本發(fā)明涉及用于向電鍍槽供給電鍍液的裝置和方法。另外,本發(fā)明涉及具有那樣的裝置的電鍍系統(tǒng)。而且,本發(fā)明涉及用于收容電鍍所使用的金屬粉體的粉體容器。而且,本發(fā)明涉及使用添加有電鍍所使用的金屬粉體的電鍍液來對基板進行電鍍的方法。
背景技術:
隨著電子設備的小型化、高速化以及低電能消耗化的進行,進行半導體裝置內的配線圖案的微細化,隨著該配線圖案的微細化,配線所使用的材料從以往的鋁和鋁合金變化成銅和銅合金。銅的電阻率是1.67μωcm,比鋁(2.65μωcm)低約37%。因此,銅配線與鋁配線相比,不僅可抑制電力的消耗,而且即使是相同的配線電阻,也可更微細化。而且,由于低電阻化,銅配線也能夠抑制信號延遲。
一般而言,與pvd、cvd等相比,以能夠高速成膜的電解電鍍進行銅的向溝槽內的埋入。在該電解電鍍中,在電鍍液的存在下,通過對基板與陽極之間施加電壓,使銅膜在預先形成于基板的電阻較低的晶種層(供電層)上堆積。一般而言,晶種層由pvd等形成的銅薄膜(銅晶種層)構成,但隨著配線的微細化,要求更薄的晶種層。因此,一般而言,預想50nm左右的晶種層的膜厚今后成為10~20nm以下。
申請人提出了一種電鍍裝置(參照專利文獻1),在該電鍍裝置中,使用分割成多個的分割陽極作為陽極,使電鍍電源與這些各分割陽極單獨地連接。根據該電鍍裝置,僅在將初始電鍍膜形成于基板的恒定期間,位于中央側的分割陽極的電流密度比位于外周側的分割陽極的電流密度高,防止電鍍電流集中于基板的外周部而使電鍍電流也向基板的中央側流動,從而即使是表層電阻較高的情況下,也可形成均勻的膜厚的電鍍膜。而且,申請人提出了使用不溶解陽極作為陽極的電鍍技術(參照專利文獻2、3)。在保持該不溶解陽極的陽極保持件設置有對陽極室內的電鍍液進行抽吸而排出的電鍍液排出部,并且,設置有連接到從電鍍液供給裝置延伸的電鍍液供給管的電鍍液注入部。
而且,近來,為了滿足對使用了半導體的電路系統(tǒng)小型化的要求,實現了能夠將半導體電路安裝于接近其芯片尺寸的封裝。作為實現這樣的封裝的安裝的方法之一,提出了被稱為晶圓級封裝(wlp、或者lp-csp)的封裝方法。另外,一般而言,該晶圓級封裝存在扇入(fanin)型技術(也稱為wlcsp(waferlevelchipscalepackage,晶圓級芯片尺寸封裝))和扇出型(fanout)技術。扇入型wlp是在與芯片尺寸相同的區(qū)域中設置外部電極(外部端子)的技術。另一方面,扇出型wlp(fpwlp、fanoutwafer-level-pachaging)例如是如下技術:在埋入有多個芯片的由絕緣樹脂形成的基板上,在形成再配線和外部電極等比芯片尺寸大的區(qū)域中設置外部端子的技術。在形成這樣的晶圓上的再配線和絕緣層等時,有時使用電解電鍍技術,設想了也將電解電鍍技術適用于上述的扇出型wlp。
為了將電解電鍍技術適用于這樣的對微細化要求較高的扇出型wlp技術等,在電鍍液的管理等方面要求更高級的技術。
申請人提出了如下方法:為了進行所謂的自下而上電鍍,防止阻礙自下而上電鍍的電解液成分的生成且對晶圓等基板進行電鍍(參照專利文獻4)。該方法是如下技術:使不溶解陽極和基板與含有添加劑的硫酸銅電鍍液接觸,利用電鍍電源在基板與不溶解陽極之間施加預定的電鍍電壓而對基板進行電鍍。
另一方面,如上所述,在使用了不溶解性陽極的電鍍裝置中,可設想采用這樣的方法來補充目的的金屬離子:將粉末狀的金屬鹽投入循環(huán)槽內、或在別的槽中使金屬片溶解來進行補充。在此,若將粉末狀的金屬鹽向電鍍液中補充,則微粒在電鍍液中增加,擔心該增加了的微粒成為使電鍍處理后的基板的表面產生缺陷的原因,因此,申請人提出了在使用了不溶解陽極的電鍍裝置中將電鍍液的各成分的濃度長期保持恒定的技術(專利文獻5)。采用該技術,通過一邊回收電鍍液一邊循環(huán)再利用電鍍液,能夠盡量將電鍍液的使用量抑制得較少。另外,通過使用不溶解性陽極,無需陽極的更換就能夠容易地進行陽極的保養(yǎng)、管理。而且,能夠向電鍍液補充以比電鍍液高的濃度含有電鍍液所含有的成分的補充液,從而將隨著使電鍍液循環(huán)并再利用而變化的電鍍液成分的濃度維持在恒定范圍內。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2002―129383號公報
專利文獻2:日本特開2005―213610號公報
專利文獻3:日本特開2008―150631號公報
專利文獻4:日本特開2016—074975號公報
專利文獻5:日本特開2007―051362號公報
若使用不溶解陽極來以銅對基板進行電鍍,則電鍍液中的銅離子減少。因而,在電鍍液供給裝置中,需要對電鍍液中的銅離子的濃度進行調整。作為向電鍍液補充銅的一個方法可列舉的是向電鍍液添加氧化銅粉體。然而,若粉體在半導體制造工廠內飛散,則引起無塵室內的污染。而且,電鍍液供給裝置要求不降低生產率就將所需要的量的氧化銅向電鍍液添加。此外,也提高對使用那樣的添加了氧化銅的電鍍液而在基板形成品質更高的銅膜的電鍍技術的要求。
技術實現要素:
發(fā)明所要解決的課題
本發(fā)明的目的在于提供一種用于向電鍍液添加至少含有銅等金屬的粉體并將該電鍍液向電鍍槽供給的改良后的裝置和方法。另外,本發(fā)明的目的在于提供一種具備那樣的裝置的電鍍系統(tǒng)。而且,本發(fā)明的目的在于提供一種上述裝置所使用的、用于收容至少含有銅等金屬的粉體的粉體容器。而且,本發(fā)明的目的在于提供一種能夠使用添加有至少含有銅等金屬的粉體的電鍍液而在基板形成品質更高的金屬膜的電鍍方法。
用于解決課題的手段
