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阳极保持器以及镀覆装置发明专利

更新时间:2024-07-01
阳极保持器以及镀覆装置发明专利 专利申请类型:发明专利;
源自:日本高价值专利检索信息库;

专利名称:阳极保持器以及镀覆装置

专利类型:发明专利

专利申请号:CN202080032068.1

专利申请(专利权)人:株式会社荏原制作所
权利人地址:日本东京都

专利发明(设计)人:神田裕之,池田大成,木村诚章,长井瑞树

专利摘要:本发明涉及一种能够抑制镀覆装置中的添加剂的消耗的阳极保持器以及镀覆装置。提出了用于保持镀覆装置中所使用的阳极的阳极保持器,上述阳极保持器具备:内部空间,形成于上述阳极保持器的内部,用于收容上述阳极;掩膜,具有多个孔,并构成为覆盖上述内部空间的前面;以及隔膜,在上述掩膜中的覆盖上述内部空间的前面的区域,该隔膜的至少一部分固定于上述掩膜。

主权利要求:
1.一种阳极保持器,是用于对镀覆装置中所使用的不溶性阳极进行保持的阳极保持器,其中,具备:内部空间,形成于所述阳极保持器的内部,用于收容所述不溶性阳极;
掩膜,为具有多个孔的板状部件,并构成为覆盖所述内部空间的前面;以及隔膜,在所述掩膜中的覆盖所述内部空间的前面的区域,该隔膜的至少一部分固定于所述掩膜,所述阳极保持器的所述内部空间与外部隔着所述隔膜以及所述掩膜而被分隔,所述掩膜固定于所述隔膜的与所述内部空间相反的一侧,所述隔膜被所述掩膜与所述不溶性阳极夹持,由此固定于所述掩膜,并被配置为与所述不溶性阳极接触。
2.根据权利要求1所述的阳极保持器,其中,具备使所述隔膜与所述掩膜密接的密接层。
3.根据权利要求1所述的阳极保持器,其中,所述隔膜与所述掩膜相互粘接或熔接。
4.根据权利要求1所述的阳极保持器,其中,所述多个孔导致的开口率为2%以上25%以下。
5.根据权利要求1所述的阳极保持器,其中,所述阳极保持器具备对所述隔膜和所述掩膜中的至少一个进行支承的基体,所述隔膜和所述掩膜在与被所述基体支承的第一区域不同的第二区域被相互固定。
6.根据权利要求1所述的阳极保持器,其中,所述多个孔的每一个为越远离所述隔膜而直径越大的锥状。
7.根据权利要求1所述的阳极保持器,其中,所述隔膜与所述掩膜在所述镀覆装置中配置为沿铅垂方向延伸。
8.根据权利要求1所述的阳极保持器,其中,所述掩膜由树脂形成。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的阳极保持器,其中,所述隔膜为离子交换膜或中性隔膜。
10.一种镀覆装置,其中,具备:镀覆液槽;
掩膜,为具有多个孔的板状部件,将所述镀覆液槽区分成配置有不溶性阳极的阳极槽与配置有阴极的阴极槽;以及隔膜,在所述掩膜中的覆盖所述阳极槽的前面的区域,该隔膜的至少一部分固定于所述掩膜,所述阳极槽与所述阴极槽隔着所述隔膜以及所述掩膜而被分隔,所述掩膜固定于所述隔膜的所述阴极槽侧,所述隔膜被所述掩膜与所述不溶性阳极夹持,由此固定于所述掩膜,并被配置为与所述不溶性阳极接触。 说明书 : 阳极保持器以及镀覆装置技术领域[0001] 本发明涉及阳极保持器以及镀覆装置。背景技术[0002] 以往,在设置于半导体晶片等的表面的微细的布线用槽、孔或抗蚀层开口部形成布线,或者在半导体晶片等的表面形成与封装的电极等电连接的凸块(突起状电极)。作为形成该布线及凸块的方法,例如公知有电镀法、蒸镀法、印刷法、球凸块法等,但随着半导体芯片的I/O数的增加、窄间距化,能够微细化且性能比较稳定的电镀法逐渐被广泛使用。[0003] 用于电镀法的镀覆装置具有:基板保持器,保持半导体晶片等基板;阳极保持器,保持阳极;以及镀覆液槽,收容含有多种添加剂的镀覆液。在该镀覆装置中对半导体晶片等基板表面进行镀覆处理时,将基板保持器与阳极保持器在镀覆液槽内对置配置。在该状态下,使基板与阳极通电,由此在基板表面形成镀膜。此外,添加剂具有促进或抑制镀膜的成膜速度的效果、使镀膜的膜质提高的效果等。[0004] 以往,作为保持于阳极保持器的阳极,使用溶解于镀覆液的溶解性阳极或者不溶解于镀覆液的不溶性阳极。在使用不溶性阳极进行镀覆处理的情况下,由于阳极与镀覆液的反应而产生氧。镀覆液的添加剂与该氧反应而被分解。若添加剂被分解,则添加剂丧失上述效果,存在无法在基板表面获得所希望的膜的问题(例如,参照专利文献1)。另外,在作为溶解性阳极例如使用含磷铜的情况下,公知在非电解时通过与从阳极产生的一价铜的反应,添加剂,特别是促进剂也产生变质。为了防止这种情况,只要在镀覆液中随时追加添加剂以使镀覆液中的添加剂的浓度保持在一定以上即可。然而,由于添加剂昂贵,因此优选尽可能抑制添加剂的分解。[0005] 因此,提出了在镀覆液槽内,用隔膜隔开配置有阳极的空间(阳极槽)与配置有基板及阴极的空间(阴极槽),抑制镀覆液中的添加剂到达阳极来抑制添加剂的分解(例如,参照专利文献2)。[0006] 专利文献1:日本专利第2510422号[0007] 专利文献2:日本特开2009‑155726号公报[0008] 如上述那样,通过具有比构成添加剂的分子的平均大小小的微细孔的隔膜,抑制阴极槽内的镀覆液所含的添加剂向阳极槽内移动,从而抑制添加剂的分解。这里,以往,隔膜设置为覆盖阳极保持器、阳极箱或调整板中的开口。然而,通过本发明的发明人们的研究,可知在现有的结构中,隔膜与阴极槽内的镀覆液作用的区域较宽,因此添加剂消耗,存在改进的余地。发明内容[0009] 本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的之一在于提出一种能够抑制镀覆装置中的添加剂的消耗的阳极保持器以及镀覆装置。