JPH072996B2 - 光誘起電極反応装置 - Google Patents
光誘起電極反応装置Info
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- JPH072996B2 JPH072996B2 JP19661984A JP19661984A JPH072996B2 JP H072996 B2 JPH072996 B2 JP H072996B2 JP 19661984 A JP19661984 A JP 19661984A JP 19661984 A JP19661984 A JP 19661984A JP H072996 B2 JPH072996 B2 JP H072996B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/02—Electroplating of selected surface areas
- C25D5/024—Electroplating of selected surface areas using locally applied electromagnetic radiation, e.g. lasers
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
- C25D21/04—Removal of gases or vapours ; Gas or pressure control
-
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- C25D5/003—Electroplating using gases, e.g. pressure influence
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、金属、半導体等の電極面に高い精度と再現性
で金属を所定の形状に析出させるのに好適な、光誘起電
極反応装置に関する。
で金属を所定の形状に析出させるのに好適な、光誘起電
極反応装置に関する。
導電性基板面上に金属パターンを描く方法として、例え
ばJ.Electrochem.Soc.128,2539（1981年）におけるPuip
pe,Acosta,von Gutfeldによる“Investigations of Las
er Enhanced Electroplating Mechanisms"と題する文献
において論じられているように、光誘起電極反応を利用
することが検討されている。この方法は、電極面の光照
射部分において、電極反応が著しく高速化する現象を応
用したものであり、低温で低損傷な処理が行えるという
利点を持つている。この方法の持つ空間的選択性を有効
に利用するための条件としては、電極面の所定の部分に
確実に光が到達することと、電極面の他の部分に散乱等
により不要な光が照射されないこととが必要である。と
ころが、従来用いられている装置構成では、電極面の光
照射部分に気泡が発生・付着して、上記の条件が満たさ
れなくなることがしばしばあり、形成パターンの精度
や、同一処理を複数回行つた場合の形成パターンの再現
性は充分なものではなかつた。
ばJ.Electrochem.Soc.128,2539（1981年）におけるPuip
pe,Acosta,von Gutfeldによる“Investigations of Las
er Enhanced Electroplating Mechanisms"と題する文献
において論じられているように、光誘起電極反応を利用
することが検討されている。この方法は、電極面の光照
射部分において、電極反応が著しく高速化する現象を応
用したものであり、低温で低損傷な処理が行えるという
利点を持つている。この方法の持つ空間的選択性を有効
に利用するための条件としては、電極面の所定の部分に
確実に光が到達することと、電極面の他の部分に散乱等
により不要な光が照射されないこととが必要である。と
ころが、従来用いられている装置構成では、電極面の光
照射部分に気泡が発生・付着して、上記の条件が満たさ
れなくなることがしばしばあり、形成パターンの精度
や、同一処理を複数回行つた場合の形成パターンの再現
性は充分なものではなかつた。
本発明の目的は、金属板や半導体基板上に、低温，低損
傷、しかも高い精度と再現性で、金属パターンを形成し
得る光誘起電極反応装置を提供することにある。
傷、しかも高い精度と再現性で、金属パターンを形成し
得る光誘起電極反応装置を提供することにある。
