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JP5169376B2 - Plating apparatus and its Sn component replenishment method - Google Patents
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JP5169376B2 - Plating apparatus and its Sn component replenishment method - Google Patents

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Description

本発明は、被処理基板にSn合金のめっき膜を形成するめっき装置及びそのSn成分補給方法に関する。   The present invention relates to a plating apparatus for forming a Sn alloy plating film on a substrate to be processed, and a method for supplying Sn component thereof.

めっき装置において、めっき液中の金属成分の濃度を一定に維持するために、金属成分を補給することが必要となる。特許文献1〜3に開示の発明では、めっき液の成分の補給液(要素液)を補給タンクに溜めておき、めっき液の成分濃度の分析結果に基づいて、補給タンクから補給液をめっき液中に補給するようにしている。
特開2003−183898号公報 特開2001−73200号公報 特開平6−264251号公報
In the plating apparatus, it is necessary to replenish the metal component in order to keep the concentration of the metal component in the plating solution constant. In the inventions disclosed in Patent Documents 1 to 3, a replenisher solution (element solution) of a component of the plating solution is stored in a replenisher tank, and the replenisher solution is supplied from the replenisher tank based on the analysis result of the component concentration of the plating solution. I try to replenish it inside.
JP 2003-183898 A JP 2001-73200 A JP-A-6-264251

近年、はんだ付けが必要な電子部品へのめっきや、半導体ウェハ等へのはんだ突起電極(バンプ)の形成に広く用いられてきたPb−Sn合金めっき液の代替として、Sn−Agめっき液が用いられるようになってきている。
このSn−Agめっき液において、その必須成分を溶解させた錫塩溶液等の要素液を投入してSn2+を補給する方法では、大量の要素液が必要になるため、液量の管理が煩雑であり、多大なコストが掛かる。
In recent years, Sn-Ag plating solution is used as an alternative to Pb-Sn alloy plating solution which has been widely used for plating on electronic parts that require soldering and forming solder bump electrodes (bumps) on semiconductor wafers. It is getting to be.
In this Sn-Ag plating solution, the element solution such as a tin salt solution in which its essential components are dissolved is added to replenish Sn 2+ , so that a large amount of the element solution is required. It is cumbersome and expensive.

本発明の目的は、めっき液の管理が容易であって、かつSn合金のめっき液へのSn成分の補給を簡便な方法により低コストで行うことができるめっき装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a plating apparatus that is easy to manage the plating solution and can supply the Sn component to the plating solution of the Sn alloy at a low cost by a simple method.

本発明のめっき装置は、めっき槽内に貯留したSn合金のめっき液に被処理基板を接触させた状態とし、該被処理基板と電極との間に通電して被処理基板にSn合金のめっき膜を形成するめっき装置において、前記めっき槽との間で循環されるめっき液を貯留するタンクと、該タンク内のめっき液の液面に酸化第一錫の粉末を散布する散布機とを備え、前記散布機は、前記粉末を収納して下方から散布する散布ボックスと、該散布ボックスを前記タンク内のめっき液の液面に沿って水平移動させる移動機構とを備えたことを特徴とする。
すなわち、酸化第一錫の粉末をめっき液に散布することによりSn合金成分の補給を行うのであり、従来のような大量の要素液の調製が不要であり、その管理も容易になる。また、散布ボックスを移動機構によってタンクのめっき液の液面に沿って水平移動させながら、全体的に均等に分散して散布することができる。
In the plating apparatus of the present invention, the substrate to be processed is brought into contact with the plating solution of the Sn alloy stored in the plating tank, and the Sn substrate is plated on the substrate to be processed by energization between the substrate to be processed and the electrode. A plating apparatus for forming a film, comprising: a tank that stores a plating solution that is circulated between the plating tanks; and a sprayer that sprays stannous oxide powder on the surface of the plating solution in the tank. The sprayer includes a spray box for storing the powder and spraying from below, and a moving mechanism for horizontally moving the spray box along the surface of the plating solution in the tank. .
That is, the Sn alloy component is replenished by spraying the stannous oxide powder onto the plating solution, so that it is not necessary to prepare a large amount of elemental solution as in the prior art, and its management is facilitated. Moreover, it is possible to disperse and disperse evenly as a whole while moving the spraying box horizontally along the liquid level of the plating solution in the tank by the moving mechanism.