[0010] 根据本发明的一个实施方式,提出了一种用于保持镀覆装置中使用的阳极的阳极保持器,上述阳极保持器具备:内部空间,形成于上述阳极保持器的内部,用于收容上述阳极;掩膜,具有多个孔,并构成为覆盖上述内部空间的前面;以及隔膜,在上述掩膜中的覆盖上述内部空间的前面的区域,该隔膜的至少一部分固定于上述掩膜。根据该阳极保持器,能够通过掩膜减小隔膜与镀覆液接触的区域,进一步抑制添加剂到达阳极,从而能够抑制添加剂的消耗。[0011] 根据本发明的另一实施方式,提出了一种镀覆装置,上述镀覆装置具备:镀覆液槽;掩膜,具有多个孔,并将上述镀覆液槽分隔成配置有阳极的阳极槽与配置有阴极的阴极槽;以及隔膜,在上述掩膜中的覆盖上述内部空间的前面的区域,该隔膜的至少一部分固定于上述掩膜。根据该镀覆装置,能够通过掩膜减小隔膜与镀覆液接触的区域,进一步抑制添加剂到达阳极,从而能够抑制添加剂的消耗。附图说明[0012] 图1是表示第一实施方式所涉及的镀覆装置的概略图。[0013] 图2是本实施方式所涉及的阳极保持器的俯视图。[0014] 图3是图2所示的3‑3截面的阳极保持器60的侧剖视图。[0015] 图4是取下了保持器基罩的状态的阳极保持器的分解立体图。[0016] 图5是取下了保持器基罩的状态的阳极保持器的俯视图。[0017] 图6A是示意性地表示图3中的隔膜及掩膜的安装构造的图。[0018] 图6B是示意性地表示图6A所示的掩膜的安装构造的另一例的图。[0019] 图7是示意性地表示第一变形例的隔膜及掩膜的安装构造的图。[0020] 图8是示意性地表示第二变形例的隔膜及掩膜的安装构造的图。[0021] 图9是示意性地表示第三变形例的隔膜及掩膜的安装构造的图。[0022] 图10是示意性地表示第四变形例的隔膜及掩膜的安装构造的图。[0023] 图11是示意性地表示第五变形例的隔膜及掩膜的安装构造的图。[0024] 图12是示意性地表示第六变形例的隔膜及掩膜的安装构造的图。[0025] 图13表示第一例的隔膜与掩膜的固定部分。[0026] 图14表示第二例的隔膜与掩膜的固定部分。[0027] 图15表示第三例的隔膜与掩膜的固定部分。[0028] 图16表示第四例的隔膜与掩膜的固定部分。[0029] 图17表示第五例的隔膜与掩膜的固定部分。[0030] 图18表示第六例的隔膜与掩膜的固定部分。[0031] 图19表示第七例的隔膜与掩膜的固定部分。[0032] 图20表示第八例的隔膜与掩膜的固定部分。[0033] 图21表示第九例的隔膜与掩膜的固定部分。[0034] 图22是表示第二实施方式所涉及的镀覆装置的概略图。[0035] 图23是表示第三实施方式所涉及的镀覆装置的概略图。具体实施方式[0036] 以下,参照附图对本发明所涉及的镀覆装置以及阳极保持器的实施方式进行说明。在附图中,对相同或类似的要素标注相同或类似的附图标记,在各实施方式的说明中,有时省略关于相同或类似的要素的重复说明。另外,各实施方式所示的特征只要相互不矛盾,也能够应用于其他实施方式。[0037] (第一实施方式)[0038] 图1是表示第一实施方式所涉及的镀覆装置的概略图。如图1所示,镀覆装置具备在内部保持镀覆液的镀覆液槽50、配置于镀覆液槽50内的阳极40、保持阳极40的阳极保持器60、以及基板保持器18。基板保持器18构成为将晶片等基板W保持为拆装自如,并且使基板W浸渍于镀覆液槽50内的镀覆液。本实施方式所涉及的镀覆装置是通过使电流流过镀覆液而用金属来镀覆基板W的表面的电镀装置。[0039] 基板W例如是半导体基板、玻璃基板或树脂基板。镀覆于基板W的表面的金属例如为铜(Cu)、镍(Ni)、锡(Sn)、Sn‑Ag合金或钴(Co)。[0040] 阳极40及基板W配置为沿铅垂方向延伸,即阳极40及基板W的板面朝向水平方向,且配置为在镀覆液中相互对置。阳极40经由阳极保持器60与电源90的正极连接,基板W经由基板保持器18与电源90的负极连接。当对阳极40与基板W之间施加电压时,电流流过基板W,在镀覆液的存在下在基板W的表面形成金属膜。[0041] 镀覆液槽50具备:镀覆液存积槽52,将基板W及阳极40配置于内部;和溢流槽54,与镀覆液存积槽52邻接。镀覆液存积槽52内的镀覆液越过镀覆液存积槽52的侧壁而流入溢流槽54内。[0042] 镀覆液循环管线58a的一端连接于溢流槽54的底部,镀覆液循环管线58a的另一端连接于镀覆液存积槽52的底部。在镀覆液循环管线58a安装有循环泵58b、恒温单元58c以及过滤器58d。镀覆液从镀覆液存积槽52的侧壁溢流而流入溢流槽54,进一步从溢流槽54通过镀覆液循环管线58a而返回到镀覆液存积槽52。这样,镀覆液通过镀覆液循环管线58a在镀覆液存积槽52与溢流槽54之间循环。[0043] 镀覆装置还具备:调整板(RegulationPlate)14,调整基板W上的电位分布;和搅棒16,搅拌镀覆液存积槽52内的镀覆液。调整板14配置在搅棒16与阳极40之间,且具有用于限制镀覆液中的电场的开口14a。搅棒16配置在镀覆液存积槽52内的保持于基板保持器18的基板W的表面附近。搅棒16例如由钛(Ti)或树脂构成。搅棒16通过与基板W的表面平行地往复运动,来搅拌镀覆液以便在基板W的镀覆中将充分的金属离子均匀地供给至基板W的表面。[0044] 图2是阳极保持器60的俯视图,图3是图2所示的3‑3截面的阳极保持器60的侧剖视图,图4是取下了保持器基罩63的状态的阳极保持器60的分解立体图,图5是取下了保持器基罩63的状态的阳极保持器60的俯视图。此外,在图5中,为了方便,示出了把持部64‑2透过的状态的阳极保持器60。另外,在图4及图5中,为了方便,示出取下了阳极40的状态的阳极保持器60。