ＷＳの周縁付近において、基板Ｗの処理面ＷＳと導電体２０（第１電極部材）との間の隙間を完全に塞ぐことができるので、基板Ｗの処理面ＷＳの周縁付近から処理面ＷＳと反対側の基板Ｗの面（上面）側に電解メッキ液Ｑが回り込むことも防止でき、処理面ＷＳと反対側の基板Ｗの面側の汚染の防止なども可能となる。
【００６８】
また、上記実施例では、基板Ｗを回転させながら電解メッキ処理を行うように構成しているので、例えば、基板Ｗと第２電極部材８とを静止させて電解メッキ処理を行ったときに、基板Ｗの処理面ＷＳに形成されるメッキ層の膜厚が処理面ＷＳの場所によってばらつくことがあっても、基板Ｗを回転させることで、形成されるメッキ層の膜厚のばらつきを均すことができる。従って、基板Ｗの処理面ＷＳに形成するメッキ層の膜厚の均一性を向上させることができる。
【００６９】
また、上記実施例では真空吸着と押圧板１４による押圧とにより、基板Ｗの処理面ＷＳと導電体２０（第１電極部材）の接続面２１とを圧接させるように構成したので、基板Ｗの処理面ＷＳと導電体２０（第１電極部材）の接続面２１との電気的な接続をより確実に行うことができる。
【００７０】
また、真空吸着手段の吸着口２５を、基板Ｗの処理面ＷＳの中心から見て、基板Ｗの処理面ＷＳと接続する導電体２０（第１電極部材）の接続面２１よりも外側に形成し、その吸着口２５付近において真空吸着手段の吸排路２４と導電体２０（第１電極部材）との間にＯリング２６（パッキン材）を設けたことにより、図３（ｂ）に示すように、陰極支持部材１２に基板Ｗの処理面ＷＳを真空吸着させたとき、Ｏリング２６（パッキン材）が変形して、基板Ｗの処理面ＷＳと導電体２０（第１電極部材）の接続面２１との電気的な接続をより確実に行うことができる。
【００７１】
また、導電体２０（第１電極部材）を、基板Ｗの処理面ＷＳの周縁部に沿って全周にわたって基板Ｗの処理面ＷＳに対して接続させたことに伴って、Ｏリング２６（パッキン材）も導電体２０（第１電極部材）に沿って全周にわたって設けているので、このＯリング２６（パッキン材）によって、基板Ｗの処理面ＷＳの周縁付近から処理面ＷＳと反対側の基板Ｗの面（上面）側への電解メッキ液Ｑの回り込みをより確実に防止できる。
【００７２】
なお、上記実施例では、メッキ槽１を２槽構造として構成したが、例えば、図６に示すように、１槽構造のメッキ槽１であっても本発明は同様に適用することができる。図６に示す変形例において、上記実施例と同様の構成部品は図１と同一符号を付している。
【００７３】
また、上記実施例では、第１電極部材と補助陰電極部材とを、導電体２０として一体の部材で構成したが、第１電極部材と補助陰電極部材とは別々の部材で構成することもできる。
【００７４】
また、上記実施例では、圧接手段として、真空吸着手段と押圧手段とを備えているが、例えば、図６に示す変形例のように真空吸着手段だけを備えるなど、真空吸着手段と押圧手段とのいずれか一方だけを備えるように構成してもよいし、その他の圧接手段を備えて構成してもよい。
【００７５】
また、上記実施例や図６に示す変形例では、上記第１ないし第３の特徴を全て兼ね備えているが、いずれか１つの特徴のみを備えて構成したり、いずれか２つの特徴を組み合わせたものを備えて構成したりしても、上記各特徴に応じた作用効果が得られる。
【００７６】
また、上記実施例や図６に示す変形例では、基板Ｗの処理面ＷＳを下方に向けたフェイスダウンの状態で電解メッキ処理を行う装置を例に採ったが、基板Ｗの処理面ＷＳを上方に向けたフェイスアップの状態で電解メッキ処理を行う装置にも本発明は同様に適用することができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、陰極の基板の処理面と陽極の第２電極部材を平行状態にしてその間に電解メッキ液を満たすように供給しつつ電解メッキ処理を行う基板メッキ装置において、基板の処理面の周囲に陰極の補助陰電極部材を配置させるとともに、基板の処理面よりも大きな面積を有する第２電極部材を、基板の処理面及び補助陰電極部材に対向配置させて電解メッキ処理を行うので、基板の処理面に対する電解メッキ処理を均一な電界が形成された領域だけで行うことができる。従って、電界の乱れの影響を受けずに、基板の処理面に形成するメッキ層の膜厚の均一性を向上させることができる。さらに、基板と補助陰極部材と第１電極部材とを一体的に回転させた状態で電解メッキ処理を行うことで、基板の処理面に形成されるメッキ層の膜厚の均一性を向上させることができる。
【００７８】
請求項２に記載の発明によれば、陰極の基板の処理面と陽極の第２電極部材を平行状態にしてその間に電解メッキ液を満たすように供給しつつ電解メッキ処理を行う基板メッキ装置において、第２電極部材に開口を形成したので、基板の処理面と第２電極部材の間の電解メッキ液の置換効率を向上させることができる。また、基板の処理面と第２電極部材との間の距離を第２電極部材に形成された開口の開口径の１／２倍以上としたので、第２電極部材に形成した開口によって生じる基板の処理面と第２電極部材との間の電界に乱れによる影響を無視することができる。従って、基板の処理面と第２電極部材との間の電解メッキ液の置換効率と電界の均一性との双方の要件を満たすことができ、基板の処理面に形成するメッキ層の膜厚の均一性を向上させることができる。また、基板の処理面と第２電極部材との間の距離を第２電極部材に形成された開口の開口径の２倍以下としたので、装置の大型化や、電解メッキ液の無駄な使用を抑制することもできる。
【００７９】
請求項３に記載の発明によれば、陰極の基板の処理面と陽極の第２電極部材を平行状態にしてその間に電解メッキ液を満たすように供給しつつ電解メッキ処理を行う基板メッキ装置において、第１電極部材を、基板の処理面の周縁部に沿って全周にわたって基板の処理面に対して電気的に接続させるようにしたので、基板の処理面と第１電極部材との電気的な接続をより確実に、かつ、バランス良く行うことができ、給電手段から基板の処理面への給電に偏りが起きるなどを防止することができる。従って、基板の処理面に形成するメッキ層の膜厚の均一性を向上させることができる。また、基板の処理面の周縁付近において、基板の処理面と第１電極部材との間の隙間を完全に塞ぐことができるので、基板の処理面の周縁付近から処理面と反対側の基板の面側に電解メッキ液が回り込むことも防止でき、処理面と反対側の基板の面側の汚染の防止なども可能となる。さらに、基板と第１電極部材とを一体的に回転させた状態で電解メッキ処理を行うことで、基板の処理面に形成されるメッキ層の膜厚の均一性を向上させることができる。
【００８０】
請求項４に記載の発明によれば、基板の処理面と第１電極部材とを圧接させる圧接手段を備えたので、基板の処理面と第１電極部材との電気的な接続をより確実に行うことができる。