また、本発明のめっき装置において、前記移動機構は、前記タンクの上方から離れた待避位置まで散布ボックスを移動可能である構成としてもよい。通常のめっき処理時等には、散布ボックスをタンクの上方から離れた待避位置に待避させておくことにより、めっき液からの蒸気等の影響を受けることがなく、タンク内に粉末が残留している場合の劣化を防止することができる。   Moreover, the plating apparatus of this invention WHEREIN: The said moving mechanism is good also as a structure which can move a spreading | diffusion box to the retreat position away from the upper direction of the said tank. During normal plating processing, etc., the spray box is kept away from the upper position of the tank so that it is not affected by the vapor from the plating solution and the powder remains in the tank. It is possible to prevent the deterioration when there is.

さらに、本発明のめっき装置において、前記粉末を貯留するホッパと、前記めっき液中のSn成分の分析結果に基づいて算出した必要量の分の粉末を前記ホッパから前記散布ボックスに移送する粉末補充機構とを備える構成としてもよい。
散布ボックスとは別にホッパを設けて、そのホッパに粉末を溜めておき、必要量ずつ散布ボックスに移送するようにしているから、粉末の管理をさらに合理的に行うことができる。
Furthermore, in the plating apparatus of the present invention, a hopper for storing the powder, and a powder replenishment for transferring a necessary amount of powder calculated based on the analysis result of the Sn component in the plating solution from the hopper to the spraying box It is good also as a structure provided with a mechanism.
Since the hopper is provided separately from the spraying box, the powder is stored in the hopper, and the necessary amount is transferred to the spraying box, the powder can be managed more rationally.

そして、前記めっきにSn合金成分を補給する方法は、前記めっき槽と前記タンクとの間でめっき液を循環させながら、該タンクのめっき液に前記酸化第一錫の粉末を散布することを特徴とする。めっき液の循環によってめっき液を攪拌しながら粉末を補給することができる。   And, the method of replenishing the plating with the Sn alloy component is characterized in that the stannous oxide powder is dispersed in the plating solution of the tank while circulating the plating solution between the plating tank and the tank. And The powder can be replenished while stirring the plating solution by circulating the plating solution.

本発明のめっき装置によれば、酸化第一錫の粉末をめっき液に散布することによりSn合金成分を補給するようにしており、従来のような大量の要素液の調製が不要で、その管理も容易になり、低コストでの実施が可能になる。   According to the plating apparatus of the present invention, Sn alloy components are replenished by spraying stannous oxide powder onto the plating solution, so that it is not necessary to prepare a large amount of component liquid as in the prior art, and its management This also facilitates implementation at a low cost.

以下、本発明に係るめっき装置及びその補給方法の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図1及び図2は本発明を噴流式のめっき装置に適用した第1実施形態を示しており、この実施形態のめっき装置100は、めっき液が貯留されるめっき槽1と、めっき槽1の外側に設けられた架台2の上端部に設けられてめっき槽1の上部開口に被処理基板Sとなるウェハを配置する基板支持部3と、めっき槽1の底部からめっき槽1上部の被処理基板Sに向けてめっき液を供給する液供給手段4と、めっき槽1からめっき液をオーバーフローさせながら外部に排出する液排出手段5と、液供給手段4のめっき液貯留タンク6内のめっき液に酸化第一錫の粉末を散布する散布機7とを有している。
Hereinafter, embodiments of a plating apparatus and a replenishing method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a first embodiment in which the present invention is applied to a jet-type plating apparatus. A plating apparatus 100 according to this embodiment includes a plating tank 1 in which a plating solution is stored, and a plating tank 1. A substrate support 3 provided at the upper end of the gantry 2 provided on the outer side and disposing a wafer to be processed S in the upper opening of the plating tank 1; and the processing of the upper part of the plating tank 1 from the bottom of the plating tank 1 A liquid supply means 4 for supplying a plating solution toward the substrate S, a liquid discharge means 5 for discharging the plating liquid from the plating tank 1 to the outside while overflowing, and a plating liquid in the plating liquid storage tank 6 of the liquid supply means 4 And a spreader 7 for spraying a powder of stannous oxide.