另外,在本说明书中,“上”及“下”是指将阳极保持器60铅垂地收容于镀覆液槽50的状态下的上方向及下方向。同样地,在本说明书中,“前面”是指阳极保持器60与基板保持器对置的一侧的面,“背面”是指与前面相反侧的面。[0045] 如图2~图4所示,本实施方式所涉及的阳极保持器60具备:大致矩形形状的保持器基座62,具有收容阳极40的内部空间61;一对把持部64‑1、64‑2,形成于保持器基座62的上部;以及一对臂部70‑1、70‑2,同样形成于保持器基座62的上部。另外,阳极保持器60具有局部覆盖保持器基座62的前面的保持器基罩63、以覆盖内部空间61的方式设置于保持器基罩63的前面的隔膜66、具有多个孔67a且固定于隔膜66的掩膜67、以及设置于隔膜66及掩膜67的前面的外缘掩膜68。此外,在本实施方式中,支承隔膜66和掩膜67的保持器基罩63相当于“基体”。[0046] 如图2及图5所示,保持器基座62具有从其下部的外表面延伸至内部空间61,并与内部空间61连通的孔71。另外,保持器基座62在其上部的把持部64‑1、64‑2之间具有用于排出内部空间61的空气的空气排出口81。在将保持器基座62浸渍于镀覆液时,镀覆液从孔71流入内部空间61,并且内部空间61的空气从空气排出口81排出。另外,在使用不溶性阳极作为阳极40的情况下,在镀覆处理中从阳极40产生的氧也通过空气排出口81排出。空气排出口81被以不妨碍空气的排出的方式形成的盖83封闭。[0047] 另外,如图3所示,在保持器基罩(基体)63的大致中央部形成有具有比阳极40的直径大的直径的环状的开口63a。保持器基罩63与保持器基座62一起形成内部空间61。隔膜66设置于开口63a的前面,封闭内部空间61。在本实施方式中,在隔膜66的一方的板面固定有具有多个孔67a的掩膜67。在隔膜66及掩膜67的外周缘部的前方安装有隔膜压板69,在隔膜压板69的前方设置有外缘掩膜68。另外,在保持器基罩63的前面沿着开口63a设置有例如由O形环等构成的环状的第一密封部件84。通过隔膜压板69将隔膜66及掩膜67按压于第一密封部件84,从而密闭开口63a。即,第一密封部件84能够使隔膜66与内部空间61之间密闭。由此,经由隔膜66及掩膜67分隔内部空间61与外部空间。[0048] 隔膜66例如是阳离子交换膜那样的离子交换膜,或者中性隔膜。隔膜66能够不供镀覆液中的添加剂通过,而在镀覆处理时供阳离子从阳极侧向阴极侧通过。作为隔膜66的具体一例,可列举株式会社YuasaMembrane制的Yumicron(注册商标)。[0049] 掩膜67是具有多个孔67a的板状的部件,是为了减少隔膜66与镀覆液接触的区域而设置的。掩膜67的板厚例如约为1mm。掩膜67例如由PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙烯)的树脂,或者钛(Ti)的金属等形成。掩膜67固定于隔膜66的板面。在图2~图5所示的例子中,掩膜67固定于隔膜66的前方,即固定于隔膜66的外部空间侧(与内部空间61相反侧)。但是,不限定于这样的例子,掩膜67也可以固定于隔膜66的后方,即固定于隔膜66的内部空间61侧,也可以固定于隔膜66的前方及后方双方。[0050] 在掩膜67形成有多个孔67a。多个孔67a分别优选例如从一端至另一端的最大距离(在多个孔67a为圆形的情况下是内径)为10mm以下,特别优选为8mm以下、5mm以下、3mm以下或2mm以下。另外,多个孔67a分别优选为圆形,但也可以为椭圆形或多边形等。另外,在图2~图5所示的例子中,多个孔67a分别为相同尺寸,但不限定于这样的例子。例如,多个孔67a也可以是越接近阳极40的中心尺寸越大,越远离阳极40的中心尺寸越小,也可以相反地越接近阳极40的中心尺寸越小,越远离阳极40的中心尺寸越大。另外,在图2~图5所示的例子中,多个孔67a在掩膜67的板面的二轴方向以均等的间隔设置,但不限定于这样的例子。例如,多个孔67a也可以配置为越接近阳极40的中心相互的距离越小,越远离阳极40的中心,相互的距离越大,也可以相反地越接近阳极40的中心相互的距离越大,越远离阳极40的中心相互的距离越小。另外,多个孔67a也可以呈放射状配置。[0051] 另外,多个孔67a优选开口率为2%以上25%以下,特别优选开口率为3%以上、5%以上、10%以下或12.5%以下。这是基于当开口率大时,隔膜66与镀覆液的接触区域大,因此降低添加剂的消耗的效果变小,并且难以使隔膜66与掩膜67充分固定。另外,是基于当开口率小时,难以从孔67a除去气体(泡),并且阳离子通过隔膜66从阳极侧向阴极侧的通过不足。在本实施方式中,多个孔67a大致均等地配置,多个孔67a的开口率为6%。但是,不限定于这样的例子,例如,掩膜67也可以形成为越接近阳极40的中心开口率越小,越远离阳极40的中心开口率越大,也可以相反地形成为越接近阳极40的中心开口率越大,越远离阳极40的中心开口率越小。[0052] 另外,多个孔67a可以在前后方向上以相同的直径形成,也可以形成为锥状。特别是,掩膜67的多个孔67a优选形成为越接近隔膜66直径越小,越远离隔膜66直径越大的锥状。这样,能够抑制气体或泡等异物滞留在孔67a内。[0053] 掩膜67固定于隔膜66。换言之,隔膜66固定于掩膜67。隔膜66在掩膜67中的覆盖内部空间61的前面的区域,即覆盖保持器基罩63的开口63a的区域,至少一部分固定于掩膜67。但是,隔膜66与掩膜67也可以在覆盖内部空间61的前面的区域以外的区域相互固定。此外,也能够换言之掩膜67“粘合”于隔膜66。[0054] 在本实施方式中,掩膜67通过熔接而贴附于隔膜66。但是,固定掩膜67与隔膜66的方法不限定于熔接。