上記目的を達成するため本発明においては、電解質溶液
を電極面の光照射部分に強制的に吹きつけるように光誘
起電極反応装置を構成することにより、前述した気泡の
付着を回避し、かつ高い精度と再現性でパターンを形成
することを可能にしたことを特徴としている。
を電極面の光照射部分に強制的に吹きつけるように光誘
起電極反応装置を構成することにより、前述した気泡の
付着を回避し、かつ高い精度と再現性でパターンを形成
することを可能にしたことを特徴としている。
以下、本実施例により本発明になる装置の説明を行う。
第１図は本発明の一実施例の構成を示す模式的な図であ
る。この装置は、反応槽１と、別の溶液槽２を持ち、装
置使用時にはこれらの槽1,2は電極質溶液３で満たされ
ている。反応槽１中には一対の電極4,5が設置され、別
の溶液槽２の中には電解質溶液３中へ、窒素、アルゴン
等の非反応性パージングガスを送り込むためのガス導入
管６が設置されている。したがつて、以後この溶液槽２
をパージング槽２と称する。反応槽１とパージング槽２
とは、管７、およびポンプ８を付設した管９により結ば
れている。ポンプ８により電解質溶液３は管９を経てパ
ージング槽２から反応槽１へ輸送され、さらに管７を経
てパージング槽２へもどる。すなわち、電解質溶液３は
反応槽１とパージング槽２との間を循環する。反応槽１
には光学窓が設けられており、金属、半導体等の材料か
ら成る陰極４の面上に、レーザーあるいは他の光源から
得られる光10を照射できるようになつている。管９の反
応室１側の先端部11はノズル状になつており、陰極４の
光10の照射部分にパージング槽２から送られて来る電解
質溶液３を吹きつけられるように配置されている。この
部分については後に詳しく説明を行う。第１図において
は、光10を供給するための光源とそれに付帯する光学
系、電極4,5に電位を印加するための装置、陰極４上の
光10照射部分の位置を移動させるための機構、ガス導入
管６に所定のガスを供給するための設備は省略されてい
る。
第１図は本発明の一実施例の構成を示す模式的な図であ
る。この装置は、反応槽１と、別の溶液槽２を持ち、装
置使用時にはこれらの槽1,2は電極質溶液３で満たされ
ている。反応槽１中には一対の電極4,5が設置され、別
の溶液槽２の中には電解質溶液３中へ、窒素、アルゴン
等の非反応性パージングガスを送り込むためのガス導入
管６が設置されている。したがつて、以後この溶液槽２
をパージング槽２と称する。反応槽１とパージング槽２
とは、管７、およびポンプ８を付設した管９により結ば
れている。ポンプ８により電解質溶液３は管９を経てパ
ージング槽２から反応槽１へ輸送され、さらに管７を経
てパージング槽２へもどる。すなわち、電解質溶液３は
反応槽１とパージング槽２との間を循環する。反応槽１
には光学窓が設けられており、金属、半導体等の材料か
ら成る陰極４の面上に、レーザーあるいは他の光源から
得られる光10を照射できるようになつている。管９の反
応室１側の先端部11はノズル状になつており、陰極４の
光10の照射部分にパージング槽２から送られて来る電解
質溶液３を吹きつけられるように配置されている。この
部分については後に詳しく説明を行う。第１図において
は、光10を供給するための光源とそれに付帯する光学
系、電極4,5に電位を印加するための装置、陰極４上の
光10照射部分の位置を移動させるための機構、ガス導入
管６に所定のガスを供給するための設備は省略されてい
る。
本発明になる装置においては、陽イオンとして例えばニ
ツケルや銅のような金属のイオンを含む電解質溶液３中
での光誘起電極反応により、陰極４上の光10が照射され
ている部分のみで、上記のような金属の析出が起こるこ
とを利用している。したがつて、電極4,5への電位の印
加方法、陰極４に照射する光10の波長やエネルギーの条
件、電解質溶液３の組成等は、光誘起電極反応により金
属が析出する速度に比べ、光の関与しない電極反応によ
り金属が析出する速度が無視できるように設定されてい
る。
ツケルや銅のような金属のイオンを含む電解質溶液３中
での光誘起電極反応により、陰極４上の光10が照射され
ている部分のみで、上記のような金属の析出が起こるこ
とを利用している。したがつて、電極4,5への電位の印
加方法、陰極４に照射する光10の波長やエネルギーの条
件、電解質溶液３の組成等は、光誘起電極反応により金
属が析出する速度に比べ、光の関与しない電極反応によ
り金属が析出する速度が無視できるように設定されてい
る。
パージング槽中で、電解質溶液３中に窒素やアルゴン等
の非反応性ガスをガス導入管６から流すことにより、電