基板支持部3は、被処理基板Sに接触するカソード電極11が設けられ、被処理基板Sが外部の電源12に接続されるようになっているとともに、めっき槽1の上部開口からわずかに上昇した位置で被処理基板Sが支持されることにより、この上部開口からオーバーフローするめっき液の液面上に被処理基板Sの被めっき面を接触させた状態に保持できるようになっている。図1における符号13は被処理基板Sの上面に当接する錘である。
一方、めっき槽1の内部には、被処理基板Sの下方に間隔をおいてアノード電極14が設けられている。このアノード電極14は、例えばメッシュ状に形成された導電体であって、めっき槽1内部の電極支持部15に水平に取付けられている。この電極支持部15は、例えばめっき槽1の内周面に周方向に間隔をおいて複数個設けられている。
The substrate support unit 3 is provided with a cathode electrode 11 that is in contact with the substrate S to be processed, and the substrate S to be processed is connected to an external power source 12 and is slightly raised from the upper opening of the plating tank 1. The substrate to be processed S is supported at this position, so that the surface to be plated of the substrate to be processed S can be held in contact with the surface of the plating solution overflowing from the upper opening. A reference numeral 13 in FIG.
On the other hand, an anode electrode 14 is provided inside the plating tank 1 with a space below the substrate S to be processed. The anode electrode 14 is a conductor formed in a mesh shape, for example, and is horizontally attached to the electrode support portion 15 in the plating tank 1. For example, a plurality of electrode support portions 15 are provided on the inner peripheral surface of the plating tank 1 at intervals in the circumferential direction.

液供給手段4は、めっき槽1の底部の中心位置から垂直上方に向かってめっき液を噴出する噴出ノズル21と、該噴出ノズル21に対してめっき液を供給するめっき液供給部22とから構成されている。このめっき液供給部22は、めっき液を貯留するタンク6と、タンク6内のめっき液を噴出ノズル21に供給するためのめっき液供給管23と、該めっき液供給管23の途中に設けられたポンプ24とを備えている。   The liquid supply means 4 is composed of an ejection nozzle 21 that ejects a plating solution vertically upward from the center position of the bottom of the plating tank 1, and a plating solution supply unit 22 that supplies the plating solution to the ejection nozzle 21. Has been. The plating solution supply unit 22 is provided in the middle of the tank 6 for storing the plating solution, a plating solution supply pipe 23 for supplying the plating solution in the tank 6 to the ejection nozzle 21, and the plating solution supply pipe 23. And a pump 24.

また、液排出手段5は、基板支持部3によって支持された被処理基板Sとめっき槽1の上部開口との間に形成される液流出路25と、めっき槽1の回りを囲むように設けられた外槽26と、この外槽26の内部を液供給手段4のタンク6に接続する液回収管27とによって構成されており、めっき槽1内部のめっき液を液流出路25からオーバーフローさせて外槽26内に受け入れ、この外槽26に受け入れためっき液を液回収管27を経由して液供給手段4のタンク6に回収することができるようになっている。   The liquid discharge means 5 is provided so as to surround the liquid outflow path 25 formed between the substrate to be processed S supported by the substrate support portion 3 and the upper opening of the plating tank 1, and the periphery of the plating tank 1. The outer tank 26 and a liquid recovery pipe 27 that connects the inside of the outer tank 26 to the tank 6 of the liquid supply means 4 are configured to overflow the plating solution in the plating tank 1 from the liquid outflow path 25. The plating solution received in the outer tub 26 can be recovered in the tank 6 of the liquid supply means 4 via the liquid recovery pipe 27.

散布機7は、粉末を収納して下方から散布する散布ボックス31と、散布ボックス31をタンク6のめっき液の液面に沿って水平移動させる移動機構32と、散布ボックス31に粉末を適量ずつ補充する粉末補充機構33とを備えた構成とされている。
散布ボックス31は、上方を開放状態とした角形の箱状に形成され、内部に粉末Fを収納するとともに、底板34に散布のための孔35が形成された構成とされている。
The spreader 7 stores powder and spreads the powder from below, a moving mechanism 32 that horizontally moves the spray box 31 along the surface of the plating solution in the tank 6, and an appropriate amount of powder in the spray box 31. A powder replenishing mechanism 33 for replenishing is provided.
The spreading box 31 is formed in a rectangular box shape with the upper side opened, and has a configuration in which the powder F is accommodated therein and a hole 35 for spreading is formed in the bottom plate 34.