例如,隔膜66与掩膜67优选经由密接层以不能拆装的方式被熔接、压接或粘接(以下,也一并称为“密接”)。具体而言,隔膜66与掩膜67也可以通过利用密封器等的热熔接、激光熔接、超声波熔接或振动熔接而相互密接。另外,隔膜66与掩膜67也可以使用袋加工技术、层压加工技术或者氯乙烯等粘接剂而相互密接。作为袋加工技术以及层压加工技术,能够采用将PET材料等片材在高温及高压下贴附、通过等离子体处理将PET材料等片材贴合、以及使用PE材料等片材的挤压而层压。另外,作为粘接剂,能够采用Takiron公司制的PVC用粘接剂亦即Takibond(注册商标)、PE及PET用的环氧系树脂粘接剂或者SUNSTAR技研公司制的LowOutgas粘接剂。[0055] 掩膜67与隔膜66可以在掩膜67的全部区域以不能拆装的方式密接,也可以在一部分区域以不能拆装的方式密接由此相互固定。但是,由于镀覆液侵入掩膜67与隔膜66的间隙,从而隔膜66与镀覆液的接触区域增加。特别是本实施方式的镀覆装置利用搅棒16搅拌镀覆液,因此镀覆液容易侵入掩膜67与隔膜66的间隙。因此,掩膜67与隔膜66优选在宽的区域以不能拆装的方式密接,以减少镀覆液向间隙的侵入。[0056] 这样,本实施方式的阳极保持器60以覆盖内部空间61的前面的方式设置有具有多个孔67a的掩膜67,并将隔膜66固定设置于掩膜67。由此,与没有设置掩膜67的情况相比,能够减小隔膜66与镀覆液接触的区域,能够抑制添加剂到达阳极40,从而能够抑制添加剂的消耗。[0057] 外缘掩膜68是在中央部具有环状的开口的板状的部件,且拆装自如地安装于隔膜压板69的前面。外缘掩膜68的开口的直径比阳极40的外径小。因此,外缘掩膜68构成为在将外缘掩膜68安装于隔膜压板69时,从图2所示的平面观察时覆盖阳极40的外周缘部。由此,外缘掩膜68在镀覆处理时能够控制阳极40的表面的电场。[0058] 保持器基罩63相对于保持器基座62通过螺纹结合、熔接等而固定,保持器基罩63与保持器基座62的结合部被密接。此外,保持器基罩63与保持器基座62也可以一体地形成。[0059] 如图2、图4以及图5所示,把持部64‑1、64‑2经由形成于保持器基座62的上部的连结部62‑1、62‑2与保持器基座62连结。把持部64‑1、64‑2从连结部62‑1、62‑2向保持器基座62的中央方向延伸而形成。把持部64‑1、64‑2在将阳极保持器60输送至镀覆液槽50时,由未图示的卡盘把持。[0060] 在从连结部62‑1、62‑2向外侧方向延伸的臂部70‑1的下部,设置有用于对阳极40施加电压的电极端子82。电极端子82在将阳极保持器60收容于镀覆液槽时,与电源90的正极连接。另外,阳极保持器60具有从电极端子82延伸至内部空间61的大致中央部的供电部件89。供电部件89为大致板状的导电部件,且与电极端子82电连接。[0061] 如图3所示,例如通过由螺钉等构成的固定部件88,将阳极40固定于供电部件89的前面。由此,能够经由电极端子82及供电部件89,通过电源90对阳极40施加电压。[0062] 在保持器基座62的大致中央部,即与固定部件88对应的位置,形成有用于更换阳极40的环状的开口部62a。开口部62a与内部空间61的背面侧连通,并由盖86覆盖。在保持器基座62的背面侧沿着开口部62a,设置有例如由O形环等构成的环状的第二密封部件85。通过该第二密封部件85,将开口部62a与盖86之间密闭。[0063] 盖86在更换阳极40时被取下。具体而言,例如在阳极40经过了耐用年数时,由操作人员取下盖86,并经由开口部62a取下固定部件88。操作人员将外缘掩膜68从隔膜压板69取下,将阳极40从内部空间61取出。接着,将其他阳极40收容于内部空间61,并经由开口部62a利用固定部件88将阳极40固定于供电部件89的前面。最后,利用盖86密封开口部62a,将外缘掩膜68安装于隔膜压板69。[0064] 在保持器基座62的背面安装有配重87。由此,在将阳极保持器60浸渍于镀覆液时,能够防止阳极保持器60因浮力而浮在水面上。[0065] 如图5所示,阳极保持器60还具备:阀91,构成为能够密封孔71;弹簧96,用于对阀91施力以使阀91关闭;轴93,用于将弹簧96的作用力传递给阀91;推杆95,是操作阀91的开闭的操作部;以及中间部件94,用于将施加于推杆95的力传递给轴93。[0066] 阀91以能够从保持器基座62的内部侧密封孔71的方式配置于保持器基座62的内部。轴93沿着上下方向配置于保持器基座62的内部。轴93的一端连结于阀91,另一端连结于弹簧96。由此,轴93将弹簧96的作用力传递给阀91,对阀91施力以使阀91从保持器基座62的内部侧密封孔71。[0067] 这样,通过阳极保持器60具备密封孔71的阀91,从而在将阳极保持器60浸渍于镀覆液并将镀覆液充满内部空间61后,能够密封孔71。由此,即使在阳极40附近产生氧、次氯酸或一价铜,由于外部空间与内部空间61被分隔,因此能够抑制添加剂的分解的进行。此外,在镀覆装置中,在将基础液注入到镀覆液存积槽52的状态下将阳极保持器60配置于镀覆液存积槽52内,在将基础液充满阳极保持器60的内部空间61并密封后,向镀覆液存积槽52内注入含添加剂的液体,来准备外部空间中的镀覆液。这样,由于阳极保持器60的内部空间61不含添加剂,因此能够进一步抑制在阳极40附近消耗添加剂。但是,不限定于这样的例子,也可以在将含添加剂的镀覆液注入到镀覆液存积槽52的状态下将阳极保持器60配置于镀覆液存积槽52内,将含添加剂的镀覆液充满阳极保持器60的内部空间61并密封。[0068] 接下来,对阳极保持器60中的隔膜66与掩膜67的固定进行说明。