解質溶液３中に溶存する水素や酸素等の電極反応に影響
を与えるガスが低減される。このような、電解質溶液３
の清浄操作の効率を高めるため、ガス導入管６の先端部
には多数の小さな開口が設けてあり、ガスはこの部分よ
り、多数の小泡となつて電解質溶液３中に噴出される。
の非反応性ガスをガス導入管６から流すことにより、電
解質溶液３中に溶存する水素や酸素等の電極反応に影響
を与えるガスが低減される。このような、電解質溶液３
の清浄操作の効率を高めるため、ガス導入管６の先端部
には多数の小さな開口が設けてあり、ガスはこの部分よ
り、多数の小泡となつて電解質溶液３中に噴出される。
上記のような光誘起反応が進行している間に、第２図に
示したように、陰極４の光10が照射される部分に気泡12
が発生・付着する場合がある。これは、金属析出反応と
同時に他の反応が進行し、ガス状の反応生成物が陰極４
面上に発生すること、あるいは照射されている光10によ
り陰極４の温度が局所的に上昇し、溶存していたガスが
気化して陰極４面に付着すること等の原因によると考え
られる。第２図に示したように、このような気泡12は、
光10が陰極４の所定の部分に照射することを阻害するの
みでなく、光10の無秩序な散乱の原因ともなり、本来光
10が到達しない部分にも散乱光による光誘起電極反応の
ために析出金属13を生じる問題点がある。例えば、光10
を陰極４に対して走査・断続し、陰極４の面上に金属の
パターンを描く目的に、本装置を利用する場合には、上
記のような気泡12は描かれるパターンの欠陥やボケの要
因となる。第１図により簡単に説明した管９の先端部11
のノズル構造はこのような付着気泡12を除去する機能を
持つている。第３図はこの第１図における管９の先端部
11、陰極４、照射光10の相対的位置関係を示す部分図で
ある。先端部11のノズルの開口は陰極４の光10の照射部
分に近く配置されており、この部分に電解質溶液３が噴
出するように設定されている。パージング処理により、
この電解質溶液３中の反応性ガスの溶存量は低減されて
いるため、気泡12の発生が抑えられる。また、気泡12が
発生してもこの電解質溶液３の流れによりすみやかに除
去される。
示したように、陰極４の光10が照射される部分に気泡12
が発生・付着する場合がある。これは、金属析出反応と
同時に他の反応が進行し、ガス状の反応生成物が陰極４
面上に発生すること、あるいは照射されている光10によ
り陰極４の温度が局所的に上昇し、溶存していたガスが
気化して陰極４面に付着すること等の原因によると考え
られる。第２図に示したように、このような気泡12は、
光10が陰極４の所定の部分に照射することを阻害するの
みでなく、光10の無秩序な散乱の原因ともなり、本来光
10が到達しない部分にも散乱光による光誘起電極反応の
ために析出金属13を生じる問題点がある。例えば、光10
を陰極４に対して走査・断続し、陰極４の面上に金属の
パターンを描く目的に、本装置を利用する場合には、上
記のような気泡12は描かれるパターンの欠陥やボケの要
因となる。第１図により簡単に説明した管９の先端部11
のノズル構造はこのような付着気泡12を除去する機能を
持つている。第３図はこの第１図における管９の先端部
11、陰極４、照射光10の相対的位置関係を示す部分図で
ある。先端部11のノズルの開口は陰極４の光10の照射部
分に近く配置されており、この部分に電解質溶液３が噴
出するように設定されている。パージング処理により、
この電解質溶液３中の反応性ガスの溶存量は低減されて
いるため、気泡12の発生が抑えられる。また、気泡12が
発生してもこの電解質溶液３の流れによりすみやかに除
去される。
第４図は管９の先端部11の別の実施例を示す部分図であ
る。この場合には、開口部14に対向する位置に光学窓15
が設けてある。照射光10は光学窓15を通り、管９の先端
部11の中に入り、電解質溶液３と同一方向から開口部14
を経て陰極４に照射される。この実施例では、照射光10
と開口部14から噴出する電解質溶液３の流れとを陰極４
の面に対して垂直に設定することが可能であるので、照
射光10の陰極４面に対する入射角や電解質溶液３の流れ
の方向に起因する陰極４面上での金属析出の異方性が問
題になることはない。さらに、陰極４の光10照射部分に
確実に開口部14より電解質溶液３が噴出されるという利
点もある。第５図にこの利点を利用した第１図で説明し
たものとは別の実施例の構成を示す。この実施例は陽極
５を内部に備えた電解質溶液３の貯蔵槽16、そこから管
９、および光学窓15を持つ先端部11を経て陰極４に電解