移動機構32は、図示例の場合、X−Yステージによって構成されており、図2に示すように、タンク6の上端にX軸方向に沿って配置した一対のガイドレール36と、これらガイドレール36の間に架け渡されるように配置されガイドレール36に沿って移動可能なスライダ37とを備えており、該スライダ37の上に、散布ボックス31がX軸に直交するY軸方向に沿って移動可能に支持されている。また、両ガイドレール36の一端部はタンク6の上方からはずれた側方位置まで延びており、図1及び図2の矢印Hで示すように、このガイドレール36の延長部36a上に配置したスライダ37の一方の端部上が、散布ボックス6のホームポジションとされている。   In the illustrated example, the moving mechanism 32 is constituted by an XY stage. As shown in FIG. 2, the moving mechanism 32 is a pair of guide rails 36 disposed along the X-axis direction at the upper end of the tank 6, and these guide rails. And a slider 37 arranged so as to be bridged between the guide rails 36, and on the slider 37, the spraying box 31 extends along the Y-axis direction orthogonal to the X-axis. It is supported movably. Further, one end portions of both guide rails 36 extend to a side position deviated from the upper side of the tank 6, and are arranged on an extension portion 36 a of the guide rail 36 as indicated by an arrow H in FIGS. 1 and 2. One end of the slider 37 is the home position of the spraying box 6.

粉末補充機構33は、粉末を溜めておくホッパ41と、ホッパ41の底部を開閉する弁42と、粉末Fを収納した散布ボックス31の重量を計測する計量機43と、タンク6内のめっき液をポンプ44aによりサンプリングしてSn成分濃度を測定する分析器44と、分析器44の分析結果及び計量機43の計測結果に基づき算出される必要補充量の粉末をホッパ41から落下させるべく弁42を制御する制御部45とを備える構成とされている。そして、その計量機43が散布ボックス31のホームポジションHの直下に配置され、このホームポジションHにおいて散布ボックス31を下方から支持して、散布ボックス31毎の重量を計測できるようになっている。   The powder replenishing mechanism 33 includes a hopper 41 for storing powder, a valve 42 for opening and closing the bottom of the hopper 41, a weighing machine 43 for measuring the weight of the spraying box 31 containing the powder F, and a plating solution in the tank 6. Analyzer 44 for sampling the Sn component concentration by pump 44a, and valve 42 for dropping the required replenishment amount of powder calculated based on the analysis result of analyzer 44 and the measurement result of weighing machine 43 from hopper 41. It is set as the structure provided with the control part 45 which controls. The weighing machine 43 is arranged immediately below the home position H of the spray box 31. The home box H supports the spray box 31 from below and can measure the weight of each spray box 31.

このように構成しためっき装置100において、カソード電極11及びアノード電極14に対して電源12から電流を供給しつつ、液供給手段4から供給されためっき液を被処理基板Sの被めっき面に向けて噴射して接触させることによって、被処理基板Sの被めっき面に対してめっき処理を行う。基板支持部3に支持される被処理基板Sとなるウェハとしては、予めレジストパターンが形成されたシリコンウェハが使用され、該レジストパターン開口部のシリコンウェハ上にめっきが施される。   In the plating apparatus 100 configured as described above, the plating solution supplied from the solution supply means 4 is directed toward the surface to be plated of the substrate S to be processed while supplying current from the power source 12 to the cathode electrode 11 and the anode electrode 14. Then, the plating process is performed on the surface to be plated of the substrate S to be processed. As a wafer to be processed substrate S supported by the substrate support unit 3, a silicon wafer on which a resist pattern is formed in advance is used, and plating is performed on the silicon wafer in the resist pattern opening.

また、めっき液としてはSn−Ag合金めっき液等が使用され、噴出ノズル11から噴出されためっき液は、図1の矢印で示すようにめっき槽1の中央部で上昇流となって上昇し、被処理基板Sの被めっき面の中央部に当たった後、被めっき面に沿って半径方向外方に広がり、めっき槽1内で対流しながら、一部ずつめっき槽1の上部開口の液排出路25からオーバーフローする。このめっき槽1からオーバーフローしためっき液は、外槽26から液回収管27を経由してタンク6に回収される。また、このタンク6内に貯留されているめっき液は、ポンプ24によりめっき液供給管23を介して噴出ノズル21からめっき槽1内に噴出させられる。   Further, Sn—Ag alloy plating solution or the like is used as the plating solution, and the plating solution ejected from the ejection nozzle 11 rises as an upward flow at the center of the plating tank 1 as shown by the arrow in FIG. After the contact with the central portion of the surface to be processed of the substrate S to be processed, the liquid spreads radially outward along the surface to be plated and convects in the plating tank 1 while the liquid in the upper opening of the plating tank 1 is partially Overflow from the discharge path 25. The plating solution overflowed from the plating tank 1 is recovered from the outer tank 26 to the tank 6 via the liquid recovery pipe 27. The plating solution stored in the tank 6 is ejected from the ejection nozzle 21 into the plating tank 1 through the plating solution supply pipe 23 by the pump 24.