图6A是示意性地表示图3中的隔膜66及掩膜67的安装构造的图。此外,在图6A及以下的图中,用附图标记100表示使隔膜66与掩膜67密接的密接层。另外,在图6A及以下的图中,将隔膜66固定于掩膜67的前面或背面的一方,但不限定于这样的例子,也可以固定于掩膜67的前面或背面的另一方。另外,也可以在掩膜67的前面和背面双方固定隔膜66,也可以在隔膜66的前方和后方双方固定掩膜67。[0069] 在图6A所示的例中,隔膜66和掩膜67两者具有比隔膜压板69的开口大的尺寸,隔膜66和掩膜67两者被夹在隔膜压板69与保持器基罩63之间,由此在阳极保持器60中被支承。另外,隔膜66与掩膜67通过密接层100被密接。根据这样的结构,能够更可靠地密闭阳极保持器60与隔膜66之间,并且能够将掩膜67由隔膜66与隔膜压板69物理地夹持而牢固地支承。在图6A所示的例子中,隔膜66密接于掩膜67的背面(图6中下侧)。掩膜67位于隔膜66的前方,由此即使在配置有阳极40的内部空间61产生氧,也能够抑制氧侵入孔67a内,从而能够抑制因氧位于孔67a内而电场被遮蔽的不良状况。[0070] 图6B是示意性地表示图6A所示的安装构造的另一例的图。图6B所示的例子在隔膜66被阳极40按压固定于掩膜67来代替隔膜66与掩膜67通过密接层100被密接这一点上,与图6A所示的例子不同,其他方面与图6A所示的例子相同。在图6B所示的例子中,隔膜66从内部空间61侧被阳极40按压固定于掩膜67。换言之,隔膜66在覆盖保持器基座62的开口63a的区域,被掩膜67与阳极40夹持而支承。通过这样的结构,也能够起到与图6B同样的效果。此外,在图6B所示的例子中,不具有密接层100,但不限定于这样的例子,隔膜66也可以被掩膜67与阳极40夹持而支承,并且通过密接层100密接于掩膜67。另外,在以下的图7~图9所示的通过密接层100使隔膜66与掩膜67密接的安装构造的例子中,也可以代替密接层100或者在其基础上由掩膜67与阳极40夹持隔膜66来进行固定。[0071] 图7是示意性地表示第一变形例的隔膜66及掩膜67的安装构造的图。在图7所示的例子中,隔膜66形成为比隔膜压板69的开口的尺寸大,掩膜67形成为比隔膜压板69的开口的尺寸小。然后,隔膜66通过夹在隔膜压板69与保持器基罩63之间而被支承,掩膜67通过固定于隔膜66的前面(图7中上侧)而经由隔膜66间接地被支承。这里,在采用图7所示的结构的情况下,由于假设在掩膜67的外周端部与隔膜压板69之间产生间隙,因此也可以为了密封该间隙而设置密封部件102。根据这样的结构,能够更可靠地密闭阳极保持器60与隔膜66之间。[0072] 图8是示意性地表示第二变形例的隔膜66及掩膜67的安装构造的图。在图8所示的例子中,隔膜66形成为比隔膜压板69的开口的尺寸小,掩膜67形成为比隔膜压板69的开口的尺寸大。然后,掩膜67通过夹在隔膜压板69与保持器基罩63之间而被支承,隔膜66通过固定于掩膜67的背面(图8中下侧)而经由掩膜67间接地被支承。根据这样的结构,能够将掩膜67由隔膜66与隔膜压板69物理地夹持而牢固地支承。[0073] 图9是示意性地表示第三变形例的隔膜66及掩膜67的安装构造的图。在图9所示的例子中,除了不设置隔膜压板69而将掩膜67直接固定于保持器基罩63这一点之外,与图8所示的安装构造相同。在图9所示的例子中,隔膜66形成为比保持器基罩63的开口的尺寸小,掩膜67形成为比保持器基罩63的开口的尺寸大。另外,掩膜67在外周缘部周边具有厚度大的壁厚部106,并在壁厚部106螺纹固定于保持器基罩63。隔膜66通过固定于掩膜67的背面(图9中下侧)而经由掩膜67间接地被支承。通过设置壁厚部106,能够提高外周缘部周边的刚性,例如在热熔接隔膜66与掩膜67的情况下能够抑制掩膜67变形。此外,掩膜67的壁厚部106以向与隔膜66固定的面(图9中,下侧)相反的一侧(图9中,上侧)突出的方式形成为壁厚。[0074] 图10是示意性地表示第四变形例的隔膜66及掩膜67的安装构造的图。在图10所示的例子中,与图9所示的例子同样地,不设置隔膜压板69,而将掩膜67直接固定于保持器基罩63。在图10所示的例子中,隔膜66形成为比保持器基罩63的开口的尺寸小,掩膜67形成为比保持器基罩63的开口的尺寸大。另外,掩膜67在外周缘部周边具有厚度大的壁厚部106,并在壁厚部106螺纹固定于保持器基罩63。隔膜66通过固定于掩膜67的前面(图10中,上侧)而经由掩膜67间接地被支承。此外,在图10所示的例子中,掩膜67的壁厚部106以向与隔膜66固定的面(图10中,上侧)相反的一侧(图10中,下侧)突出的方式形成为厚壁。通过设置壁厚部106,能够提高外周缘部周边的刚性,例如在热熔接隔膜66与掩膜67的情况下能够抑制掩膜67变形。另外,壁厚部106形成为向后方突出,由此能够增大内部空间61的体积。另外,壁厚部106以与固定隔膜66的区域平滑地连续的方式将内周侧的边缘部形成为锥状。由此,能够防止在内部空间61产生的氧滞留在内部空间61内,从而能够将氧顺畅地从空气排出口81排出。另外,如图10所示,掩膜67位于隔膜66的后方(内部空间61侧),由此即使利用搅棒16搅拌镀覆液存积槽52内的镀覆液,也能够减小隔膜66与掩膜67的固定被剥离的可能性。此外,在图10所示的例子中,隔膜66形成为比保持器基罩63的开口的尺寸小,但也可以形成为比保持器基罩63的开口的尺寸大。[0075] 图11是示意性地表示第五变形例的隔膜66及掩膜67的安装构造的图。在图11所示的例子中,掩膜67形成为比隔膜压板69的开口的尺寸大,掩膜67通过夹在隔膜压板69与保持器基罩63之间而被支承。