根據本發(fā)明的一方式,提供一種用于向電鍍槽供給電鍍液的裝置,所述電鍍液中溶解有至少含有電鍍所使用的金屬的粉體,該裝置的特征在于,具備:料斗,其具有能夠與收容有所述粉體的粉體容器的粉體導管連結的投入口;送料器,其與所述料斗的下部開口連通;電動機,其與所述送料器連結;以及電鍍液箱,其與所述送料器的出口連結,使所述粉體溶解于所述電鍍液。
在一實施方式中,該用于向電鍍槽供給電鍍液的裝置還具備:重量測定器,其對所述料斗的重量和所述送料器的重量進行測定;動作控制部,其基于所述重量的測定值的變化,對所述電動機的動作進行控制。
在一實施方式中,所述動作控制部根據所述重量的測定值的變化,對所述粉體的向所述電鍍液的添加量進行推算,使所述電動機動作直到所述添加量達到目標值為止。
在一實施方式中,所述料斗的投入口具有連接密封件,該連接密封件的口徑隨著距所述料斗的投入口的頂端的距離變大而逐漸變小。
在一實施方式中,所述連接密封件由彈性材料構成。
在一實施方式中,該用于向電鍍槽供給電鍍液的裝置還具備所述料斗的投入口配置到內部的密閉腔室,所述密閉腔室具備:門,所述粉體容器能夠經由該門向內部搬入;以及手套式構件,其構成所述密閉腔室的壁的一部分。
在一實施方式中,所述密閉腔室具備用于使其內部空間與負壓源連通的排氣口。
在一實施方式中,在所述密閉腔室內配置有使所述粉體容器振動的振動裝置。
在一實施方式中,在所述密閉腔室內配置有保持所述粉體容器的真空夾具。
在一實施方式中,所述電鍍液箱具備對所述電鍍液進行攪拌的攪拌機。
在一實施方式中,所述電鍍液箱具備:配置有所述攪拌機的攪拌槽;以及溢流槽,其與設置于該攪拌槽的下部的連通孔連接。
在一實施方式中,所述電鍍液箱還具備與所述溢流槽鄰接的迂回流路。
在一實施方式中,所述電鍍液箱還具備配置于所述溢流槽內的多個擋板,所述多個擋板交替錯開地排列。
在一實施方式中,該裝置還具備:包圍罩,其包圍所述送料器與所述電鍍液箱之間的連接部;惰性氣體供給管線,其與所述包圍罩的內部連通。
根據本發(fā)明的一方式,提供一種電鍍系統(tǒng),其特征在于,該電鍍系統(tǒng)具備:多個電鍍槽,其用于對基板進行電鍍;上述用于向電鍍槽供給電鍍液的裝置;電鍍液供給管,其從所述用于向電鍍槽供給電鍍液的裝置向所述多個電鍍槽延伸。
在一實施方式中,該電鍍系統(tǒng)還具備從所述多個電鍍槽向所述用于向電鍍槽供給電鍍液的裝置延伸的電鍍液返回管。
根據本發(fā)明的一方式,提供一種向電鍍液供給粉體的方法,所述粉體至少含有電鍍所使用的金屬,該方法的特征在于,將收容所述粉體的粉體容器的粉體導管與料斗的投入口連結,從所述粉體容器向所述料斗供給所述粉體,一邊對貯存有所述粉體的所述料斗的重量和與該料斗的下部開口連通的送料器的重量進行測定,一邊使所述送料器動作,基于所述重量的測定值的變化,利用所述送料器向電鍍液添加所述粉體。
在一實施方式中,該向電鍍液供給粉體的方法還包括對添加有所述粉體的所述電鍍液進行攪拌的工序。
在一實施方式中,該向電鍍液供給粉體的方法還包括根據所述重量的測定值的變化,對所述粉體的向所述電鍍液的添加量進行推算,使所述送料器動作直到所述添加量達到目標值為止的工序。
根據本發(fā)明的一方式,提供一種粉體容器,用于收容至少含有電鍍所使用的金屬的粉體,該粉體容器的特征在于,具備:容器主體,其能夠在內部收容所述粉體;粉體導管,其與所述容器主體連接;以及閥,其安裝于所述粉體導管。
在一實施方式中,所述粉體導管的頂端具有圓錐臺狀。
根據本發(fā)明的一方式,提供一種對基板進行電鍍的方法,其特征在于,具有:將電鍍液從電鍍槽向電鍍液箱移送的工序;基于電鍍槽內的電鍍液中的金屬離子的濃度,對至少含有電鍍所使用的金屬的粉體應該向收容于所述電鍍液箱的電鍍液添加的量進行推算的工序;將所述至少含有電鍍所使用的金屬的粉體向收容于所述電鍍液箱的電鍍液供給的工序;使所述粉體溶解于所述電鍍液箱所收容的電鍍液的工序;將所述粉體溶解后的所述電鍍液從所述電鍍液箱向所述電鍍槽供給的工序;使基板與收容于所述電鍍槽的電鍍液接觸的工序;以及在收容于所述電鍍槽內的電鍍液中產生電化學反應,以在電鍍液中使所述金屬析出于基板表面上的工序。
在一實施方式中,所述電鍍槽由多個電鍍槽構成,在將收容于所述電鍍液箱的電鍍液向該多個電鍍槽供給時,一邊對電鍍液的流量進行控制,一邊向該多個電鍍槽分別供給電鍍液。
在一實施方式中,所述電鍍槽由多個電鍍槽構成,對該多個電鍍槽內的電鍍液中的金屬離子始終進行監(jiān)視,并且在所述金屬離子的濃度低于預定值的情況下,使該多個電鍍槽內的電鍍液從電鍍槽向電鍍液箱移送,并且將電鍍液從所述電鍍液箱向所述多個電鍍槽中的任意一個供給。
根據本發(fā)明的一方式,提供一種存儲介質,其是非臨時性的計算機可讀取的存儲介質,其儲存有用于執(zhí)行對基板進行電解電鍍的方法的計算機程序,該存儲介質的特征在于,所述對基板進行電解電鍍的方法具有:將電鍍液從電鍍槽向電鍍液箱移送的工序;將至少含有電鍍所使用的金屬的粉體向收容于所述電鍍液箱的電鍍液供給的工序;使所述粉體溶解于所述電鍍液箱所收容的電鍍液的工序;將所述粉體溶解后的所述電鍍液從所述電鍍液箱向所述電鍍槽供給的工序;使基板與收容到所述電鍍槽的電鍍液接觸的工序;以及在收容于所述電鍍槽內的電鍍液中產生電化學反應,以在電鍍液中使所述金屬析出于基板表面上的工序。
根據本發(fā)明的一方式,可提供一種存儲介質,該存儲介質是非臨時性的計算機可讀取的存儲介質,儲存有用于執(zhí)行對基板進行電解電鍍的方法的計算機程序,該存儲介質的特征在于,所述對基板進行電解電鍍的方法具有:對電鍍槽內的電鍍液所含有的金屬離子的濃度是否低于設定值進行監(jiān)視的工序;在所述金屬離子的濃度低于預定值的情況下,對至少含有金屬的粉體應該向電鍍液添加的量進行推算的工序;將電鍍液從所述電鍍槽向電鍍液箱移送的工序;將所述粉體向收容于所述電鍍液箱的電鍍液供給直到達到推算出的所述量為止的工序;使所述粉體溶解于所述電鍍液箱所收容的電鍍液的工序;將所述粉體溶解后的所述電鍍液從所述電鍍液箱向所述電鍍槽供給的工序;使基板與收容于所述電鍍槽的電鍍液接觸的工序;以及在收容于所述電鍍槽內的電鍍液中產生電化學反應,以在電鍍液中使所述金屬析出于基板表面上的工序。