【００８１】
請求項５に記載の発明によれば、第１電極部材を支持する陰極支持部材に基板の処理面を真空吸着するとともに、基板の処理面を吸着する真空吸着手段の吸着口を、基板の処理面の中心から見て、基板の処理面と第１電極部材との接続部分よりも外側に形成し、その吸着口付近において真空吸着手段の吸排路と第１電極部材との間にパッキン材を設けたので、陰極支持部材に対する基板の処理面の真空吸着によって、基板の処理面と第１電極部材との圧接を確実に行え、基板の処理面と第１電極部材とを確実に接続させることができる。また、請求項３に記載の発明のように、第１電極部材を、基板の処理面の周縁部に沿って全周にわたって基板の処理面に対して接続させる場合には、パッキン材も第１電極部材に沿って全周にわたって設けることにより、基板の処理面の周縁付近から処理面と反対側の基板の面側への電解メッキ液の回り込みをより確実に防止することもできる。
【００８２】
請求項６に記載の発明によれば、基板の処理面と反対側の基板の面側から、第１電極部材に向けて基板を押圧することにより、基板の処理面と第１電極部材とを圧接させるようにしたので、圧接手段を簡単な構造で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る基板メッキ装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】陰極支持部材の構成を示す拡大縦断面図である。
【図４】請求項１に記載の発明に対応する実施例装置の第１の特徴の作用効果と変形例を示す正面図である。
【図５】請求項２に記載の発明に対応する実施例装置の第２の特徴の作用効果を説明するための電位・電界分布図である。
【図６】実施例装置の変形例の全体構成を示す縦断面図である。
【図７】従来装置の概略縦断面図である。
【図８】従来装置の問題点を説明するための電位・電界分布図である。
【符号の説明】
１：メッキ槽
４：ポンプ
５：循環路
７：第２電極部材に形成された開口
８：第２電極部材
１２：陰極支持部材
１３：エアシリンダ
１４：押圧板
２０：導電体
２１：基板の処理面と接続する導電体の接続面
２２：補助陰電極部材に対応する導電体部分
２４：吸排路
２５：吸着口
２６：Ｏリング
３２：電源ユニット
Ｗ：基板
ＷＳ：処理面
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板などの基板の処理面に、電解メッキ法によりメッキ層を形成する基板メッキ装置に係り、特には、処理面に形成するメッキ層の膜厚の均一性を向上させるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の基板メッキ装置において、基板の処理面に形成するメッキ層の膜厚の均一性を向上させるためには、まず、陰極となる基板の処理面と陽極となる電極部材との間の電界の均一性を考慮する必要がある。
【０００３】
そのため、従来の基板メッキ装置は、最も簡単な方法で陰極となる基板の処理面と陽極となる電極部材との間の電界を均一にするために、一般的に、図７に示すように、基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００とを対向配置し、基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００とを平行状態にして電解メッキ液Ｑに浸漬し、電解メッキ処理を行うように構成している。
【０００４】
なお、図７中の符号１１０は基板Ｗの処理面ＷＳと電気的に接続する電極部材であり、１２０は電源ユニットである。陽極板１００は電源ユニット１２０の陽極側に、電極部材１１０は電源ユニット１２０の陰極側にそれぞれ接続されており、陽極板１００を陽極に、基板Ｗの処理面ＷＳを陰極にして電解メッキ処理が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
図８に示すように、陰極面Ｆ（−）と陽極面Ｆ（＋）とを平行状態にした場合の電位（Φ（ｘ，ｙ））・電界（Ψ（ｘ，ｙ））分布は、Ｚ＝ｘ＋ｉｙ（ｉ＝√（−１））、Ｗ＝Φ（ｘ，ｙ）＋ｉΨ（ｘ，ｙ）とすれば、Ｚ＝Ｗ＋ｅＷ を満たす関数群である。
【０００６】
陰極面Ｆ（−）と陽極面Ｆ（＋）とを近づければそれだけ陰極面Ｆ（−）と陽極面Ｆ（＋）との間に均一な電界を形成することができるが、図８からも明らかなように、陰極面Ｆ（−）と陽極面Ｆ（＋）とを平行状態にした場合でも、その端部付近では電界の乱れが存在する。
【０００７】
すなわち、処理面ＷＳと陽極板１００とを単に平行状態にしただけでは、基板Ｗの処理面ＷＳの周縁部側での電界の乱れに起因して、基板Ｗの処理面ＷＳの全面においてメッキ層の膜厚が不均一になるという問題がある。
【０００８】
また、基板Ｗの処理面ＷＳに均一な膜厚のメッキ層を形成する上では、基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００との間の電解メッキ液の置換効率を考慮する必要もある。すなわち、基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００との間の電解メッキ液が次々に新たな電解メッキ液に入れ替わらなければ、基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００との間の電解メッキ液の濃度を均一に保つことができず、均一なメッキ層が形成できないと考えられるからである。
【０００９】
しかしながら、図７に示すように、基板Ｗの処理面ＷＳと板状の陽極板１００とを平行状態に配置すると、その間の電解メッキ液の置換は基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００の端部の開口部分のみから行われることになり、基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００との間の電解メッキ液の置換効率が悪い。特に、基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００との間の電界の均一性を向上させるために、基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００とを近づければそれだけ基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００の端部の開口部分が狭くなり基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００との間の電解メッキ液の置換効率が悪くなる。
【００１０】