另一方面,在图11所示的例子中,隔膜66以与掩膜67的多个孔67a的每一个对应的形状设置多个。然后,多个隔膜66以覆盖掩膜67的多个孔67a的每一个的方式固定于掩膜67,由此经由掩膜67间接地被支承。这里,在图9所示的例子中,掩膜67中的多个孔67a具有形成为比隔膜66的尺寸小的台阶部67b,将隔膜66固定于台阶部67b,由此将隔膜66与掩膜67固定。另外,如图9所示,为了更可靠地密封掩膜67与隔膜66,也可以设置与掩膜67和隔膜66中的至少一方粘接或熔接的圆形的密封部件104。在这种情况下,隔膜66与掩膜67可以经由密接层100相互密接,也可以不经由密接层100而经由密封部件104相互固定。在这样的例子中,能够减小隔膜66与镀覆液接触的区域,从而能够抑制添加剂的消耗。[0076] 图12是示意性地表示第六变形例的隔膜66及掩膜67的安装构造的图。图12所示的安装构造除了隔膜66与掩膜67的固定方法之外,与图7所示的安装构造相同。在图10所示的例子中,掩膜67与隔膜66不经由密接层100,而通过螺纹固定而相互固定。这里,掩膜67与隔膜66的利用螺纹固定的固定在保持器基罩63及隔膜压板69的开口处进行。换言之,隔膜66与掩膜67不是在由保持器基罩(基体)63及隔膜压板69夹持的区域(第一区域),而是在未由保持器基罩63及隔膜压板69支承的区域(第二区域)相互固定。但是,隔膜66与掩膜67不限定于仅在第二区域相互固定,也可以在第一区域相互固定。具体而言,在图10所示的例子中,掩膜67具备设置于隔膜66的前方(图10中上侧)的第一掩膜部件111、和设置于隔膜66的后方(图10中下侧)的第二掩膜部件112。然后,在夹着隔膜66的状态下,将第一掩膜部件111与第二掩膜部件112螺纹固定,由此将掩膜67与隔膜66固定。在这样的例子中,也与其他例同样,能够减小隔膜66与镀覆液接触的区域,从而能够抑制添加剂的消耗。[0077] 接下来,对隔膜66与掩膜67的固定的具体一例进行说明。图13~图21是示意性地表示隔膜66与掩膜67的固定部分的图,在隔膜66与掩膜67以不能拆装的方式固定的区域画有阴影线。此外,在图13~图21所示的例子中,隔膜66与掩膜67的一部分区域以相互不能拆装的方式固定,但在覆盖内部空间61的前面的区域,即在覆盖保持器基罩63的开口63a的区域,只要将隔膜66的一部分固定于掩膜67即可,也可以是全部区域以相互不能拆装的方式固定。此外,作为隔膜66与掩膜67的不能拆装的方式的固定,能够如上述那样使用熔接、粘接等。另外,在图13~图21所示的例子中,掩膜67的多个孔67a分别在第一排列方向(图中,上下方向)和第二排列方向(图中,左右方向)以均等的间隔设置。另外,在图13~图21中,图中的上下方向与图1的上下方向(铅垂方向)相同,但不限定于这样的例子,也可以相对于图1的上下方向(铅垂方向)倾斜。另外,在图13~图21中,为了容易说明,将隔膜66和掩膜67的外形尺寸设为相同,但不限定于这样的例子。[0078] 图13~图16表示第一~第四例的隔膜66与掩膜67的不能拆装的方式的固定部分。在第一~第四例中,隔膜66与掩膜67的外周缘部不直接固定,而在内周侧的区域中的一部分区域以相互不能拆装的方式固定。认为这样的例子在隔膜66和掩膜67两者的外周缘部被保持器基罩63与隔膜压板69夹持而支承的图6所示的结构中,特别有效。[0079] 具体而言,在图13所示的第一例中,隔膜66与掩膜67在沿着多个孔67a的第一排列方向(图13中,上下方向)的多个密接区域120以不能拆装的方式密接。此外,在图13所示的例子中,在第二排列方向(图中,左右方向),多个孔67a与密接区域120交替配置,但不限定于这样的例子。例如,沿着第一排列方向的密接区域120也可以在第二排列方向,每隔两个以上的孔67a设置。此外,在图13所示的第一例中,密接区域120作为第一排列方向可以是在铅垂方向或水平方向长的长条状,也可以是在铅垂方向或水平方向倾斜的长条状。[0080] 在图14所示的第二例中,隔膜66与掩膜67在分别沿着多个孔67a的第一排列方向(图14中,上下方向)和第二排列方向(图14中,左右方向)的格子状的密接区域120以不能拆装的方式密接。此外,在图14所示的例子中,分别在第一排列方向和第二排列方向每隔两个孔67a配置密接区域120,但不限定于这样的例子。例如,密接区域120也可以在第一排列方向或第二排列方向,每隔一个孔67a或者每隔三个以上的孔67a设置。另外,密接区域120也可以在第一排列方向与第二排列方向以不同的间隔设置。[0081] 在图15所示的第三例中,隔膜66与掩膜67在由多个小的区域构成的密接区域120以不能拆装的方式密接。换言之,隔膜66与掩膜67以多个小的密接点密接。此外,在图15所示的例子中,分别在第一排列方向和第二排列方向每隔两个孔67a配置密接区域120,但不限定于这样的例子。例如,密接区域120也可以在第一排列方向或第二排列方向,每隔一个孔67a或者每隔三个以上的孔67a设置。另外,密接区域120也可以在第一排列方向与第二排列方向以不同的间隔设置。[0082] 在图16所示的第四例中,隔膜66与掩膜67在多个孔67a的边缘部以不能拆装的方式密接。此外,在图16所示的例子中,将全部的多个孔67a的边缘部作为密接区域120,但也可以将多个孔67a中的一部分孔67a的边缘部作为密接区域120。[0083] 图17~图21表示第五~第九例的隔膜66与掩膜67的固定部分。在第五~第九例中,隔膜66与掩膜67的外周缘部通过密接区域120以不能拆装的方式密接。认为这样的例子在隔膜66和掩膜67的至少一方的外周缘部未被保持器基罩63与隔膜压板69夹持的图7~图10所示的结构中,特别有效。