質溶液３を噴出させるためのポンプ８、噴出した電解質
溶液３の受け皿17、そこで受けた電解質溶液３をふたた
び貯蔵槽16にもどすためのポンプ18、電極電位印加装置
19等より構成される。陽極５は電解質溶液３の貯蔵槽16
から管９の先端部11の間の任意位置に設置することが可
能である。本実施例と第１図により説明した実施例との
主な相黒点は本実施例においては第５図に示したよう
に、陰極４が溶液槽中で電解質溶液３に沈められておら
ず、光10の照射部分とその周辺のわずかな領域のみで、
陰極４と電解質溶液３とが接触している点である。この
ような構成になる装置の利点としては、陰極４の交換が
容易であること、光10の照射部分以外での不必要な電極
反応の進行を抑えられること等がある。これらの利点は
例えばすでに複雑なパターンの描かれている陰極４を次
々に処理する場合等には好適である。光10を供給するた
めの光源とそれに付帯する光学系を管９の先端部11と一
体化することも可能である。これにさらに、管９として
可動性のものを用い、先端部11を陰極４に対して平行に
移動させるための機構を加えれば、陰極４に金属パター
ンを描くことができる。同様な機能は陰極４を先端部11
に対して平行に移動させる機構によつても実現できるこ
とは言うまでもない。
る。この場合には、開口部14に対向する位置に光学窓15
が設けてある。照射光10は光学窓15を通り、管９の先端
部11の中に入り、電解質溶液３と同一方向から開口部14
を経て陰極４に照射される。この実施例では、照射光10
と開口部14から噴出する電解質溶液３の流れとを陰極４
の面に対して垂直に設定することが可能であるので、照
射光10の陰極４面に対する入射角や電解質溶液３の流れ
の方向に起因する陰極４面上での金属析出の異方性が問
題になることはない。さらに、陰極４の光10照射部分に
確実に開口部14より電解質溶液３が噴出されるという利
点もある。第５図にこの利点を利用した第１図で説明し
たものとは別の実施例の構成を示す。この実施例は陽極
５を内部に備えた電解質溶液３の貯蔵槽16、そこから管
９、および光学窓15を持つ先端部11を経て陰極４に電解
質溶液３を噴出させるためのポンプ８、噴出した電解質
溶液３の受け皿17、そこで受けた電解質溶液３をふたた
び貯蔵槽16にもどすためのポンプ18、電極電位印加装置
19等より構成される。陽極５は電解質溶液３の貯蔵槽16
から管９の先端部11の間の任意位置に設置することが可
能である。本実施例と第１図により説明した実施例との
主な相黒点は本実施例においては第５図に示したよう
に、陰極４が溶液槽中で電解質溶液３に沈められておら
ず、光10の照射部分とその周辺のわずかな領域のみで、
陰極４と電解質溶液３とが接触している点である。この
ような構成になる装置の利点としては、陰極４の交換が
容易であること、光10の照射部分以外での不必要な電極
反応の進行を抑えられること等がある。これらの利点は
例えばすでに複雑なパターンの描かれている陰極４を次
々に処理する場合等には好適である。光10を供給するた
めの光源とそれに付帯する光学系を管９の先端部11と一
体化することも可能である。これにさらに、管９として
可動性のものを用い、先端部11を陰極４に対して平行に
移動させるための機構を加えれば、陰極４に金属パター
ンを描くことができる。同様な機能は陰極４を先端部11
に対して平行に移動させる機構によつても実現できるこ
とは言うまでもない。
本発明によれば、金属板、あるいは半導体基板上に熱処
理や表面損傷を伴う処理を経ることなく、高い再現性で
金属パターンを描くことができる。また、表面全体を金
属膜でおおい、その後に不要な部分の金属を除去して所
望の金属パターンを得る方法に比べると、本発明におけ
る方法では無駄になる金属を少量に抑えることが可能で
ある。
理や表面損傷を伴う処理を経ることなく、高い再現性で
金属パターンを描くことができる。また、表面全体を金
属膜でおおい、その後に不要な部分の金属を除去して所
望の金属パターンを得る方法に比べると、本発明におけ
る方法では無駄になる金属を少量に抑えることが可能で
ある。
第１図は本発明の一実施例の基本構成図、第２図は本発
明により解決した技術課題を説明するための模式図、第
３図は第１図の一部を詳しく説明するための図、第４図
は第３図で説明した部分の別の実施例を説明するための
図、第５図は第１図により説明した実施例とは別の実施
例の基本構成図である。 １……反応槽、２……パージング槽、３……電解質溶
液、４……陰極、５……陽極、６……ガス導入管、7,9