そこで、例えば、板状の陽極板１００に、電解メッキ液を流通させるための開口を形成することも考えられる。しかしながら、陽極板１００に開口を形成すると、その開口によって、基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００との間の電界に乱れが生じることになる。
【００１１】
すなわち、基板Ｗの処理面ＷＳに均一な膜厚のメッキ層を形成するために、基板Ｗの処理面ＷＳと陽極板１００との間の電界の均一性と、電解メッキ液の置換効率とを考慮する場合、従来は、双方の要件を満足させることができなかった。
【００１２】
また、図７に示すように、従来装置では、一般的に、基板Ｗの処理面ＷＳを陰極とするために基板Ｗの処理面ＷＳに電気的に接続する電極部材１１０は、基板Ｗの処理面ＷＳの周縁部の複数箇所だけで部分的に接続される構成である。そのため、電極部材１１０と基板Ｗの処理面ＷＳとの電気的な接続が不確実であり、電源ユニット１２０から基板Ｗの処理面ＷＳへの給電に偏りが起きるなどの不都合が生じ易い。このような給電の偏りも、基板Ｗの処理面ＷＳに形成するメッキ層の膜厚が不均一になる要因の１つと考えられる。
【００１３】
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、基板の処理面に形成するメッキ層の膜厚の均一性を向上させることができる基板メッキ装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、基板の処理面にメッキ層を形成する基板メッキ装置であって、前記基板の処理面に対して電気的に接続する第１電極部材と、前記基板の処理面に対向配置される第２電極部材と、前記基板の処理面と前記第２電極部材との間に電解メッキ液が満たされるように電解メッキ液を供給する電解メッキ液供給手段と、前記第２電極部材を陽極に、前記第１電極部材を陰極にして給電する給電手段と、を備え、かつ、前記基板の処理面の周囲に陰極の補助陰電極部材を配置させるとともに、前記第１電極部材と前記補助陰極部材と前記基板とは一体的に回転可能に支持されて、かつ、前記基板の処理面よりも大きな面積を有する前記第２電極部材を、前記基板の処理面及び前記補助陰電極部材に対向配置させて、前記第１電極部材と前記補助電極部材と前記基板とを一体的に回転させた状態で電解メッキ処理を行うことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、基板の処理面にメッキ層を形成する基板メッキ装置であって、前記基板の処理面に対して電気的に接続する第１電極部材と、前記基板の処理面に対向配置される第２電極部材と、前記基板の処理面と前記第２電極部材との間に電解メッキ液が満たされるように電解メッキ液を供給する電解メッキ液供給手段と、前記第２電極部材を陽極に、前記第１電極部材を陰極にして給電する給電手段と、を備え、かつ、前記第２電極部材に開口を形成し、この開口の開口径をｒとすると、前記基板の処理面と前記第２電極部材との間の距離Ｄが〔ｒ／２≦Ｄ≦２ｒ〕を満たすように前記基板の処理面と前記第２電極部材とを対向配置させて電解メッキ処理を行うことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、基板の処理面にメッキ層を形成する基板メッキ装置であって、前記基板の処理面に対して電気的に接続する第１電極部材と、前記基板の処理面に対向配置される第２電極部材と、前記基板の処理面と前記第２電極部材との間に電解メッキ液が満たされるように電解メッキ液を供給する電解メッキ液供給手段と、前記第２電極部材を陽極に、前記第１電極部材を陰極にして給電する給電手段と、を備え、かつ、前記第１電極部材を、前記基板の処理面の周縁部に沿って全周にわたって前記基板の処理面に対して電気的に接続させるとともに、前記第１電極部材と前記基板とは一体的に回転可能に支持されて、前記第１電極部材と前記基板とを一体的に回転させた状態で電解メッキ処理を行うことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、上記請求項１ないし３のいずれかに記載の基板メッキ装置において、前記基板の処理面と前記第１電極部材とを圧接させる圧接手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、上記請求項４に記載の基板メッキ装置において、前記圧接手段は、前記第１電極部材を支持する陰極支持部材に前記基板の処理面を真空吸着する真空吸着手段を含み、前記基板の処理面を吸着する前記真空吸着手段の吸着口を、前記基板の処理面の中心から見て、前記基板の処理面と前記第１電極部材との接続部分よりも外側に形成し、その吸着口付近において前記真空吸着手段の吸排路と前記第１電極部材との間にパッキン材を設けたことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、上記請求項４に記載の基板メッキ装置において、前記圧接手段は、前記基板の処理面と反対側の基板の面側から、前記第１電極部材に向けて前記基板を押圧する押圧手段を含むことを特徴とするものである。
【００２０】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
すなわち、基板の処理面に対して第１電極部材を電気的に接続させるとともに、基板の処理面の周囲に陰極の補助陰電極部材を配置させ、かつ、基板の処理面よりも大きな面積を有する第２電極部材を、基板の処理面及び補助陰電極部材に対向配置された状態で、電解メッキ液供給手段によって基板の処理面と第２電極部材との間に電解メッキ液が満たされるように電解メッキ液が供給される。さらに、回転可能に支持される第１電極部材と補助陰極部材と基板とを一体的に回転させた状態で、給電手段によって第２電極部材を陽極に、第１電極部材を陰極にして給電して電解メッキ処理が行われる。
【００２１】
先にも説明したように、陰極面と陽極面とを平行状態にした場合、その端部付近に電界の乱れが存在するが、上述した構成によれば、端部付近に陰極の補助陰電極部材が配置されているので、端部付近の電界の乱れは、補助陰電極部材で形成されることになる。従って、基板の処理面に対する電解メッキ処理は、電界の乱れがない領域で行うことができる。さらに、第１電極部材と補助陰極部材と基板とを一体的に回転させることで、形成されるメッキ層の膜厚のばらつきを均すことができる。
【００２２】
請求項２に記載の発明の作用は次のとおりである。
すなわち、基板の処理面に対して第１電極部材を電気的に接続させるとともに、開口が形成された第２電極部材を基板の処理面に対向配置させる。このとき、第２電極部材に形成された開口の開口径をｒとすると、基板の処理面と第２電極部材との間の距離Ｄが〔ｒ／２≦Ｄ≦２ｒ〕を満たすように基板の処理面と第２電極部材とを対向配置させる。そして、電解メッキ液供給手段によって基板の処理面と第２電極部材との間に電解メッキ液が満たされるように電解メッキ液が供給されるとともに、給電手段によって第２電極部材を陽極に、第１電極部材を陰極にして給電して電解メッキ処理が行われる。