發(fā)明的效果
根據本發(fā)明,能夠提供一種能夠防止粉體的飛散、同時將粉體向電鍍液添加、且使其溶解的裝置和方法。而且,根據本發(fā)明,能夠使用添加有至少銅等金屬的粉體的電鍍液來在基板形成品質更高的金屬膜(例如銅膜)。
在電鍍于基板的金屬種類不是銅而是例如銦、鎳、鈷、釕這樣的其他金屬的情況,也能夠使用上述的粉體容器、電鍍系統(tǒng)以及電鍍方法。作為該情況的粉體的例子,可列舉出例如硫酸銦、硫酸鎳、硫酸鈷等硫酸鹽、氨基磺酸鎳、氨基磺酸鈷等氨基磺酸鹽、溴化鎳、氯化鎳、氯化鈷等鹵化物、氧化銦這樣的粉體。
附圖說明
圖1是表示第一實施方式的電鍍系統(tǒng)的整體的示意圖。
圖2是表示能夠在內部保持氧化銅粉體的粉體容器的側視圖。
圖3是表示蓋被卸下、閥被打開的狀態(tài)的粉體容器的圖。
圖4是密閉腔室的立體圖。
圖5是表示密閉腔室的內部的圖。
圖6是表示粉體容器的粉體導管的頂端和料斗的投入口的圖。
圖7是表示粉體容器的粉體導管的頂端與料斗的投入口緊貼的狀態(tài)的圖。
圖8是表示氧化銅粉體的從粉體容器向料斗的供給工序的流程圖。
圖9是表示料斗和送料器的側視圖。
圖10是電鍍液箱的立體圖。
圖11是電鍍液箱的俯視圖。
圖12是從圖11的箭頭a所示的方向觀察到的電鍍液箱的縱剖視圖。
圖13是表示電鍍液箱的另一實施方式的示意圖。
圖14是表示電鍍液箱的又一實施方式的示意圖。
圖15是表示調查擋板的數量對氧化銅粉體的溶解帶來的影響的實驗結果的圖。
圖16是表示第二實施方式的電鍍系統(tǒng)的整體的示意圖。
圖17是表示在第一實施方式的電鍍系統(tǒng)中將氧化銅粉體向電鍍液添加的控制序列的流程圖。
圖18是表示在第二實施方式的電鍍系統(tǒng)中將氧化銅粉體向電鍍液添加的控制序列的流程圖。
符號說明
1電鍍裝置
2電鍍槽
5內槽
6外槽
8不溶解陽極
9陽極保持件
11基板保持件
15電鍍電源
17電鍍控制部
18a、18b濃度測定器
20電鍍液供給裝置
21粉體容器
24密閉腔室
26投入口
27料斗
28連接密封件
30送料器
31電動機
32動作控制部
35電鍍液箱
36電鍍液供給管
36a分支管
37電鍍液返回管
37a排出管
38流量計
39流量調節(jié)閥
40泵
41過濾器
42純水供給管線
43開閉閥
44流量計
45容器主體
46粉體導管
47流量調節(jié)閥
48閥
49把手
50蓋子
55門
56手套式構件
58排氣口
61真空夾具
65振動裝置
66底座
68框架
70噴射器
72壓縮空氣供給管
73支架
74蓋
75排氣管
80重量測定器
81包圍罩
83惰性氣體供給管線
85攪拌機
86攪拌葉片
87電動機
88擋板
88a缺口
91攪拌槽
92溢流槽
93迂回流路
95連通孔
110第一連結管
112第二連結管
113泵
115流量計
116電鍍液排出閥
118濃度測定器
w基板
具體實施方式
以下,參照附圖說明本發(fā)明的實施方式。圖1是表示第一實施方式的電鍍系統(tǒng)的整體的示意圖。電鍍系統(tǒng)具備設置于無塵室內的電鍍裝置1和設置于地下室的電鍍液供給裝置20。在本實施方式中,電鍍裝置1是用于將銅電解電鍍于晶圓等基板上的電解電鍍單元,電鍍液供給裝置20是用于將至少含有銅的粉體向在電鍍裝置1中使用的電鍍液供給的電鍍液供給單元。在本實施方式中,作為至少含有銅的粉體,對使用了氧化銅粉體的例子進行記載,但能夠使用含有至少銅的顆粒狀的成形物。另外,本實施方式中的氧化銅粉末的平均粒徑是10微米~200微米的范圍,更優(yōu)選設為15微米~50微米的范圍。若平均粒徑過小,則有可能成為粉塵而易于飛散。相反,若平均粒徑過大,則在形成電鍍液時的向溶液的溶解性也有可能變差。
此外,在本說明書中,“粉體”、“粉末”至少含有固狀的粒子、成形的粒狀物、成形為顆粒狀的固形物、設為小粒徑的球體的銅固形物球、將固體狀的銅成形為緞帶或者細長帶狀而成的帶狀物、或由它們的任一個組合構成的混合物。
電鍍裝置1具有四個電鍍槽2。各電鍍槽2具備內槽5和外槽6。在內槽5內配置有保持于陽極保持件9的不溶解陽極8。而且,在電鍍槽2中,在不溶解陽極8的周圍配置有中性膜(未圖示)。內槽5充滿電鍍液,電鍍液從內槽5溢流而流入外槽6。此外,在內槽5設置有攪拌棒(未圖示),該攪拌棒由例如pvc、pp或ptfe等樹脂、或由氟樹脂等包覆sus、鈦且板厚具有3mm~5mm的恒定的厚度的矩形板狀構件構成。該攪拌棒與基板w平行地進行往復運動而對電鍍液進行攪拌,由此,能夠將充足的銅離子和添加劑向基板w的表面均勻地供給。
晶圓等基板w保持于基板保持件11,與基板保持件11一起浸漬于電鍍槽2的內槽5內的電鍍液中。另外,作為被電鍍對象物的基板w能夠使用半導體基板、印刷配線板等。在此,在使用了例如半導體基板作為基板w的情況下,半導體基板是平坦或實質上平坦的(此外,在本案說明書中,針對具有槽、管、抗蝕劑圖案等的基板,視作實質上平坦)。在對這樣的平坦的被電鍍物進行電鍍的情況下,需要一邊考慮要成膜的電鍍膜的面內均勻性且要成膜的膜質不降低,一邊隨著時間變化地控制電鍍條件。
不溶解陽極8借助陽極保持件9與電鍍電源15的正極電連接,保持于基板保持件11的基板w借助基板保持件11與電鍍電源15的負極電連接。若利用電鍍電源15對浸漬于電鍍液的不溶解陽極8與基板w之間施加電壓,則在收容于電鍍槽2內的電鍍液中引起電化學反應,銅析出于基板w的表面上。這樣一來,基板w的表面被銅電鍍。電鍍裝置1也可以具備比四個少的、或比四個多的電鍍槽2。