このようにして、めっき槽1内のめっき液とタンク6内のめっき液とが循環されながら、めっき槽1内でのめっき処理に供される。また、タンク6内のめっき液は分析器44によりサンプリングされて成分濃度が分析され、そのSn成分濃度が低下した場合には、散布機7から酸化第一錫の粉末がタンク6内に散布されて補給される。   In this way, the plating solution in the plating tank 1 and the plating solution in the tank 6 are circulated and are subjected to the plating treatment in the plating tank 1. The plating solution in the tank 6 is sampled by the analyzer 44 and analyzed for the component concentration. When the Sn component concentration is lowered, the powder of stannous oxide is sprayed from the sprayer 7 into the tank 6. To be replenished.

この補給方法について説明すると、散布ボックス31は、通常のめっき処理時には図1及び図2の鎖線で示すように、タンク6の上方から外れたホームポジションHに待避させられている。また、めっき液は、めっき処理の間は、めっき槽1とタンク6との間を循環されており、めっき処理が終了すると、めっき槽1内のめっき液が全部タンク6内に移送される。そして、このタンク6内のめっき液が分析器44によりサンプリングされて分析され、必要な補給量が算出される。また、同時に、ホームポジションHにおける散布ボックス31の重量が測定され、その測定結果と分析器44の分析結果とに基づいて制御部45において必要な粉末の補充量が算出され、その分の粉末がホッパ41から散布ボックス31に供給される。   Explaining this replenishment method, the spray box 31 is retracted to the home position H that is off the upper side of the tank 6 as shown by a chain line in FIGS. Further, the plating solution is circulated between the plating tank 1 and the tank 6 during the plating process. When the plating process is completed, the plating solution in the plating tank 1 is entirely transferred into the tank 6. Then, the plating solution in the tank 6 is sampled and analyzed by the analyzer 44, and a necessary supply amount is calculated. At the same time, the weight of the spray box 31 at the home position H is measured, and the replenishment amount of the necessary powder is calculated in the control unit 45 based on the measurement result and the analysis result of the analyzer 44. It is supplied from the hopper 41 to the spraying box 31.

そして、移動機構32によってタンク6の液面に沿ってXY方向に水平に散布ボックス31を移動させながら、散布ボックス31の孔35から粉末を落下させ、タンク6の液面全体に均等に分散させて散布する。また、この散布の際は、ポンプ24を運転して、タンク6とめっき槽1との間でめっき液を循環させておく。タンク6内のめっき液に散布された粉末は、速やかにめっき液に溶解され、めっき槽1との間で循環されることにより全体的に攪拌される。   Then, while moving the spraying box 31 horizontally in the XY direction along the liquid level of the tank 6 by the moving mechanism 32, the powder is dropped from the holes 35 of the spraying box 31 and is evenly distributed over the entire liquid level of the tank 6. And spray. Further, when spraying, the pump 24 is operated to circulate the plating solution between the tank 6 and the plating tank 1. The powder dispersed in the plating solution in the tank 6 is quickly dissolved in the plating solution and circulated between the plating tank 1 and stirred as a whole.

このようにして、散布機7の散布ボックス31をタンク6内の液面に沿って移動させながら、該散布ボックス31から酸化第一錫の粉末を散布するとともに、その散布のときにめっき液をタンク6とめっき槽1との間で循環させていることにより、粉末が速やかにめっき液に溶解され、かつ全体的に均等に分散させられる。したがって、その補給作業を短時間で実施することができる。また、粉末を散布するという簡便な方法であり、粉末として管理も容易で、低コストで実施することができる。
なお、Sn−Agめっき液は、Snが97wt%、Agが3wt%で、大部分がSnであるから、この粉末散布による補給方法は極めて効果的である。この酸化第一錫の粉末は酸性めっき液1リットルに対して例えば2〜3g使用され、200リットルの酸性めっき液では400〜600gとなる。そのめっき液で被処理基板を100〜200枚めっき処理することができる。
In this way, while moving the spraying box 31 of the sprayer 7 along the liquid level in the tank 6, the powder of stannous oxide is sprayed from the spraying box 31, and the plating solution is applied at the time of the spraying. By circulating between the tank 6 and the plating tank 1, the powder is quickly dissolved in the plating solution and dispersed uniformly throughout. Therefore, the replenishment work can be performed in a short time. Moreover, it is a simple method of spraying powder, and it is easy to manage as powder and can be carried out at low cost.
Since the Sn—Ag plating solution has 97 wt% Sn, 3 wt% Ag, and mostly Sn, this replenishment method by spraying powder is extremely effective. The stannous oxide powder is used in an amount of, for example, 2 to 3 g per 1 liter of the acidic plating solution, and 400 to 600 g for a 200 liter acidic plating solution. 100 to 200 substrates can be plated with the plating solution.