【００２３】
以上のように、基板の処理面に対向配置させる第２電極部材に開口を形成したことにより、基板の処理面と第２電極部材の間への電解メッキ液の供給を第２電極部材に形成した開口からも行うことができ、基板の処理面と第２電極部材の間の電解メッキ液の置換効率を向上させることができる。
【００２４】
一方で、先にも説明したように、陽極となる第２電極部材に開口を形成すると、その開口によって、基板の処理面と第２電極部材との間の電界に乱れが生じることになる。
【００２５】
ここで、開口が形成された陽極面と陰極面とを平行状態にした場合における、それら陽極面と陰極面との間の電位・電界分布を近似的に計算すると、陽極面と陰極面との間の距離が陽極面に形成された開口の開口径の１／２倍以上であれば、開口によって生じる電界の乱れによる影響を無視することができる。
【００２６】
従って、上述したように、基板の処理面と第２電極部材との間の距離Ｄが〔ｒ／２≦Ｄ〕を満たせば、第２電極部材に形成した開口によって生じる基板の処理面と第２電極部材との間の電界に乱れによる影響を無視することができる。
【００２７】
一方で、基板の処理面と第２電極部材との間の距離Ｄが大き過ぎると、装置が大型化したり、基板の処理面と第２電極部材との間に供給する電解メッキ液の量が多くなって、電解メッキ液の使用量が増大したりするなどの問題が起きる。ここで、基板の処理面と第２電極部材の間の電解メッキ液の置換効率などを考慮すると、基板の処理面と第２電極部材との間の距離Ｄを〔Ｄ≦２ｒ〕にすることで、装置の大型化や、電解メッキ液の無駄な使用を抑制することができる。
【００２８】
請求項３に記載の発明の作用は次のとおりである。
すなわち、基板の処理面の周縁部に沿って全周にわたって基板の処理面に対して第１電極部材を電気的に接続させるとともに、第２電極部材を基板の処理面に対向配置させた状態で、電解メッキ液供給手段によって基板の処理面と第２電極部材との間に電解メッキ液が満たされるように電解メッキ液が供給される。さらに、回転可能に支持される第１電極部材と基板とを一体的に回転させた状態で、給電手段によって第２電極部材を陽極に、第１電極部材を陰極にして給電して電解メッキ処理が行われる。
【００２９】
上述したように、第１電極部材を、基板の処理面の周縁部に沿って全周にわたって基板の処理面に対して電気的に接続させることにより、基板の処理面と第１電極部材との接触面積が従来装置よりも多くなり、基板の処理面と第１電極部材との電気的な接続が確実になるとともに、基板の処理面への給電のバランスも良くなる。従って、給電手段から基板の処理面への給電に偏りが起きることなどを抑制することができる。
【００３０】
また、第１電極部材を、基板の処理面の周縁部に沿って全周にわたって基板の処理面に対して接続させたことで、基板の処理面の周縁付近において、基板の処理面と第１電極部材との間の隙間を完全に塞ぐことができるので、基板の処理面の周縁付近から処理面と反対側の基板の面側に電解メッキ液が回り込むことも防止できる。さらに、第１電極部材と基板とを一体的に回転させることで、形成されるメッキ層の膜厚のばらつきを均すことができる。
【００３１】
請求項４に記載の発明によれば、圧接手段が基板の処理面と第１電極部材とを圧接させて、基板の処理面と第１電極部材との電気的な接続をより確実に行う。
【００３２】
請求項５に記載の発明によれば、真空吸着手段が、第１電極部材を支持する陰極支持部材に基板の処理面を真空吸着させることで、陰極支持部材に支持された第１電極部材に向けて基板の処理面を引き付けて基板の処理面と第１電極部材とを圧接させる。
【００３３】
ここで、基板の処理面を吸着する真空吸着手段の吸着口を、基板の処理面の中心から見て、基板の処理面と第１電極部材との接続部分よりも外側に形成し、その吸着口付近において真空吸着手段の吸排路と第１電極部材との間にパッキン材を設けたことにより、陰極支持部材に基板の処理面を真空吸着させたとき、パッキン材が変形して、吸排路に外気や電解メッキ液などが進入する隙間が形成されることを防止でき、陰極支持部材と基板の処理面との真空吸着が確実に行われ、基板の処理面と第１電極部材とを確実に接続させることができる。
【００３４】
また、請求項３に記載の発明のように、第１電極部材を、基板の処理面の周縁部に沿って全周にわたって基板の処理面に対して電気的に接続させる場合には、パッキン材も第１電極部材に沿って全周にわたって設けることにより、基板の処理面の周縁付近から処理面と反対側の基板の面側への電解メッキ液の回り込みをより確実に防止できる。
【００３５】
請求項６に記載の発明によれば、押圧手段が、基板の処理面と反対側の基板の面側から、第１電極部材に向けて基板を押圧することで、基板の処理面と第１電極部材とを圧接させる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る基板メッキ装置の全体構成を示す縦断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３は陰極支持部材の構成を示す拡大縦断面図である。
【００３７】
電解メッキ処理を行うメッキ槽１は、本実施例では、外槽２と内槽３とからなる２槽構造で構成している。外槽２と内槽３とはポンプ４が介装された循環路５を介して連通接続されている。内槽３の上部からオーバーフローした電解メッキ液Ｑは外槽２に流れ出し、ポンプ４によって循環路５を介して内槽３の底面の液供給口６から内槽３内に戻され、外槽２、内槽３、循環路５の間で電解メッキ液Ｑを循環させている。
【００３８】
内槽３内には、複数の開口７が形成され、基板Ｗの処理面ＷＳよりも大きな面積を有する第２電極部材８が、後述する陰極支持部材１２に保持された基板Ｗの処理面ＷＳと対向するように水平状態で配設されている。上述したように、液供給口６から内槽３内に供給された電解メッキ液Ｑは、第２電極部材８に形成された開口７を介して、陰極支持部材１２に保持された基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８との間に供給され、基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８との間に電解メッキ液Ｑが満たされるとともに、その間の電解メッキ液Ｑが次々に入れ替えられるようになっている。この実施例では、外槽２、内槽３、ポンプ４、循環路５などが、本発明における電解メッキ液供給手段を構成する。
【００３９】