電鍍裝置1具備對基板w的電鍍處理進行控制的電鍍控制部17。該電鍍控制部17具有根據在基板w中流動的電流的累積值對電鍍槽2內的電鍍液所含有的銅離子的濃度進行推算的功能。隨著基板w被電鍍,電鍍液中的銅被消耗。銅的消耗量與在基板w中流動的電流的累積值成正比。因而,電鍍控制部17能夠根據電流的累積值對各電鍍槽2的電鍍液中的銅離子濃度進行推算。
電鍍液供給裝置20具備:密閉腔室24,其供收容有氧化銅粉體的粉體容器21搬入;料斗27,其貯存從粉體容器21供給來的氧化銅粉體;送料器30,其與料斗27的下部開口連通;電動機31,其與送料器30連結;電鍍液箱35,其與送料器30的出口連結,使氧化銅粉體溶解于電鍍液;動作控制部32,其對電動機31的動作進行控制。送料器30被電動機31驅動。作為電鍍液,可使用酸性的硫酸銅電鍍液,在該酸性的硫酸銅電鍍液中,除了含有硫酸、硫酸銅和鹵離子之外,還含有作為添加劑的、由sps(聚二硫二丙烷磺酸鈉)構成的電鍍促進劑、由peg(聚乙二醇)等構成的抑制劑、和由pei(聚乙烯亞胺)等構成的均化劑(平滑化劑)的有機添加物。作為鹵離子,優(yōu)選使用氯化物離子。
電鍍裝置1和電鍍液供給裝置20由電鍍液供給管36和電鍍液返回管37連接。更具體而言,電鍍液供給管36從電鍍液箱35延伸到電鍍槽2的內槽5的底部。電鍍液供給管36分支成四個分支管36a,四個分支管36a分別與四個電鍍槽2的內槽5的底部連接。在四個分支管36a分別設置有流量計38和流量調節(jié)閥39,流量計38和流量調節(jié)閥39與電鍍控制部17連接。電鍍控制部17構成為,基于由流量計38測定出的電鍍液的流量對流量調節(jié)閥39的開度進行控制。因而,經由四個分支管36a向各電鍍槽2供給的電鍍液的流量由設置于各電鍍槽2的上游側的各流量調節(jié)閥39控制,這些流量大致相同。電鍍液返回管37從電鍍槽2的外槽6的底部延伸到電鍍液箱35。電鍍液返回管37具有與四個電鍍槽2的外槽6的底部分別連接的四個排出管37a。
在電鍍液供給管36設置有用于移送電鍍液的泵40和配置于泵40的下游側的過濾器41。在電鍍裝置1中使用的電鍍液經由電鍍液返回管37向電鍍液供給裝置20輸送,由電鍍液供給裝置20將添加了氧化銅粉體的電鍍液經由電鍍液供給管36向電鍍裝置1輸送。泵40既可以使電鍍液在電鍍裝置1與電鍍液供給裝置20之間始終循環(huán),或也可以是,使預先確定好的量的電鍍液間歇地從電鍍裝置1向電鍍液供給裝置20輸送,使添加有氧化銅粉體的電鍍液從電鍍液供給裝置20向電鍍裝置1間歇地返回。
而且,為了向電鍍液中補充純水(diw),純水供給管線42與電鍍液箱35連接。在該純水供給管線42配置有用于在使電鍍裝置1停止時等使純水供給停止的開閉閥43(通常設為開)、用于對純水的流量進行測定的流量計44、用于對純水的流量進行調節(jié)的流量調節(jié)閥47。該流量計44和流量調節(jié)閥47與電鍍控制部17連接。在電鍍液中的銅離子濃度超過了設定值的情況下,為了稀釋電鍍液,電鍍控制部17構成為對流量調節(jié)閥47的開度進行控制而將純水向電鍍液箱35供給。
電鍍控制部17與電鍍液供給裝置20的動作控制部32連接。若電鍍液中的銅離子濃度低于設定值,則電鍍控制部17將表示補充要求值的信號向電鍍液供給裝置20的動作控制部32發(fā)送。收到該信號,電鍍液供給裝置20將氧化銅粉體向電鍍液添加直到氧化銅粉體的添加量達到補充要求值為止。在本實施方式中,電鍍控制部17和動作控制部32構成為獨立的裝置,但在一實施方式中,電鍍控制部17和動作控制部32也可以構成為一個控制部。在該情況下,控制部也可以是按照程序動作的計算機。該程序也可以儲存于存儲介質。
電鍍裝置1也可以具備對電鍍液中的銅離子濃度進行測定的濃度測定器18a。濃度測定器18a分別安裝于電鍍液返回管37的四個排出管37a。由濃度測定器18a獲得的銅離子濃度的測定值向電鍍控制部17發(fā)送。電鍍控制部17既可以將根據電流的累積值推算出的電鍍液中的銅離子濃度與上述設定值進行比較,或也可以將由濃度測定器18a測定出的銅離子濃度與上述設定值進行比較。電鍍控制部17也可以基于根據電流的累積值推算出的電鍍液中的銅離子濃度(即銅離子濃度的推算值)和由濃度測定器18a測定出的銅離子濃度(即銅離子濃度的測定值)之間的比較來對銅離子濃度的推算值校正。也可以是,例如,電鍍控制部17通過用銅離子濃度的推算值除以銅離子濃度的測定值來決定校正系數,該校正系數乘以銅離子濃度的推算值,從而對銅離子濃度的推算值進行校正。優(yōu)選定期地更新校正系數。
另外,也能夠在電鍍液供給管36設置有分支管36b,在該分支管36b設置有濃度測定器18b來對電鍍液中的銅離子濃度進行監(jiān)控、在該分支管36b設置有分析裝置(例如cvs裝置、比色計等)來不僅對銅離子進行定量分析、監(jiān)視,還對各種化學成分的溶解濃度進行定量分析、監(jiān)視。只要如此構成,能夠在向各電鍍槽2供給電鍍液之前對處于電鍍液供給管36的電鍍液中的化學成分、例如雜質的濃度進行分析,因此,能夠防止溶解雜質對電鍍性能產生影響,更可靠地進行精度更好的電鍍處理。也可以僅設置濃度測定器18a、18b中的任一者。
利用上述那樣的結構,在第一實施方式的電鍍系統(tǒng)中,可使電鍍液中所含有的銅離子濃度在電鍍槽2間實質上相同來進行銅的向電鍍液的補充。