[0084] 具体而言,在图17所示的第五例中,隔膜66与掩膜67在隔膜66或掩膜67的外周缘部以不能拆装的方式固定,而不是在内周侧的区域直接以不能拆装的方式固定。另外,图18~图21所示的第六~第九例除了在隔膜66或掩膜67的外周缘部以不能拆装的方式固定这一点之外,与图13~图16所示的第一~第四例相同。对图18~图21省略重复的说明。[0085] (第二实施方式)[0086] 图22是表示第二实施方式所涉及的镀覆装置的概略图。在第二实施方式所涉及的镀覆装置中,在隔膜66和掩膜67不安装于阳极保持器60,而安装于调整板14的开口14a这一点上,与第一实施方式所涉及的镀覆装置不同。在以下的说明中,省略与第一实施方式重复的说明。[0087] 在第二实施方式所涉及的镀覆装置中,在镀覆液存积槽52配置有屏蔽箱160,由此,镀覆液存积槽52的内部被屏蔽箱160划分成内部的阳极槽170与外部的阴极槽172。在图22所示的例子中,将保持阳极40的阳极保持器60与调整板14配置于阳极槽170的内部,将搅棒16与基板保持器18(阴极)配置于阴极槽172的内部。[0088] 屏蔽箱160在与调整板14的开口14a对应的位置具有开口160a。另外,划定调整板14的开口14a的筒状部嵌合于屏蔽箱160的开口160a内。通过这样的结构,阳极槽170与阴极槽172经过调整板14的开口14a而连通。而且,在第二实施方式中,在调整板14的开口14a安装隔膜66和掩膜67,通过隔膜66和掩膜67将阳极槽170与阴极槽172分隔。此外,隔膜66和掩膜67可以从调整板14的阳极槽170侧安装,也可以从阴极槽172侧安装。[0089] 隔膜66及掩膜67作为一个例子,通过环状的隔膜压板69安装于调整板14。这里,关于调整板14中的隔膜66和掩膜67的固定,优选与第一实施方式的阳极保持器60中的隔膜66和掩膜67的固定相同。即,作为一个例子,隔膜66与掩膜67在图6~图12所示的安装构造中,优选以将保持器基罩63置换为调整板14的安装构造安装于调整板14。另外,关于隔膜66与掩膜67的固定,也优选与第一实施方式同样地进行。[0090] 在第二实施方式的镀覆装置中,阴极槽172内的镀覆液从镀覆液存积槽52的侧壁溢流而流入溢流槽54内。另一方面,阳极槽170内的镀覆液构成为不溢流。另外,设置有开闭阀186的液体排出管线190连接于阳极槽170。通过这样的液体排出管线190,例如在使用溶解性阳极作为阳极40的情况下,能够将在阳极槽170内产生的黑膜排出到外部。因此,根据第二实施方式的镀覆装置,能够削减阳极槽170内的镀覆液(基础液)所含的黑膜的量,从而能够几乎完全阻止在镀覆液中浮游的黑膜进入阴极槽172内。[0091] 另外,在第二实施方式的镀覆装置中,基础液供给管线158连接于镀覆液循环管线58a。该基础液供给管线158不是为了在基板W的镀覆中将镀覆液供给至镀覆液存积槽52,而是为了进行镀覆处理,最初仅为了向镀覆液存积槽52供给基础液,所谓的还原浴而使用的。在基础液供给管线158设置有第一供给阀151。另外,在第二实施方式的镀覆装置中,设置有用于连接镀覆液循环管线58a与液体排出管线190的连接管线192。在连接管线192设置有第二供给阀152。另外,在第二实施方式的镀覆装置中,设置有用于向阴极槽172供给添加剂的添加剂供给管线159。在添加剂供给管线159设置有第三供给阀153。通常,第一~第三供给阀151~153关闭。[0092] 根据这样的第二实施方式的镀覆装置,仅在还原浴时打开第一供给阀151和第二供给阀152,将来自基础液供给管线158的基础液通过液体排出管线190及镀覆液循环管线58a供给至阳极槽170及阴极槽172内。然后,通过打开第三供给阀153,仅向阴极槽172供给添加剂。通过这样的结构,阳极槽170中不含添加剂,因此能够抑制在阳极40附近消耗添加剂。[0093] 在以上说明的第二实施方式的镀覆装置中,镀覆液存积槽52被屏蔽箱160和调整板14划分成阳极槽170与阴极槽172。而且,在调整板14的开口14a设置有隔膜66、和具有多个孔且固定于隔膜66的掩膜67。通过这样的结构,与第一实施方式的镀覆装置同样,能够减小隔膜66与镀覆液接触的区域,能够抑制添加剂到达阳极40,从而能够抑制添加剂的消耗。[0094] (第三实施方式)[0095] 图23是表示第三实施方式所涉及的镀覆装置的概略图。在第三实施方式所涉及的镀覆装置中,与第二实施方式同样地具备屏蔽箱160,并将隔膜66和掩膜67安装于调整板14的开口14a。第三实施方式所涉及的镀覆装置的关于镀覆液存积槽52和屏蔽箱160的结构与第二实施方式所涉及的镀覆装置不同,在其他方面与第二实施方式所涉及的镀覆装置相同。在以下的说明中,省略与第二实施方式重复的说明。[0096] 在第三实施方式所涉及的镀覆装置中,在镀覆液存积槽52内配置有底板51,由此,镀覆液存积槽52的内部被划分成上方的基板处理室与下方的镀覆液分散室53。屏蔽箱160配置于上方的基板处理室内。通过屏蔽箱160,将基板处理室划分成阳极槽170与阴极槽172。[0097] 第三实施方式的镀覆装置与第二实施方式的镀覆装置同样,阴极槽172内的镀覆液能够溢流而流入溢流槽54内,阳极槽170内的镀覆液构成为不溢流。镀覆液循环管线58a的一端连接于溢流槽54的底部,镀覆液循环管线58a的另一端连接于镀覆液分散室53的底部。[0098] 在镀覆液存积槽52内的底板51安装有向下方垂下而限制镀覆液的流动的遮蔽板51c。另外,在底板51形成有使阴极槽172与镀覆液分散室53连通的第一镀覆液流通口51a。另外,在底板51形成有位于阳极槽170的下方的第二镀覆液流通口51b。在屏蔽箱160的底部,在与第二镀覆液流通口51b对应的位置形成有底部开口。