メッキ槽１の上方には、図示を省略した昇降機構によって昇降可能に構成された支持アーム９が配置されている。支持アーム９の先端部には回転軸１０が回転可能に懸垂支持されている。また、回転軸１０の下端部には連結アーム１１が回転軸１０と一体回転可能に連結されている。連結アーム１１は、２つの板状垂直部材１１ａ、１１ｂと、これら板状垂直部材１１ａ、１１ｂの上部において板状垂直部材１１ａ、１１ｂ間をかけ渡すように配設された板状水平部材１１ｃとからなる「∩」型の形状に形成されている。連結アーム１１の２つの板状垂直部材１１ａ、１１ｂの各々の下端部は、互いに対向する位置で略円筒状の陰極支持部材１２の上面に取り付けられている。
【００４０】
支持アーム９が下降された状態で、陰極支持部材１２は、保持した基板Ｗの処理面ＷＳが内槽３に満たされた電解メッキ液Ｑ内に浸漬される高さ位置に配置されている。このときの陰極支持部材１２に保持された基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８との間の距離をＤとすると、上述した第２電極部材８の開口７の開口径ｒとの関係が、〔ｒ／２≦Ｄ≦２ｒ〕、より好ましくは、〔ｒ／２≦Ｄ≦ｒ〕の条件を満たすように構成している。
【００４１】
連結アーム１１の板状水平部材１１ｃには、その中央部に、エアシリンダ１３が懸垂支持されている。このエアシリンダ１３のロッド１３ａの先端部には、円板状の押圧板１４が連結され、エアシリンダ１３のロッド１３ａを伸縮することで、押圧板１４が下降・上昇されるようになっている。押圧板１４は、基板Ｗと同じサイズか、基板Ｗより若干大きめのサイズである。エアシリンダ１３のロッド１３ａが収縮されて押圧板１４が上方の待機位置（図１の実線で示す位置）にある状態から、エアシリンダ１３のロッド１３ａを伸長させることにより、図１の二点鎖線で示すように、陰極支持部材１２に保持された基板Ｗの上面（処理面ＷＳと反対の面）側から基板Ｗを下方（後述する導電体２０の方向）に押圧する。このエアシリンダ１３と押圧板１４とは、請求項６に記載の発明における押圧手段に相当し、請求項４に記載の発明における圧接手段の１つである。
【００４２】
回転軸１０は、支持アーム９内に設けられた図示しないベルト伝動機構によって電動モーター１５に連動連結されている。電動モーター１５を駆動することで、回転軸１０、連結アーム１１、陰極支持部材１２、陰極支持部材１２に保持された基板Ｗ、エアシリンダ１３及び押圧板１４が、鉛直方向に軸芯周りで一体的に回転される。
【００４３】
陰極支持部材１２は、その下部に、リング状で、かつ、内側が上方に折り返された導電体２０が設けられている。導電体２０は、銅や、銅に白金メッキを施した金属材料で形成されている。
【００４４】
この導電体２０の上方に折り返された部分のリング状の上面２１が、基板Ｗの処理面ＷＳと電気的に接続する部分となる。従って、この実施例では、基板Ｗの処理面ＷＳの周縁部に沿って全周にわたって基板Ｗの処理面ＷＳに対して導電体２０が電気的に接続されることになる。また、導電体２０の水平部分は、図３（ｂ）に示すように、陰極支持部材１２に保持された基板Ｗの周囲にも配置される部分を有する大きさであり、この基板Ｗの周縁よりも外側に配置される部分が、補助陰電極部材２２となっている。すなわち、この実施例では、本発明における第１電極部材と補助陰電極部材を、導電体２０として一体に形成している。第２電極部材８は基板Ｗの処理面ＷＳ及びその周囲に配置された補助陰電極部材２２に対向対置されている。
【００４５】
導電体２０は、陰極支持部材１２内、連結アーム１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）内、及び、回転軸１０内に配設されたリード線２３と接続されている。回転軸１０内のリード線２３には給電ブラシ３０によって回転中でもブラシ給電される。給電ブラシ３０は、リード線３１を介して電源ユニット３２の陰極側と接続されている。一方、上述した第２電極部材８は、リード線３３を介して電源ユニット３２の陽極側と接続されている。従って、電源ユニット３２を作動させると、リード線３１、給電ブラシ３０、リード線２３、導電体２０を介して基板Ｗの処理面ＷＳと補助陰電極部材２２とが陰極になり、リード線３３を介して第２電極部材８が陽極となって電解メッキ処理が行える。なお、電源ユニット３２、リード線２３、３１、３３、給電ブラシ３０が、本発明における給電手段を構成する。
【００４６】
図３に示すように、陰極支持部材１２内には、保持する基板Ｗの処理面ＷＳの中心から見て、基板Ｗの処理面ＷＳと第１電極部材となる導電体２０との接続部分２１よりも外側に、略円環状の吸排路２４及び基板Ｗの処理面ＷＳを吸着する吸着口２５が形成されている。吸着口２５は、吸排路２４の先端側の開口であり、本実施例ではリング状に形成されている。この吸着口２５付近において、吸排路２４と導電体２０との間にパッキン材としてのＯリング２６が取り付けられている。図３（ａ）に示すように、基板Ｗの非保持状態で、Ｏリング２６はその上端部が、導電体２０の先端側の接続面２１よりも若干上方に突出させている。また、この実施例では、保持する基板Ｗの処理面ＷＳの中心から見て、吸着口２５より外側にもＯリング２７を設けている。このＯリング２７も、基板Ｗの非保持状態で、その上端部が、導電体２０の先端側の接続面２１よりも若干上方に突出させている。
【００４７】
図２、図３に示すように、陰極支持部材１２内には、連結アーム１１の２つの板状垂直部材１１ａ、１１ｂに対応する箇所において、吸排路２４と、各板状垂直部材１１ａ、１１ｂ内に設けられた配管４０とを連通接続する連通路４１が設けられている。図示を省略しているが、配管４０は、連結アーム１１の板状水平部材１１ｃ、回転軸１０内にも設けられ、周知の回転シール機構を介して、支持アーム９内に設けられた配管４２と連通接続されていて、吸排路２４と、図１に示す三方バルブ４３のコモンポートとが連通接続されている。三方バルブ４３の他の２つのポートはそれぞれ、図示しない真空吸引源と大気開放とに連通接続されている。
【００４８】
従って、三方バルブ４３を真空吸引源側に切り替えれば、吸排路２４が減圧されて、図３（ｂ）に示すように、陰極支持部材１２に基板Ｗの処理面ＷＳを真空吸着保持することができる。このとき、Ｏリング２６、２７が変形して、吸排路２４に外気や電解メッキ液Ｑなどが進入する隙間が形成されることを防止でき、基板Ｗの処理面ＷＳと導電体２０の接続面２１とを確実に接続させることができる。また、三方バルブ４３を大気開放側に切り替えれば、吸排路２４が常圧に戻されて、図３（ａ）に示すように、基板Ｗの処理面ＷＳの真空吸着保持が解除される。
【００４９】
吸排路２４、連通路４１、配管４０、４２、三方バルブ４２、真空吸引源などは、請求項５に記載の発明における真空吸引手段を構成し、請求項４に記載の発明における圧接手段の１つである。