圖2是表示能夠在內部保持氧化銅粉體的粉體容器21的側視圖。如圖2所示,粉體容器21具備:容器主體45,其能夠在內部收容氧化銅粉體;粉體導管46,其與容器主體45連接;閥48,其安裝于粉體導管46。容器主體45由聚乙烯等合成樹脂構成。在容器主體45形成有把手49,作業(yè)人員能夠抓住把手49來搬運粉體容器21。粉體容器21的容量沒有特別限定,是作業(yè)人員能夠搬運填充有氧化銅粉體的粉體容器21的程度的容量。在一個例子中,粉體容器21的容量是4l。作為向粉體容器21填充的氧化銅,不僅是沒有成形的氧化銅粉體,也可以是由氧化銅粉體成形的顆粒(粒狀物)。在使用成形為顆粒狀的氧化銅粉體的情況下,能夠更有效地抑制粉塵的飛散。
粉體導管46利用例如焊接這樣的接合手段與容器主體45接合。粉體導管46由允許氧化銅粉體的通過的配管構成。該粉體導管46相對于鉛垂方向以約30度的角度傾斜。若將安裝于粉體導管46的閥48打開,則氧化銅粉體能夠通過粉體導管46,若關閉閥48,則氧化銅粉體無法通過粉體導管46。圖2表示閥48關閉的狀態(tài)。在粉體導管46的頂端46a安裝有蓋子(即蓋)50。
圖3是表示蓋子50被卸下、閥48被打開了的狀態(tài)的粉體容器21的圖。氧化銅粉體經由粉體導管46被投入處于圖3的狀態(tài)的粉體容器21。若氧化銅粉體的投入結束,則閥48關閉,蓋子50安裝于粉體導管46的頂端(參照圖2)。填充有氧化銅粉體的粉體容器21在閥48關閉的狀態(tài)下向圖1所示的密閉腔室24內搬入。
圖4是密閉腔室24的立體圖。在本實施方式中,密閉腔室24是能夠在其內部形成密閉了的空間的矩形形狀的箱。密閉腔室24具備:門55,上述粉體容器21能夠經由該門55搬入該密閉腔室24的內部空間;兩個手套式構件56,其構成密閉腔室24的壁的一部分。另外,以門55將密閉腔室24內密閉的方式安裝有門55的安裝框由具有密封功能的橡膠等構件構成。手套式構件56由膜構成,該膜由可隨著作業(yè)人員的手的形狀變形的柔軟的原材料(例如聚乙烯等合成橡膠)構成,手套式構件56以作業(yè)人員能夠在密閉腔室24內部作業(yè)的方式主體突出到密閉腔室24內。這兩個手套式構件56配置于門55的兩側。密閉腔室24具備用于使其內部空間與負壓源連通的排氣口58。負壓源是例如真空泵。密閉腔室24的內部經由排氣口58形成負壓。
圖5是表示密閉腔室24的內部的圖。在密閉腔室24內配置有:真空夾具61,其利用真空吸引保持粉體容器21;振動裝置(振動器)65,其使粉體容器21振動;底座66,其支承粉體容器21。粉體容器21以粉體導管46朝向下方的狀態(tài)設置于真空夾具61和底座66。真空夾具61固定于框架68,振動裝置65固定于真空夾具61。真空夾具61具有與粉體容器21接觸的防振橡膠61a。在該防振橡膠61a形成有通孔(未圖示),該通孔在內部形成真空。振動裝置65和真空夾具61的動作可由圖1所示的動作控制部32控制。
真空夾具61與作為真空產生裝置的噴射器70連接。噴射器70和振動裝置65連接于壓縮空氣供給管72。壓縮空氣供給管72分支成兩個,一個與噴射器70連接,另一個與振動裝置65連接。若壓縮空氣向噴射器70輸送,則噴射器70在真空夾具61內形成真空,粉體容器21利用真空吸引而保持于真空夾具61的防振橡膠61a。振動裝置65具有利用壓縮空氣進行工作的構造。振動裝置65將振動經由真空夾具61向粉體容器21傳遞,使保持于真空夾具61的粉體容器21振動。構成為振動裝置65的頻率由電鍍液供給裝置20的振動控制部(未圖示)控制。振動控制部也可以由動作控制部32構成。振動裝置65也可以與粉體容器21的側面直接接觸。在一實施方式中,振動裝置65也可以是電動式振動裝置。
在密閉腔室24內配置有可與粉體容器21連結的料斗27的投入口26。粉體容器21的粉體導管46的頂端46a(參照圖3)插入料斗27的投入口26(參照圖6和圖7),由此,粉體容器21的粉體導管46的頂端46a與料斗27的投入口26連結。若在粉體導管46和投入口26連結起來的狀態(tài)下打開閥48(參照圖7),則粉體容器21內的氧化銅粉體經由粉體導管46流入投入口26,最終向料斗27內落下。
在粉體容器21內的粉體導管46附近,有時產生氧化銅粉體的橋接現象。橋接現象是粉體的密度提高而將粉體容器21封閉的現象。為了防止這樣的橋接現象,振動裝置65使粉體容器21振動,使粉體容器21內的氧化銅粉體流動化。振動裝置65的振動范圍優(yōu)選每分鐘1000次~10000次,更優(yōu)選是每分鐘7000次~8000次。
在粉體導管46與料斗27的投入口26連接時的粉體容器21整體上傾斜那樣的位置,粉體導管46安裝于粉體容器21。具體而言,在粉體導管46連接到料斗27的投入口26時,粉體容器21的一個側面相對于水平面以50度~70度的角度傾斜,另一個側面相對于水平面以20度~40度的角度傾斜。這樣,在粉體導管46連接到料斗27的投入口26時,粉體容器21的兩側面朝向粉體導管46在粉體導管46的左側和右側以不同的角度傾斜,因此,集中于粉體導管46附近的粉體的壓力在粉體導管46的左側和右側不同。因而,能夠有效地防止橋接現象的產生,結果,氧化銅粉體被迅速地排出,且氧化銅粉體難以殘留于粉體容器21內。
圖6是表示粉體容器21的粉體導管46的頂端46a和料斗27的投入口26的圖。粉體導管46的頂端46a具有圓錐臺狀。料斗27的投入口26具有與粉體導管46的頂端46a的形狀相對應的形狀。更具體而言,料斗27的投入口26具有口徑隨著距料斗27的投入口26的頂端(上端)的距離變大而逐漸變小的連接密封件28。該連接密封件28由橡膠等彈性材料構成。如圖7所示,若將粉體導管46的頂端46a插入料斗27的投入口26,則粉體導管46的頂端46a與投入口26的連接密封件28緊貼,粉體導管46的頂端46a與料斗27的投入口26之間的間隙被連接密封件28密封。因而,可防止氧化銅粉體的飛散。