散布する酸化第一錫粉末について説明を補足しておくと、平均粒径がD50値で10〜20μmの範囲であり、かつタップ密度が0.6〜1.2g/cmである酸化第一錫粉末を使用することが好ましい。また比表面積は7〜10m/gの範囲であることが好ましい。平均粒径及びタップ密度が上記範囲内の酸化第一錫粉末は、酸又は酸性めっき液への溶解性が極めて高い、即ち酸又は酸性めっき液に対して易溶性があるからである。具体的には、この酸化第一錫粉末は温度25℃のアルカンスルホン酸水溶液300mlに、酸化第一錫粉末20gを添加して攪拌したとき、5秒以内で溶解する溶解速度を有する。 Supplementing the description of the stannous oxide powder to be dispersed, the first particle size is an average particle diameter in the range of 10 to 20 μm in D50 value and a tap density of 0.6 to 1.2 g / cm 3 . It is preferable to use tin powder. Moreover, it is preferable that a specific surface area is the range of 7-10 m < 2 > / g. This is because a stannous oxide powder having an average particle diameter and a tap density within the above ranges has extremely high solubility in an acid or acidic plating solution, that is, is easily soluble in an acid or acidic plating solution. Specifically, this stannous oxide powder has a dissolution rate that dissolves within 5 seconds when 20 g of stannous oxide powder is added to 300 ml of an alkanesulfonic acid aqueous solution at a temperature of 25 ° C. and stirred.

なお、D50値で規定される平均粒径とは、粒子分布を測定したときに全粒子体積に対する累積粒子体積が50%となるときの粒径をいう。溶解性に優れる酸としては、酸性めっき液の成分であるメタンスルホン酸、エタンスルホン酸又は1−プロパンスルホン酸等のアルカンスルホン酸が挙げられる。また酸性めっき液としては、SnとSnより貴なる元素からなるSn合金のめっき液である、前述のSn−Ag合金めっき液の他、Sn−Cu合金めっき液、Sn−Ag−Cu合金めっき液又はAu−Sn合金めっき液等が挙げられる。   In addition, the average particle diameter prescribed | regulated by D50 value means a particle diameter when the accumulation particle volume with respect to all the particle volumes will be 50% when particle distribution is measured. Examples of the acid having excellent solubility include alkane sulfonic acids such as methane sulfonic acid, ethane sulfonic acid, and 1-propane sulfonic acid, which are components of the acidic plating solution. In addition to the Sn-Ag alloy plating solution described above, which is an Sn alloy plating solution composed of noble elements from Sn and Sn, the acidic plating solution includes Sn-Cu alloy plating solution and Sn-Ag-Cu alloy plating solution. Or Au-Sn alloy plating solution etc. are mentioned.

この酸化第一錫の粉末を製造する場合、まず、金属Sn粉末を酸に溶解することにより酸性水溶液を調製する。酸としては塩酸が好ましく、使用する金属Sn粉末はα線放出量が0.05cph/cm以下であることが好ましい。次に、この調製した酸性水溶液にアルカリ水溶液を添加し、攪拌して中和させ、水酸化第一錫のスラリーを調製する。このアルカリ水溶液として、アンモニア水、重炭酸アンモニウム溶液またはこれらの混合液が例示される。この水酸化第一錫のスラリーを調製する中和工程は、窒素ガス雰囲気中で行う。この中和反応は、反応液の液温が30〜50℃で行われ、pHが6〜8の範囲で行うことが好ましい。 When producing this stannous oxide powder, first, an aqueous acid solution is prepared by dissolving a metal Sn powder in an acid. As the acid, hydrochloric acid is preferable, and the metal Sn powder used preferably has an α-ray emission amount of 0.05 cph / cm 2 or less. Next, an alkaline aqueous solution is added to the prepared acidic aqueous solution, and the mixture is stirred and neutralized to prepare a stannous hydroxide slurry. Examples of the alkaline aqueous solution include aqueous ammonia, ammonium bicarbonate solution, or a mixture thereof. The neutralization step for preparing the stannous hydroxide slurry is performed in a nitrogen gas atmosphere. This neutralization reaction is preferably performed at a reaction solution temperature of 30 to 50 ° C. and a pH of 6 to 8.