【００５０】
なお、上記各構成部品の駆動制御は図示しない制御部によって行われ、以下の動作を自動的に行えるよう構成している。
【００５１】
次に、上記構成を有する実施例装置の動作を説明する。
支持アーム９が上昇されて陰極支持部材１２が内槽３の上方に引き上げられているとともに、押圧板１４が待機位置に上昇されている状態で、基板Ｗの処理面ＷＳを下方に向けて支持した図示しない搬送アームが、正面視で待機位置の押圧板１４と陰極支持部材１２との間で、かつ、平面視で連結アーム１１の２つの板状垂直部材１１ａ、１１ｂの間の隙間から進入して、処理面ＷＳを下方に向けて陰極支持部材１２に基板Ｗを引き渡して基板Ｗを搬入する。
【００５２】
次に、三方バルブ４２を大気開放側から真空吸引源側に切り替えて、搬入された基板Ｗを陰極支持部材１２に保持させるとともに、エアシリンダ１３のロッド１３ａを伸長させて押圧板１４で基板Ｗを導電体２０に向けて押圧させる。
【００５３】
そして、支持アーム９を下降させて図１に示す状態にし、電動モーター１５を駆動して陰極支持部材１２やそれに保持された基板Ｗなどを回転させた状態で、電源ユニット３２を作動させて、電解メッキ処理を所定時間行い、基板Ｗの処理面ＷＳにメッキ層を形成する。
【００５４】
メッキ処理を終えると、支持アーム９を上昇させて陰極支持部材１２を内槽３の上方に引き上げ、エアシリンダ１３のロッド１３ａを縮小させて押圧板１４を待機位置に上昇させるとともに、三方バルブ４２を真空吸引源側から大気開放側に切り替えて、基板Ｗの真空吸着保持を解除させる。
【００５５】
そして、上述した基板Ｗの搬入と逆の動作で、メッキ層が形成された基板Ｗが搬送アームによって取り出されて装置外に搬出される。
【００５６】
上記構成を有する実施例によれば、以下のような作用効果が得られる。
まず、請求項１に記載の発明に対応する第１の特徴として、上記実施例では、図４（ａ）の概念図に示すように、基板Ｗの処理面ＷＳ及びその周囲に配置されたリング状の補助陰電極部材２２と、基板Ｗの処理面ＷＳよりも大きな面積を有する第２電極部材８とを対向配置させて電解メッキ処理を行うので、陰極面Ｆ（−）と陽極面Ｆ（＋）とを平行状態にした場合に生じる端部付近の電界の乱れ（図８参照）は、図４（ａ）の領域ＥＡに示すように補助陰電極部材２２で形成されることになり、基板Ｗの処理面ＷＳに対する電解メッキ処理は、電界の乱れがない領域で行うことができる。従って、電界の乱れの影響を受けずに、基板Ｗの処理面ＷＳに形成するメッキ層の膜厚の均一性を向上させることができる。
【００５７】
なお、上記実施例では、陰極支持部材１２内に吸排路２４などを形成する関係で、保持した基板Ｗの処理面ＷＳと導電体２０の下面とに若干の段差が形成されるが、この段差は僅か（１〜２ｍｍ程度）に抑えることができる。基板Ｗの処理面ＷＳと補助陰電極部材２２とは同一平面上に配置することが理想的であるが、上記実施例のように基板Ｗの処理面ＷＳと補助陰電極部材２２とに段差が形成されていてもその段差は僅かであるので実用上問題はない。
【００５８】
また、第２電極部材８は、図４（ｂ）に示すように、基板Ｗの処理面ＷＳ及びその周囲に配置されたリング状の補助陰電極部材２２よりもさらに大きな面積を有するように構成しても、同様の作用効果を得ることができる。
【００５９】
また、請求項２に記載の発明に対応する第２の特徴として、上記実施例では、基板Ｗの処理面ＷＳに対向配置させる第２電極部材８に開口７を形成し、この開口７の開口径ｒと、基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８との間の距離Ｄとが、〔ｒ／２≦Ｄ≦２ｒ〕の関係を満たすように基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８とを対向配置させて電解メッキ処理を行うので、以下のような作用効果が得られる。
【００６０】
すなわち、基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８の間への電解メッキ液Ｑの供給を開口７からも行うことができ、基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８の間の電解メッキ液Ｑの置換効率を向上させることができる。
【００６１】
また、開口７の開口径ｒと、基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８との間の距離Ｄとが、〔ｒ／２≦Ｄ〕の関係を満たしているので、以下のように、第２電極部材８に開口７を形成したことにより生じる基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８との間の電界の乱れによる影響を無視することができる。
【００６２】
ここで、開口が形成された陽極面と陰極面とを平行状態にした場合における、それら陽極面と陰極面との間の電位・電界分布について説明する。この場合の電位（Φ（ｘ，ｙ））・電界（Ψ（ｘ，ｙ））分布を近似的に計算すると、図５に示すように、Ｚ＝ｘ＋ｉｙ（ｉ＝√（−１））、Ｗ＝Φ（ｘ，ｙ）＋ｉΨ（ｘ，ｙ）とすれば、Ｗ＝−ｉ｛ｌｏｇ（Ｚ２ ＋１）｝を満たす関数群である。なお、図５では、関数群の実数部分だけを示している。
【００６３】
図５から明らかなように、〔ｒ／２≦Ｄ〕を満たせば、第２電極部材８に形成した開口７によって生じる基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８との間の電界の乱れによる影響を無視することができる。
【００６４】
従って、基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８との間の電解メッキ液Ｑの置換効率と電界の均一性との双方の要件を満たすことができ、基板Ｗの処理面ＷＳに形成するメッキ層の膜厚の均一性を向上させることができる。
【００６５】
また、距離Ｄが大き過ぎると、装置が大型化したり、基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８との間に供給する電解メッキ液Ｑの量が多くなって、電解メッキ液Ｑの使用量が増大したりするなどの問題が起きるが、上記実施例では、基板Ｗの処理面ＷＳと第２電極部材８の間の電解メッキ液８の置換効率などを考慮して、距離Ｄを〔Ｄ≦２ｒ〕、より好ましくは〔Ｄ≦ｒ〕としたので、装置の大型化や、電解メッキ液Ｑの無駄な使用を抑制することができる。
【００６６】