參照圖8說明氧化銅粉體的從粉體容器21向料斗27的供給作業(yè)。在步驟1中,準備在內部填充有氧化銅粉體的粉體容器21。在步驟2中,打開密閉腔室24的門55,在步驟3中,將粉體容器21放入密閉腔室24內。在步驟4中,將門55關閉,在步驟5中,作業(yè)人員安裝手套式構件56,卸下密閉腔室24內的粉體容器21的蓋子50。在步驟6中,將粉體容器21的粉體導管46與料斗27的投入口26連接,在步驟7中,打開粉體容器21的閥48,在步驟8中,一邊利用真空夾具61保持粉體容器21一邊利用振動裝置65使粉體容器21振動。粉體容器21內的氧化銅粉體經由投入口26向料斗27內供給。若氧化銅粉體的供給結束,則在步驟9中,使粉體容器21的振動停止,在步驟10中,將閥48關閉,在步驟11中,使由真空夾具61進行的粉體容器21的真空吸引停止。在步驟12中,將粉體容器21從真空夾具61和底座66卸下,在步驟13中,將蓋子50安裝于粉體導管46。然后,在步驟14中,將門55打開,在步驟15中,將粉體容器21從密閉腔室24取出。
從上述的步驟1到步驟15的全部的步驟以在密閉腔室24內形成有負壓的狀態(tài)進行。另外,從打開閥48到關閉閥48為止,粉體容器21位于密閉腔室24內。因而,即使氧化銅粉體從粉體容器21灑落,氧化銅粉體也不會從密閉腔室24泄漏。料斗27的容量是粉體容器21的容量的數倍,因此,反復進行上述的步驟1~步驟15直到充分的量的氧化銅粉體貯存于料斗27內為止。
接著,說明料斗27和送料器30。圖9是表示料斗27和送料器30的側視圖。料斗27是粉體貯存器(或顆粒貯存器),從粉體容器21供給來的氧化銅粉體可貯存于料斗27的內部。料斗27的下半部分具有圓錐臺狀,氧化銅粉體易于向下方流動。料斗27的上端開口由蓋74覆蓋。供上述的粉體容器21的粉體導管46連接的投入口26固定于蓋74。而且,在蓋74固定有排氣管75。該排氣管75與料斗27的內部空間連通,而且,與未圖示的負壓源連通。因而,經由排氣管75在料斗27的內部空間形成負壓。
送料器30與料斗27的下部開口連通。在本實施方式中,送料器30是具備螺桿31a的螺桿送料器。電動機31與送料器30連結,送料器30被電動機31驅動。料斗27和送料器30固定于支架73,而且,支架73支承于重量測定器80。重量測定器80構成為,對料斗27、送料器30、電動機31、以及存在于料斗27和送料器30的內部的氧化銅粉體的總重量進行測定。
送料器30的出口30b與電鍍液箱35連結。若電動機31驅動送料器30,則料斗27內的氧化銅粉體被送料器30向電鍍液箱35輸送。包圍送料器30與電鍍液箱35之間的連接部的包圍罩81固定于電鍍液箱35。送料器30的出口30b位于包圍罩81內。包圍罩81與惰性氣體供給管線83連接,惰性氣體供給管線83與包圍罩81的內部連通。惰性氣體供給管線83將氮氣等惰性氣體向包圍罩81的內部供給,惰性氣體充滿包圍罩81的內部。
將惰性氣體向包圍罩81的內部供給的理由如下所述。存在以貯存于電鍍液箱35的電鍍液維持在高溫的方式進行運轉的情況。在這樣的情況下,從電鍍液產生蒸氣。該蒸氣上升而到達送料器30與電鍍液箱35之間的連接部,而且,經由送料器30的出口30b進入送料器30內。若蒸氣吸附于送料器30內的氧化銅粉體,則氧化銅粉體有可能凝聚而使送料器30封閉。因此,在這樣的情況下,通過將氮氣等惰性氣體注入包圍罩81內,將蒸氣壓下,防止蒸氣進入送料器30內。
重量測定器80與對電動機31的動作進行控制的動作控制部32連接,從重量測定器80輸出來的重量的測定值向動作控制部32發(fā)送。動作控制部32接收從電鍍裝置1(參照圖1)發(fā)送的表示補充要求值的信號,根據從重量測定器80輸出來的重量的測定值的變化,對氧化銅粉體的向電鍍液箱35內的電鍍液的添加量進行推算,使電動機31動作直到氧化銅粉體的添加量達到補充要求值為止。電動機31驅動送料器30,送料器30將與補充要求值相對應的量的氧化銅粉體向電鍍液箱35添加。補充要求值是以反映被收容于電鍍槽2的電鍍液中的銅離子消耗量的方式隨著電鍍液的銅離子濃度可變化的值,表示應該向收容于電鍍液箱35的電鍍液添加的氧化銅粉體的量的目標值。
若電鍍槽2內的電鍍液中的銅離子濃度低于設定值,則電鍍控制部17根據電鍍槽2內的電鍍液中的銅離子濃度對補充要求值進行推算。作為電鍍槽2內的電鍍液中的銅離子濃度,如上所述,能夠使用根據電流的累積值推算出的電鍍液中的銅離子濃度、或由濃度測定器18a和/或濃度測定器18b測定出的銅離子濃度。
若大量的氧化銅粉體在短時間添加于電鍍液中,則有氧化銅粉體在電鍍液中溶解之前凝聚,氧化銅粉體不完全溶解的擔憂。另外,若送料器30的螺桿30a的旋轉速度過高,則有可能氧化銅粉體在送料器30內凝聚,形成難以溶于電鍍液的氧化銅粉體的塊。因此,為了防止這樣的氧化銅粉體的凝聚體、塊的形成,優(yōu)選設定螺桿30a的旋轉速度的上限值。更具體而言,動作優(yōu)選控制部32對電動機31進行控制,以使螺桿30a以預先設定好的上限值以下的旋轉速度旋轉。
在料斗27內的氧化銅粉體的殘量較少的情況下,優(yōu)選動作控制部32發(fā)出警報。更具體而言,優(yōu)選的是,若從重量測定器80輸出來的重量的測定值低于下限值,則動作控制部32發(fā)出警報。
接著,說明電鍍液箱35。圖10是電鍍液箱35的立體圖,圖11是電鍍液箱35的俯視圖,圖12是從圖11的箭頭a所示的方向觀察到的電鍍液箱35的縱剖視圖。電鍍液箱35具備:攪拌槽91,其配置有攪拌機85;及溢流槽92,其與設置于該攪拌槽91的下部的連通孔95連接。溢流槽92經由連通孔95與攪拌槽91連通。連接到圖1所示的電鍍槽2的電鍍液返回管37與攪拌槽91連接。因而,在圖1的電鍍裝置1中使用的電鍍液返回攪拌槽91。