镀覆液分散室53经过第二镀覆液流通口51b及屏蔽箱160的底部开口而与阳极槽170连通。屏蔽箱160的底部开口通常被镀覆液栓210密封。镀覆液栓210与沿上下方向延伸并延伸至屏蔽箱160之外的镀覆液栓拔出棒212连接。镀覆液栓拔出棒212沿铅垂方向移动,由此将开口160b开闭。这里,镀覆液栓拔出棒212可以通过手动来操作,也可以通过马达、螺线管或气压致动器等各种动力源来操作。[0099] 在这样的第三实施方式的镀覆装置中,在还原浴时,将含添加剂的镀覆液存积于镀覆液存积槽52。接着,在打开镀覆液栓210的状态下,将屏蔽箱160配置于镀覆液内,阳极槽170内被镀覆液充满。然后,通过关闭镀覆液栓210,将阳极槽170与阴极槽172分隔。[0100] 在这样的第三实施方式的镀覆装置中,基板处理室被屏蔽箱160和调整板14划分成阳极槽170与阴极槽172。而且,在调整板14的开口14a设置有隔膜66、和具有多个孔且固定于隔膜66的掩膜67。因此,与第一实施方式的镀覆装置同样,能够减小隔膜66与镀覆液接触的区域,能够抑制阴极槽172内的添加剂到达阳极40,从而能够抑制添加剂的消耗。[0101] 此外,在上述第一~第三实施方式中,隔膜66与掩膜67在镀覆装置中配置为沿铅垂方向延伸(板面朝向水平方向),但不限定于这样的例子。例如,隔膜66与掩膜67在镀覆装置中也可以配置为沿水平方向延伸(板面朝向铅垂方向)。[0102] 以上说明的本实施方式也能够记载为以下的方式。[0103] [方式1]根据方式1,提出了一种用于保持镀覆装置中使用的阳极的阳极保持器。上述阳极保持器具备:内部空间,形成于上述阳极保持器的内部,用于收容上述阳极;掩膜,具有多个孔,并构成为覆盖上述内部空间的前面;以及隔膜,在上述掩膜中的覆盖上述内部空间的前面的区域,该隔膜的至少一部分固定于上述掩膜。根据方式1的阳极保持器,能够通过掩膜来减小隔膜与镀覆液接触的区域,能够进一步抑制添加剂到达阳极,从而能够抑制添加剂的消耗。[0104] [方式2]根据方式2,在方式1的基础上,上述隔膜与上述掩膜经由密接层而相互密接。[0105] [方式3]根据方式3,在方式1或2的基础上,上述隔膜与上述掩膜相互粘接或熔接。[0106] [方式4]根据方式4,上述多个孔导致的开口率为2%以上25%以下。[0107] [方式5]根据方式5,在方式1至4的基础上,具备对上述隔膜和上述掩膜中的至少一个进行支承的基体,上述隔膜和上述掩膜在与被上述基体支承的第一区域不同的第二区域被相互固定。根据方式5,能够抑制镀覆液侵入隔膜与掩膜的间隙,从而能够进一步抑制添加剂的消耗。[0108] [方式6]根据方式6,在方式1至5的基础上,上述掩膜固定于上述隔膜的上述内部空间侧。[0109] [方式7]根据方式7,在方式1至5的基础上,上述掩膜固定于上述隔膜的与上述内部空间相反的一侧。[0110] [方式8]根据方式8,在方式7的基础上,上述隔膜被上述掩膜与上述阳极夹持,由此被固定于上述掩膜。[0111] [方式9]根据方式9,在方式1至8的基础上,上述多个孔的每一个为越远离上述隔膜而直径越大的锥状。根据方式9,能够抑制异物滞留于掩膜的多个孔。[0112] [方式10]根据方式10,在方式1至9的基础上,上述隔膜与上述掩膜在上述镀覆装置中配置为沿铅垂方向延伸。[0113] [方式11]根据方式11,在方式1至10的基础上,上述掩膜由树脂形成。[0114] [方式12]根据方式12,在方式1至11的基础上,上述隔膜为离子交换膜或中性隔膜。[0115] [方式13]根据方式13,提出了一种镀覆装置。上述镀覆装置具备镀覆液槽;掩膜,具有多个孔,将上述镀覆液槽分隔成配置有阳极的阳极槽与配置有阴极的阴极槽;以及隔膜,在上述掩膜中的覆盖上述内部空间的前面的区域,该隔膜的至少一部分固定于上述掩膜。根据方式13的镀覆装置,能够通过掩膜来减小隔膜与镀覆液接触的区域,能够抑制添加剂到达阳极,从而能够抑制添加剂的消耗。[0116] 以上,基于几个例子对本发明的实施方式进行了说明,但上述发明的实施方式是为了容易理解本发明,而不限定本发明。本发明当然能够在不脱离其主旨的情况下进行变更、改进,并且在本发明中包括其等效物。另外,在能够解决上述课题的至少一部分的范围或者起到效果的至少一部分的范围内,能够进行权利要求书以及说明书所记载的各构成要素的任意的组合或者省略。[0117] 本申请主张基于在2019年6月10日申请的日本专利申请编号第2019‑107724号的优先权。日本专利申请编号第2019‑107724号的包括说明书、权利要求书、附图以及摘要的全部的公开内容通过参照而整体被本申请引用。专利第2510422号(专利文献1)以及日本特开2009‑155726号公报(专利文献2)的包括说明书、权利要求书、附图以及摘要在内的全部的公开通过参照而整体被本申请引用。[0118] 附图标记说明[0119] 14…调整板;14a…开口;16…搅棒;18…基板保持器;40…阳极;50…镀覆液槽;52…镀覆液存积槽;54…溢流槽;60…阳极保持器;61…内部空间;62…保持器基座;63…保持器基罩;66…隔膜;67…掩膜;67a…孔;68…外缘掩膜;69…隔膜压板;100…密接层;102…密封部件;104…密封部件;106…壁厚部;108…屏蔽箱;111…第一掩膜部件;112…第二掩膜部件;120…密接区域;160…屏蔽箱;170…阳极槽;172…阴极槽。

专利地区:日本

专利申请日期:2020-05-28

专利公开日期:2024-06-18

专利公告号:CN113748233B

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