次いで、調製したスラリーを加熱保持して、水酸化第一錫を熟成し脱水させ、酸化第一錫のスラリーを得る。この脱水工程は、窒素ガス雰囲気中で行う。加熱保持温度は80〜100℃が好ましい。更に、上記酸化第一錫のスラリーをろ過し、得られた酸化第一錫沈澱を水洗した後、真空乾燥により乾燥する。真空乾燥の際の温度は40〜100℃が好ましい。
以上の工程を経ることにより、平均粒径がD50値で10〜20μm、比表面積が7〜10m/g、タップ密度が0.6〜1.2g/cmである、酸又は酸性めっき液への溶解性が極めて高い酸化第一錫粉末が製造される。
Next, the prepared slurry is heated and held to age and dehydrate the stannous hydroxide to obtain a stannous oxide slurry. This dehydration step is performed in a nitrogen gas atmosphere. The heating and holding temperature is preferably 80 to 100 ° C. Further, the above stannous oxide slurry is filtered, and the resulting stannous oxide precipitate is washed with water and then dried by vacuum drying. The temperature during vacuum drying is preferably 40 to 100 ° C.
By passing through the above steps, an acid or acidic plating solution having an average particle diameter of 10 to 20 μm in D50 value, a specific surface area of 7 to 10 m 2 / g, and a tap density of 0.6 to 1.2 g / cm 3. A stannous oxide powder having a very high solubility in is produced.

なお、前記第1実施形態では、本発明を噴流式めっき装置に適用したが、図3に示すように浸漬式めっき装置に適用してもよい。この第2実施形態のめっき装置200は、めっき槽51内のめっき液中に被処理基板Sとアノード電極52とが浸漬状態に設けられ、外部の電源12に接続されている。そして、めっき槽51底部の噴出ノズル21から噴出されるめっき液をめっき槽51の上部からオーバーフローさせながら被処理基板Sとアノード電極52との間に通電してめっき処理を行うものである。また、めっき槽51との間で循環されるめっき液を溜めるタンク6が設けられ、このタンク6に、第1実施形態の場合と同様に散布機7が設けられている。その他、一実施形態と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
このめっき装置200においても、めっき液としてSn−Ag合金めっき液等が使用され、そのめっき液をめっき槽51とタンク6との間で循環させながら酸化第一錫の粉末をタンク6内に散布することにより、Sn成分の補給を行うことができる。
In the first embodiment, the present invention is applied to the jet plating apparatus, but may be applied to an immersion plating apparatus as shown in FIG. In the plating apparatus 200 of the second embodiment, the substrate to be processed S and the anode electrode 52 are immersed in the plating solution in the plating tank 51 and connected to the external power source 12. Then, the plating solution ejected from the ejection nozzle 21 at the bottom of the plating tank 51 overflows from the upper part of the plating tank 51 to conduct the plating process by energizing between the substrate S to be processed and the anode electrode 52. Further, a tank 6 for storing a plating solution circulated with the plating tank 51 is provided, and a sprayer 7 is provided in the tank 6 as in the case of the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to one Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
Also in this plating apparatus 200, Sn—Ag alloy plating solution or the like is used as a plating solution, and stannous oxide powder is dispersed in the tank 6 while circulating the plating solution between the plating tank 51 and the tank 6. By doing so, the Sn component can be replenished.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、散布ボックスの移動機構としてX―Yステージを用いた例を示したが、ロボットのアーム先端に散布ボックスを保持させて、タンクの上方を任意の位置に移動させる構成としてもよい。また、散布を確実にするために散布ボックスに微振動機構を設けてもよい。さらに、めっき液をオーバーフローさせる液流出路をめっき槽の上部開口と被処理基板との間に形成するようにしたが、めっき槽の上端部に貫通孔や切欠きを設けて、これを液流出路とするようにしてもよい。また、アノード電極を支持する電極支持部もアノード電極と同様のメッシュ状に形成し、めっき槽の内周面全周に形成してもよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included. For example, although an example in which an XY stage is used as the moving mechanism of the spray box has been shown, a configuration in which the spray box is held at the tip of the arm of the robot and moved above the tank to an arbitrary position may be adopted. Further, a fine vibration mechanism may be provided in the spray box in order to ensure spraying. In addition, a liquid outflow path for overflowing the plating solution was formed between the upper opening of the plating tank and the substrate to be processed. A road may be used. Moreover, the electrode support part which supports an anode electrode may also be formed in the same mesh shape as an anode electrode, and may be formed in the inner peripheral surface whole periphery of a plating tank.