送料器30的出口30b位于攪拌槽91的上方,從送料器30供給的氧化銅粉體被投入攪拌槽91。攪拌機85具備:配置于攪拌槽91的內部的攪拌葉片86;及連結到攪拌葉片86的電動機87。電動機87通過使攪拌葉片86旋轉,能夠使氧化銅粉體溶解于電鍍液。攪拌機85的動作由上述的動作控制部32控制。溢流槽92與攪拌槽91鄰接。添加有氧化銅粉體的電鍍液從攪拌槽91經由連通孔95流入溢流槽92。為了防止不溶解的氧化銅粉體的流出,也可以在連通孔95設置過濾器。
與溢流槽92鄰接地設置有迂回流路93。電鍍液從溢流槽92溢流而流入迂回流路93。本實施方式的迂回流路93是由多個擋板88形成的蛇形流動路徑。在各擋板88的端部形成有缺口88a。鄰接的擋板88的缺口88a形成于擋板88的長度方向上的不同的位置。因而,如圖11的箭頭所示,添加有氧化銅粉體的電鍍液在迂回流路93中蛇形運動。在一實施方式中,也可以是,沒有缺口88a的多個擋板88以錯開的方式交替地配置而形成迂回流路93。
迂回流路93是為了確保足夠的氧化銅粉體溶解于電鍍液的時間而設置的。優(yōu)選電鍍液在迂回流路93中通過的時間是10秒以上。通過設置這樣的迂回流路93,能夠使氧化銅粉體充分地溶解于電鍍液中。
圖13是表示電鍍液箱35的另一實施方式的示意圖。在本實施方式中,擋板88設置于溢流槽92內,這些擋板88以在上下方向上錯開的方式交替地配置。由這些擋板88形成電鍍液的迂回流路93。
另外,圖14是表示電鍍液箱35的又一實施方式的示意圖。在該實施方式中,配置有攪拌機85的攪拌槽91設置于電鍍液箱35的中心。溢流槽92設置于攪拌槽91的外側,與設置于攪拌槽91的下端的連通孔95連通。迂回流路93與溢流槽92鄰接,而且,迂回流路93與電鍍液供給路徑36連接。迂回流路93配置于攪拌槽91和溢流槽92的外側。本實施方式中的迂回流路93是呈螺旋狀延伸的螺旋流路。電鍍液從攪拌槽91經由連通孔95流入溢流槽92,而且,從溢流槽92溢流而流入迂回流路93。在迂回流路93中流動的電鍍液流入電鍍液供給路徑36。若迂回流路93如此構成為螺旋狀、即圓形,則不設置擋板88就能夠使電鍍液滯留,另外,在電鍍液箱35不存在角部,因此,能夠防止粉體在電鍍液的流動經常滯留的電鍍液箱35的角部沉降,而且,能夠緊湊地構成電鍍液箱35。
在圖11~圖12所示的實施方式和圖13所示的實施方式中的任一個,都能夠通過增加擋板88的數量,從而延長電鍍液在迂回流路93中通過的時間。在圖14所示的實施方式中沒有設置擋板,但通過延長迂回流路93,同樣地,能夠延長電鍍液在迂回流路93中通過的時間。
圖15是表示在室溫條件下調查擋板的數量對氧化銅粉體的溶解帶來的影響的實驗結果的圖(sem圖)。具體而言,是這樣的圖:在分別在迂回流路93設置有三片擋板、兩片擋板、一片擋板、零片擋板的情況下,使氧化銅粉體溶解后的溶液通過迂回流路93,對在溶液通過后沉降于迂回流路93的底部上的氧化銅粉體進行收集,而利用放大照片進行拍攝而得到的圖。圖15表示sem照片,倍率分別是50倍、100倍、150倍。
若考慮電鍍液供給管36中的摩擦損失、由閥、儀表、管接頭部等導致的損失,則為了提高位于電鍍槽2內的電鍍液中的銅濃度,需要一定程度提高在電鍍液箱35中流動的電鍍液的流速。另一方面,若電鍍液的流速過高,則氧化銅粉體也有可能不完全溶解于電鍍液中。
如根據圖15所示的實驗結果可知那樣,在擋板的數量設為三片的情況下,氧化銅粉體幾乎不殘留,但在擋板的數量設為零片的情況下,殘存有氧化銅粉體。即擋板的數量越多,氧化銅粉體越進行溶解。對于電鍍液在迂回流路93中通過所需的時間,在擋板的數量是零片的情況下為大致4秒,在是一片的情況下為大致8秒,在是兩片的情況下為大致12秒,在是三片的情況下為大致16秒左右。
根據此次的實驗結果可以說,電鍍液在迂回流路93中通過所需的時間是比相當于擋板數1.5片的至少10秒長的時間,例如,優(yōu)選比相當于將擋板的數量設為兩片的情況的大致12秒長,更優(yōu)選比相當于將擋板的數量設為三片的情況的16秒長。
另外,在上述內容中,記載了調查擋板的數量對氧化銅粉體的溶解帶來的影響的例子,但作為促進氧化銅粉體的溶解的手段,并不限定于僅對擋板的數量進行調整。作為別的構成例,為了促進氧化銅粉體在溶液中的溶解,也能夠在電鍍液箱35的內部、例如攪拌槽91設置加熱器來促進氧化銅粉體的溶解。不過,若電鍍液被過度加熱成高溫,則也會產生電鍍液中的添加劑等共存成分分解、失活這樣的擔心。根據該觀點,為了添加劑不產生分解,優(yōu)選將攪拌槽91中的電鍍液的溫度的上限設為50度以下。在如此附加有能夠對電鍍液進行加熱的結構的情況下,也可以是,以電鍍液在迂回流路93中通過所需的時間為8秒以上的方式在迂回流路93設置一片擋板,或者、在電鍍液箱35不設置擋板。通過在攪拌槽91設置加熱器,僅使電鍍液在電鍍液箱35中通過,就能夠使氧化銅粉體充分溶解。
接著,參照圖16說明第二實施方式的電鍍系統(tǒng)。第二實施方式的電鍍系統(tǒng)與第一實施方式的電鍍系統(tǒng)不同的點在于四個電鍍槽2串聯(lián)連接。更具體而言,各電鍍槽2的外槽6和鄰接的電鍍槽2的內槽5由第一連結管110和第二連結管112連接。在第一連結管110和第二連結管112分別安裝有用于移送電鍍液的泵113。
電鍍液供給管36與四個電鍍槽2中的一個內槽5連接,電鍍液返回管37與四個電鍍槽2中的另一個外槽6連接。在電鍍液供給管36設置有流量計38和流量調節(jié)閥39,在電鍍液返回管37設置有流量計115和電鍍液排出閥116。連接有電鍍液返回管37的外槽6與對電鍍液中的銅離子濃度進行測定的濃度測定器118連接。對與第一實施方式相同的構成要素標注相同的符號,省略其重復說明。
第二實施方式的電鍍系統(tǒng)一邊使位于電鍍槽2的內部的電鍍液所含有的銅離子濃度保持成實質上相同,一邊自動地測定電鍍液中的銅離子濃度。構成為,若在需要向電鍍液補充銅的情況下,從電鍍裝置1將電鍍液向電鍍液供給裝置20移送,并且,從位于地下室的電鍍液供給裝置20將含有比較高的濃度的銅的電鍍液向電鍍裝置1供給。