また、請求項３に記載の発明に対応する第３の特徴として、上記実施例では、導電体２０（第１電極部材）を、基板Ｗの処理面ＷＳの周縁部に沿って全周にわたって基板Ｗの処理面ＷＳに対して電気的に接続させたので、基板Ｗの処理面ＷＳと導電体２０（第１電極部材）との接触面積が従来装置よりも多くなり、基板Ｗの処理面ＷＳと導電体２０（第１電極部材）との電気的な接続が確実になるとともに、基板Ｗの処理面ＷＳへの給電のバランスも良くなる。従って、基板Ｗの処理面ＷＳへの給電に偏りが起きることなどを防止することができ、基板Ｗの処理面ＷＳに形成するメッキ層の膜厚の均一性を向上させることができる。
【００６７】
上記第３の特徴によれば、さらに以下の効果も得られる。すなわち、図７に示す従来装置のように、基板Ｗの処理面ＷＳを陰極とするために基板Ｗの処理面ＷＳに電気的に接続される電極部材１１０が、基板Ｗの処理面ＷＳの周縁部の複数箇所だけで部分的に接続される構成であると、各電極部材１１０間の隙間から電解メッキ液Ｑが基板Ｗの処理面ＷＳと反対側の基板Ｗの面（上面）側に回り込んでその面を汚染するなどの問題がある。これに対して、上記実施例のように導電体２０（第１電極部材）を、基板Ｗの処理面ＷＳの周縁部に沿って全周にわたって基板Ｗの処理面ＷＳに対して接続することにより、基板Ｗの処理面ＷＳの周縁付近において、基板Ｗの処理面ＷＳと導電体２０（第１電極部材）との間の隙間を完全に塞ぐことができるので、基板Ｗの処理面ＷＳの周縁付近から処理面ＷＳと反対側の基板Ｗの面（上面）側に電解メッキ液Ｑが回り込むことも防止でき、処理面ＷＳと反対側の基板Ｗの面側の汚染の防止なども可能となる。
【００６８】
また、上記実施例では、基板Ｗを回転させながら電解メッキ処理を行うように構成しているので、例えば、基板Ｗと第２電極部材８とを静止させて電解メッキ処理を行ったときに、基板Ｗの処理面ＷＳに形成されるメッキ層の膜厚が処理面ＷＳの場所によってばらつくことがあっても、基板Ｗを回転させることで、形成されるメッキ層の膜厚のばらつきを均すことができる。従って、基板Ｗの処理面ＷＳに形成するメッキ層の膜厚の均一性を向上させることができる。
【００６９】
また、上記実施例では真空吸着と押圧板１４による押圧とにより、基板Ｗの処理面ＷＳと導電体２０（第１電極部材）の接続面２１とを圧接させるように構成したので、基板Ｗの処理面ＷＳと導電体２０（第１電極部材）の接続面２１との電気的な接続をより確実に行うことができる。
【００７０】
また、真空吸着手段の吸着口２５を、基板Ｗの処理面ＷＳの中心から見て、基板Ｗの処理面ＷＳと接続する導電体２０（第１電極部材）の接続面２１よりも外側に形成し、その吸着口２５付近において真空吸着手段の吸排路２４と導電体２０（第１電極部材）との間にＯリング２６（パッキン材）を設けたことにより、図３（ｂ）に示すように、陰極支持部材１２に基板Ｗの処理面ＷＳを真空吸着させたとき、Ｏリング２６（パッキン材）が変形して、基板Ｗの処理面ＷＳと導電体２０（第１電極部材）の接続面２１との電気的な接続をより確実に行うことができる。
【００７１】
また、導電体２０（第１電極部材）を、基板Ｗの処理面ＷＳの周縁部に沿って全周にわたって基板Ｗの処理面ＷＳに対して接続させたことに伴って、Ｏリング２６（パッキン材）も導電体２０（第１電極部材）に沿って全周にわたって設けているので、このＯリング２６（パッキン材）によって、基板Ｗの処理面ＷＳの周縁付近から処理面ＷＳと反対側の基板Ｗの面（上面）側への電解メッキ液Ｑの回り込みをより確実に防止できる。
【００７２】
なお、上記実施例では、メッキ槽１を２槽構造として構成したが、例えば、図６に示すように、１槽構造のメッキ槽１であっても本発明は同様に適用することができる。図６に示す変形例において、上記実施例と同様の構成部品は図１と同一符号を付している。
【００７３】
また、上記実施例では、第１電極部材と補助陰電極部材とを、導電体２０として一体の部材で構成したが、第１電極部材と補助陰電極部材とは別々の部材で構成することもできる。
【００７４】
また、上記実施例では、圧接手段として、真空吸着手段と押圧手段とを備えているが、例えば、図６に示す変形例のように真空吸着手段だけを備えるなど、真空吸着手段と押圧手段とのいずれか一方だけを備えるように構成してもよいし、その他の圧接手段を備えて構成してもよい。
【００７５】
また、上記実施例や図６に示す変形例では、上記第１ないし第３の特徴を全て兼ね備えているが、いずれか１つの特徴のみを備えて構成したり、いずれか２つの特徴を組み合わせたものを備えて構成したりしても、上記各特徴に応じた作用効果が得られる。
【００７６】
また、上記実施例や図６に示す変形例では、基板Ｗの処理面ＷＳを下方に向けたフェイスダウンの状態で電解メッキ処理を行う装置を例に採ったが、基板Ｗの処理面ＷＳを上方に向けたフェイスアップの状態で電解メッキ処理を行う装置にも本発明は同様に適用することができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、陰極の基板の処理面と陽極の第２電極部材を平行状態にしてその間に電解メッキ液を満たすように供給しつつ電解メッキ処理を行う基板メッキ装置において、基板の処理面の周囲に陰極の補助陰電極部材を配置させるとともに、基板の処理面よりも大きな面積を有する第２電極部材を、基板の処理面及び補助陰電極部材に対向配置させて電解メッキ処理を行うので、基板の処理面に対する電解メッキ処理を均一な電界が形成された領域だけで行うことができる。従って、電界の乱れの影響を受けずに、基板の処理面に形成するメッキ層の膜厚の均一性を向上させることができる。さらに、基板と補助陰極部材と第１電極部材とを一体的に回転させた状態で電解メッキ処理を行うことで、基板の処理面に形成されるメッキ層の膜厚の均一性を向上させることができる。
【００７８】
請求項２に記載の発明によれば、陰極の基板の処理面と陽極の第２電極部材を平行状態にしてその間に電解メッキ液を満たすように供給しつつ電解メッキ処理を行う基板メッキ装置において、第２電極部材に開口を形成したので、基板の処理面と第２電極部材の間の電解メッキ液の置換効率を向上させることができる。また、基板の処理面と第２電極部材との間の距離を第２電極部材に形成された開口の開口径の１／２倍以上としたので、第２電極部材に形成した開口によって生じる基板の処理面と第２電極部材との間の電界に乱れによる影響を無視することができる。従って、基板の処理面と第２電極部材との間の電解メッキ液の置換効率と電界の均一性との双方の要件を満たすことができ、基板の処理面に形成するメッキ層の膜厚の均一性を向上させることができる。また、基板の処理面と第２電極部材との間の距離を第２電極部材に形成された開口の開口径の２倍以下としたので、装置の大型化や、電解メッキ液の無駄な使用を抑制することもできる。
【００７９】