本発明に係るめっき装置の第1実施形態を示す一部を縦断面にした概略構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the schematic block diagram which made the longitudinal cross-section part which shows 1st Embodiment of the plating apparatus which concerns on this invention. 図1のめっき装置におけるタンクを上方から見た平面図である。It is the top view which looked at the tank in the plating apparatus of FIG. 1 from upper direction. 本発明に係るめっき装置の第2実施形態を示す一部を縦断面にした概略構成図である。It is the schematic block diagram which made the longitudinal cross-section part which shows 2nd Embodiment of the plating apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 めっき槽
2 架台
3 基板支持部
4 液供給手段
5 液排出手段
6 タンク
7 散布機
11 カソード電極
12 電源
13 錘
14 アノード電極
15 電極支持部
21 噴出ノズル
22 液供給部
23 めっき液供給管
24 ポンプ
25 液流出路
26 外槽
27 液回収管
31 散布ボックス
32 移動機構
33 粉末補充機構
34 底板
35 孔
36 ガイドレール
36a 延長部
37 スライダ
41 ホッパ
42 弁
43 計量機
44 分析器
45 制御部
51 めっき槽
52 アノード電極
100 めっき装置
200 めっき装置
S 被処理基板
H ホームポジション
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plating tank 2 Base 3 Substrate support part 4 Liquid supply means 5 Liquid discharge means 6 Tank 7 Spreader 11 Cathode electrode 12 Power supply 13 Weight 14 Anode electrode 15 Electrode support part 21 Ejection nozzle 22 Liquid supply part 23 Plating liquid supply pipe 24 Pump 25 Liquid outflow path 26 Outer tank 27 Liquid recovery pipe 31 Spray box 32 Movement mechanism 33 Powder replenishment mechanism 34 Bottom plate 35 Hole 36 Guide rail 36a Extension part 37 Slider 41 Hopper 42 Valve 43 Weighing machine 44 Analyzer 45 Control part 51 Plating tank 52 Anode electrode 100 Plating apparatus 200 Plating apparatus S Substrate H Home position

Claims (4)

めっき槽内に貯留したSn合金のめっき液に被処理基板を接触させた状態とし、該被処理基板と電極との間に通電して被処理基板にSn合金のめっき膜を形成するめっき装置において、
前記めっき槽との間で循環されるめっき液を貯留するタンクと、該タンク内のめっき液の液面に酸化第一錫の粉末を散布する散布機とを備え
前記散布機は、前記粉末を収納して下方から散布する散布ボックスと、該散布ボックスを前記タンク内のめっき液の液面に沿って水平移動させる移動機構とを備えていることを特徴とするめっき装置。
In a plating apparatus in which a substrate to be processed is brought into contact with a plating solution of Sn alloy stored in a plating tank, and an Sn alloy plating film is formed on the substrate to be processed by energization between the substrate to be processed and an electrode. ,
A tank for storing a plating solution circulated between the plating tank and a sprayer for spraying stannous oxide powder on the surface of the plating solution in the tank ;
The sprayer includes a spray box that stores the powder and sprays from below, and a moving mechanism that horizontally moves the spray box along the surface of the plating solution in the tank. Plating equipment.
前記移動機構は、前記タンクの上方から離れた待避位置まで散布ボックスを移動可能であることを特徴とする請求項記載のめっき装置。 The moving mechanism, the plating apparatus according to claim 1, wherein the up retracted position away from above the tank is movable spray box. 前記粉末を貯留するホッパと、前記めっき液中のSn成分の分析結果に基づいて算出した必要量の分の粉末を前記ホッパから前記散布ボックスに移送する粉末補充機構とを備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のめっき装置。 A hopper for storing the powder, and a powder replenishing mechanism for transferring a necessary amount of powder calculated based on the analysis result of the Sn component in the plating solution from the hopper to the spray box. The plating apparatus according to claim 1 or 2 . 請求項1からのいずれか一項に記載のめっき装置にSn合金成分を補給する方法であって、
前記めっき槽と前記タンクとの間でめっき液を循環させながら、該タンクのめっき液に前記酸化第一錫の粉末を散布することを特徴とするめっき装置のSn成分補給方法。
A method of replenishing a Sn alloy component to the plating apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
An Sn component replenishing method for a plating apparatus, wherein the stannous oxide powder is sprayed on the plating solution in the tank while circulating the plating solution between the plating tank and the tank.
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