接著,針對將氧化銅粉體向電鍍液添加的控制序列,參照圖17說明第一實施方式的電鍍系統(tǒng),參照圖18說明第二實施方式的電鍍系統(tǒng)。對于第一實施方式的電鍍系統(tǒng),如圖17所示,在步驟1中,若電鍍液中的銅離子濃度低于設定值,則電鍍控制部17將表示補充要求值的信號向動作控制部32發(fā)送。在步驟2中,動作控制部32收到信號,使電動機31動作,直到使氧化銅粉體的向電鍍液的添加量達到補充要求值為止,送料器30將與補充要求值相對應的量的氧化銅粉體向電鍍液箱35中的電鍍液添加。
在步驟3中,動作控制部32使攪拌機85啟動,對添加有氧化銅粉體的電鍍液進行攪拌。若經過預先設定好的時間,則動作控制部32使攪拌機85的攪拌動作停止。在步驟4中,添加有氧化銅粉體的電鍍液一邊在溢流槽92和迂回流路93中流動、氧化銅粉體一邊溶解于電鍍液中。然后,在步驟5中,氧化銅粉體溶解后的電鍍液經由電鍍液供給管36向電鍍裝置1的電鍍槽2供給。這樣一來,在電鍍裝置1中使用的電鍍液中的銅離子濃度可維持于設定值。根據本實施方式,所需的量的氧化銅粉體被自動地添加于電鍍液,并被溶解,并且能夠向各電鍍槽2各供給預定量,因此,不使電鍍裝置1的生產率降低,就能夠以各電鍍槽2的電鍍液中的銅離子濃度分別成為預定的值的方式進行管理、維持。
另外,在第二實施方式的電鍍系統(tǒng)中,以如下方式將氧化銅粉體向電鍍液添加。即,收容于電鍍槽2的電鍍液中的銅離子濃度由濃度測定器118持續(xù)地測定,銅離子濃度的測定值由電鍍控制部17監(jiān)視。如圖18所示,在步驟1中,在電鍍槽2的電鍍液中的銅離子濃度低于設定值的情況下,電鍍控制部17將表示補充要求值的信號向電鍍液供給裝置20的動作控制部32發(fā)送。在步驟2中,將從電鍍槽2排出電鍍液的電鍍液排出閥116打開,將電鍍液從電鍍槽2向電鍍液箱35移送。該電鍍液排出閥116以打開規(guī)定時間的方式動作,以便供給電鍍液箱35的最大容量以下的電鍍液。
在步驟3中,動作控制部32收到上述信號而使電動機31動作直到氧化銅粉體的向電鍍液的添加量達到補充要求值為止,送料器30將與補充要求值相對應的量的氧化銅粉體向電鍍液箱35中的電鍍液添加。此外,步驟2和步驟3既可以同時進行,或也可以步驟3先于步驟2執(zhí)行。在步驟4中,動作控制部32使攪拌機85啟動,對添加有氧化銅粉體的電鍍液進行攪拌。當經過預先設定好的時間,動作控制部32使攪拌機85的攪拌動作停止。
在步驟5中,添加有氧化銅粉體的電鍍液一邊在溢流槽92和迂回流路93中流動,氧化銅粉體一邊溶解于電鍍液中。然后,在步驟6中,氧化銅粉體溶解后的電鍍液經由電鍍液供給管36向電鍍裝置1的電鍍槽2中的任意一個供給。多個電鍍槽2由第一連結管110和第二連結管112彼此連通,驅動被設置于電鍍槽2之間的第一連結管110和第二連結管112的泵113,從而電鍍液遍及多個電鍍槽2的整體。這樣一來,在電鍍裝置1中使用的電鍍液中的銅離子濃度被維持于設定值。
如圖1所示,在第一實施方式的電鍍系統(tǒng)中,電鍍液供給管36具備與多個電鍍槽2分別連接的多個分支管36a,將相同的濃度的電鍍液向這些電鍍槽2供給。在第二實施方式的電鍍系統(tǒng)中,多個電鍍槽2彼此連通,并且,電鍍液供給管36與多個電鍍槽2中的一個連接。因而,在任一實施方式中,多個電鍍槽2內的電鍍液的濃度被均勻地保持。根據本實施方式,不僅提高由電鍍形成的銅膜的品質,能夠防止電鍍槽2之間的電鍍結果的偏差。
優(yōu)選氧化銅粉末的平均粒徑設為10微米~200微米的范圍(是指由激光衍射、散射法測定出的值)。而且,更優(yōu)選平均粒徑設為20微米~100微米的范圍。若平均粒徑過小,則擔心在供給粉體時氧化銅粉體向空間飛散。另外,若平均粒徑過大,則也擔心粉末難以迅速地溶解于溶液。
而且,作為別的方法,能夠提供一種電鍍方法,在該電鍍方法中,通過使用添加有金屬銅成形為顆粒狀的固形物的電鍍液,能夠在基板形成品質更高的銅膜。若使用如此金屬銅成形為顆粒狀的固形物,使雜質的量較少的銅粉體與氧化銅粉末混合存在,因此,能夠提高電鍍膜品質。并且,由于呈顆粒狀,因此能夠更有效地防止供給粉體時的粉體的飛散。
一般而言,在將堿金屬形成為粉體的情況下,也存在起火、爆炸的危險性的擔憂,但金屬銅粉體本身起火、爆炸的危險等也較少,因此,能夠將金屬銅粉體成形為顆粒狀。也能夠構成為,將這樣的金屬銅成形為顆粒狀的固形物如在圖1等中進行了說明那樣替代氧化銅粉體、或者與氧化銅粉體一起向電鍍液箱35供給。另外,也可以使用將金屬銅和氧化銅粉體一起成形為顆粒狀的固形物。
另外,若上述那樣成形為顆粒狀的固形物過硬,則可能成為電鍍液供給裝置20的不良情況的原因,若過于柔軟,則也可設想有可能無法有效地防止粉體的飛散。因此,顆粒的硬度設為恰當的范圍為佳。
另外,對設為顆粒狀的固形物進行了說明,但在鍍銅處理中也能夠使用設為小粒徑的球體的銅固形物球、將固體狀的銅成形為緞帶、或細長帶狀而成的帶狀物。在該情況下,也可以使送料器30的軸帶有固形物的破碎效果。
在上述實施方式中說明了將銅電鍍于基板的情況的粉體容器和電鍍液的供給裝置,但在電鍍于基板的金屬種類不是銅而是例如銦這樣的別的金屬的情況下,也能夠使用上述的粉體容器、電鍍系統(tǒng)以及電鍍方法。
上述的實施方式是以具有本發(fā)明所屬的技術領域的公知常識的技術人員能夠實施本發(fā)明為目的而記載的。只要是本領域技術人員,當然能夠做成上述實施方式的各種變形例,本發(fā)明的技術的思想也可適用于其他實施方式。因而,本發(fā)明并不限定于所記載的實施方式,而解釋為按照由權利要求書定義的技術思想的最大的范圍。