請求項３に記載の発明によれば、陰極の基板の処理面と陽極の第２電極部材を平行状態にしてその間に電解メッキ液を満たすように供給しつつ電解メッキ処理を行う基板メッキ装置において、第１電極部材を、基板の処理面の周縁部に沿って全周にわたって基板の処理面に対して電気的に接続させるようにしたので、基板の処理面と第１電極部材との電気的な接続をより確実に、かつ、バランス良く行うことができ、給電手段から基板の処理面への給電に偏りが起きるなどを防止することができる。従って、基板の処理面に形成するメッキ層の膜厚の均一性を向上させることができる。また、基板の処理面の周縁付近において、基板の処理面と第１電極部材との間の隙間を完全に塞ぐことができるので、基板の処理面の周縁付近から処理面と反対側の基板の面側に電解メッキ液が回り込むことも防止でき、処理面と反対側の基板の面側の汚染の防止なども可能となる。さらに、基板と第１電極部材とを一体的に回転させた状態で電解メッキ処理を行うことで、基板の処理面に形成されるメッキ層の膜厚の均一性を向上させることができる。
【００８０】
請求項４に記載の発明によれば、基板の処理面と第１電極部材とを圧接させる圧接手段を備えたので、基板の処理面と第１電極部材との電気的な接続をより確実に行うことができる。
【００８１】
請求項５に記載の発明によれば、第１電極部材を支持する陰極支持部材に基板の処理面を真空吸着するとともに、基板の処理面を吸着する真空吸着手段の吸着口を、基板の処理面の中心から見て、基板の処理面と第１電極部材との接続部分よりも外側に形成し、その吸着口付近において真空吸着手段の吸排路と第１電極部材との間にパッキン材を設けたので、陰極支持部材に対する基板の処理面の真空吸着によって、基板の処理面と第１電極部材との圧接を確実に行え、基板の処理面と第１電極部材とを確実に接続させることができる。また、請求項３に記載の発明のように、第１電極部材を、基板の処理面の周縁部に沿って全周にわたって基板の処理面に対して接続させる場合には、パッキン材も第１電極部材に沿って全周にわたって設けることにより、基板の処理面の周縁付近から処理面と反対側の基板の面側への電解メッキ液の回り込みをより確実に防止することもできる。
【００８２】
請求項６に記載の発明によれば、基板の処理面と反対側の基板の面側から、第１電極部材に向けて基板を押圧することにより、基板の処理面と第１電極部材とを圧接させるようにしたので、圧接手段を簡単な構造で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る基板メッキ装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】陰極支持部材の構成を示す拡大縦断面図である。
【図４】請求項１に記載の発明に対応する実施例装置の第１の特徴の作用効果と変形例を示す正面図である。
【図５】請求項２に記載の発明に対応する実施例装置の第２の特徴の作用効果を説明するための電位・電界分布図である。
【図６】実施例装置の変形例の全体構成を示す縦断面図である。
【図７】従来装置の概略縦断面図である。
【図８】従来装置の問題点を説明するための電位・電界分布図である。
【符号の説明】
１：メッキ槽
４：ポンプ
５：循環路
７：第２電極部材に形成された開口
８：第２電極部材
１２：陰極支持部材
１３：エアシリンダ
１４：押圧板
２０：導電体
２１：基板の処理面と接続する導電体の接続面
２２：補助陰電極部材に対応する導電体部分
２４：吸排路
２５：吸着口
２６：Ｏリング
３２：電源ユニット
Ｗ：基板
ＷＳ：処理面
Claims (6)
- 基板の処理面にメッキ層を形成する基板メッキ装置であって、
前記基板の処理面に対して電気的に接続する第１電極部材と、
前記基板の処理面に対向配置される第２電極部材と、
前記基板の処理面と前記第２電極部材との間に電解メッキ液が満たされるように電解メッキ液を供給する電解メッキ液供給手段と、
前記第２電極部材を陽極に、前記第１電極部材を陰極にして給電する給電手段と、
を備え、かつ、
前記基板の処理面の周囲に陰極の補助陰電極部材を配置させるとともに、前記第１電極部材と前記補助陰極部材と前記基板とは一体的に回転可能に支持されて、かつ、前記基板の処理面よりも大きな面積を有する前記第２電極部材を、前記基板の処理面及び前記補助陰電極部材に対向配置させて、前記第１電極部材と前記補助陰極部材と前記基板とを一体的に回転させた状態で電解メッキ処理を行うことを特徴とする基板メッキ装置。 - 基板の処理面にメッキ層を形成する基板メッキ装置であって、
前記基板の処理面に対して電気的に接続する第１電極部材と、
前記基板の処理面に対向配置される第２電極部材と、
前記基板の処理面と前記第２電極部材との間に電解メッキ液が満たされるように電解メッキ液を供給する電解メッキ液供給手段と、
前記第２電極部材を陽極に、前記第１電極部材を陰極にして給電する給電手段と、
を備え、かつ、
前記第２電極部材に開口を形成し、この開口の開口径をｒとすると、前記基板の処理面と前記第２電極部材との間の距離Ｄが〔ｒ／２≦Ｄ≦２ｒ〕を満たすように前記基板の処理面と前記第２電極部材とを対向配置させて電解メッキ処理を行うことを特徴とする基板メッキ装置。 - 基板の処理面にメッキ層を形成する基板メッキ装置であって、
前記基板の処理面に対して電気的に接続する第１電極部材と、
前記基板の処理面に対向配置される第２電極部材と、
前記基板の処理面と前記第２電極部材との間に電解メッキ液が満たされるように電解メッキ液を供給する電解メッキ液供給手段と、
前記第２電極部材を陽極に、前記第１電極部材を陰極にして給電する給電手段と、
を備え、かつ、
前記第１電極部材を、前記基板の処理面の周縁部に沿って全周にわたって前記基板の処理面に対して電気的に接続させるとともに、前記第１電極部材と前記基板とは一体的に回転可能に支持されて、前記第１電極部材と前記基板とを一体的に回転させた状態で電解メッキ処理を行うことを特徴とする基板メッキ装置。 - 請求項１ないし３のいずれかに記載の基板メッキ装置において、
前記基板の処理面と前記第１電極部材とを圧接させる圧接手段を備えたことを特徴とする基板メッキ装置。 - 請求項４に記載の基板メッキ装置において、
前記圧接手段は、前記第１電極部材を支持する陰極支持部材に前記基板の処理面を真空吸着する真空吸着手段を含み、
前記基板の処理面を吸着する前記真空吸着手段の吸着口を、前記基板の処理面の中心から見て、前記基板の処理面と前記第１電極部材との接続部分よりも外側に形成し、その吸着口付近において前記真空吸着手段の吸排路と前記第１電極部材との間にパッキン材を設けたことを特徴とする基板メッキ装置。 - 請求項４に記載の基板メッキ装置において、
前記圧接手段は、前記基板の処理面と反対側の基板の面側から、前記第１電極部材に向けて前記基板を押圧する押圧手段を含むことを特徴とする基板メッキ装置。
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