……管,8,18……ポンプ、10……照射光、11……管９の
先端部、12……気泡、13……析出金属、14……開口、15
……光学窓、16……電解質溶液３の貯蔵槽、17……電解
質溶液３の受け皿、19……電極電位印加装置。
明により解決した技術課題を説明するための模式図、第
３図は第１図の一部を詳しく説明するための図、第４図
は第３図で説明した部分の別の実施例を説明するための
図、第５図は第１図により説明した実施例とは別の実施
例の基本構成図である。 １……反応槽、２……パージング槽、３……電解質溶
液、４……陰極、５……陽極、６……ガス導入管、7,9
……管,8,18……ポンプ、10……照射光、11……管９の
先端部、12……気泡、13……析出金属、14……開口、15
……光学窓、16……電解質溶液３の貯蔵槽、17……電解
質溶液３の受け皿、19……電極電位印加装置。
Claims (3)
- 【請求項１】一対の電極と、 該電極間に電圧を印加する手段と、 該電極の一部分に光を照射する手段と、 電解質溶液を該電極の光照射部分に強制的に吹き付ける
ためのノズルと、 該ノズルから電解質溶液を噴出させるためのポンプと、 該電極の光照射部分の位置を移動させる手段とを有する
ことを特徴とする光誘起電極反応装置。 - 【請求項２】前記光が照射される電極は金属板又は半導
体基板のいずれか一であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の光誘起電極反応装置。 - 【請求項３】前記電解質溶液はパージング槽に保持さ
れ、 該パージング槽は電解質溶液にパージングガスを供給す
る手段を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
又は第２項に記載の光誘起電極反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19661984A JPH072996B2 (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 光誘起電極反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19661984A JPH072996B2 (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 光誘起電極反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6176678A JPS6176678A (ja) | 1986-04-19 |
| JPH072996B2 true JPH072996B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=16360764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19661984A Expired - Lifetime JPH072996B2 (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 光誘起電極反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH072996B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070256937A1 (en) * | 2006-05-04 | 2007-11-08 | International Business Machines Corporation | Apparatus and method for electrochemical processing of thin films on resistive substrates |
| US20080035489A1 (en) * | 2006-06-05 | 2008-02-14 | Rohm And Haas Electronic Materials Llc | Plating process |
-
1984
- 1984-09-21 JP JP19661984A patent/JPH072996B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6176678A (ja) | 1986-04-19 |
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