(57)【要約】【課題】めっき反応停止およびめっき速度の低下を防止することができる無電解めっき方法を提供する。【解決手段】無電解めっき方法は、加熱しためっき液をめっき槽１内を通して循環させ、基板Ｗをめっき槽１内のめっき液中に浸漬し、基板Ｗをめっき液中に浸漬してから所定の時間が経過するまで、第１の流量でめっき液を循環させて第１の無電解めっき膜を形成し、所定の時間が経過した後、第１の流量よりも低い第２の流量でめっき液を循環させて第２の無電解めっき膜を第１の無電解めっき膜上に形成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板をめっきする無電解めっき方法であって、
加熱しためっき液をめっき槽内を通して循環させ、
前記基板を前記めっき槽内のめっき液中に浸漬し、
前記基板を前記めっき液中に浸漬してから所定の時間が経過するまで、第１の流量でめっき液を循環させて第１の無電解めっき膜を形成し、
前記所定の時間が経過した後、前記第１の流量よりも低い第２の流量で前記めっき液を循環させて第２の無電解めっき膜を前記第１の無電解めっき膜上に形成することを特徴とする無電解めっき方法。
【請求項２】
前記基板は、下地金属と、前記下地金属を覆うように形成された絶縁膜とを有し、前記絶縁膜は、前記下地金属を露出させる開口部を有しており、前記下地金属の露出面上に前記第１の無電解めっき膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の無電解めっき方法。
【請求項３】
前記第１の無電解めっき膜を前記絶縁膜の前記開口部内に形成することを特徴とする請求項２に記載の無電解めっき方法。
【請求項４】
前記所定の時間は、３０秒から１０分であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無電解めっき方法。
【請求項５】
前記所定の時間は、前記第２の流量でめっき液を循環させて前記第２の無電解めっき膜を形成する時間の１／１０以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無電解めっき方法。
【請求項６】
前記めっき液が前記第１の流量で循環するときの前記基板上を移動する前記めっき液の流速は５０〜５００ｃｍ／ｓｅｃであり、前記めっき液が前記第２の流量で循環するときの前記基板上を移動する前記めっき液の流速は０．０５〜２００ｃｍ／ｓｅｃであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の無電解めっき方法。
【請求項７】
前記めっき液が前記第１の流量で循環するときの前記基板上を移動する前記めっき液の流速は、前記めっき液が前記第２の流量で循環するときの前記基板上を移動する前記めっき液の流速の３倍以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の無電解めっき方法。
【請求項８】
洗浄槽内の洗浄液を所定の温度範囲内に維持しながら、前記洗浄液中に前記基板を浸漬して該基板を洗浄する工程をさらに含み、
前記基板を前記めっき槽内の前記めっき液中に浸漬させる工程は、前記洗浄された基板を前記めっき槽内の前記めっき液中に浸漬させる工程であり、
前記所定の温度範囲は、３０℃から、前記めっき液の温度よりも１０℃だけ高い温度までの範囲であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の無電解めっき方法。
【請求項９】
前記洗浄液を脱気する工程をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の無電解めっき方法。
【請求項１０】
前記洗浄液中に不活性ガスを供給する工程をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の無電解めっき方法。
【請求項１１】
基板をめっきする無電解めっき方法であって、
加熱しためっき液を第１の流量で基板に供給して第１の無電解めっき膜を形成し、
前記めっき液の供給を開始してから所定の時間経過後、前記第１の流量よりも低い第２の流量で前記めっき液を前記基板に供給して第２の無電解めっき膜を形成することを特徴とする無電解めっき方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハなどの基板の表面をめっきする無電解めっき方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無電解めっきは、めっき液中に電流を流すことなく、めっき液中の金属イオンを化学的に還元してウエハなどの基板にめっき膜を析出する技術である。この無電解めっきでは、基板がめっき液中に浸漬されると、置換反応または自己触媒反応といった静的な還元反応が起こり、基板の表面にめっき膜が析出する。
【０００３】
電解めっきは、基板とアノードとの間に電圧を印加して基板にめっき膜を析出する技術である。この電解めっきでは、しきい値以上の電圧を印加することでめっき反応が開始され、電圧を制御することでめっき速度が制御される。これに対し、無電解めっきでは、めっき反応の開始またはめっき速度はめっき液の温度や濃度に依存するため、めっき液の温度や濃度を管理することが重要となる。一般的に、基板をめっき液に浸漬した後、速やかにめっき反応を開始させ、さらにめっき速度を高く保つために、めっき液は室温よりも高い温度に設定されている。めっきの途中でめっき液の温度が大きく低下すると、めっき反応が停止し、またはめっき速度が大きく低下する。その場合、基板の表面上に酸化膜が形成されたり、反応ガスの気泡が基板の表面に付着してめっき液の基板表面への接触が妨げられる。その結果、めっき液の温度を再び高めても、めっき反応が不安定になり、または停止するおそれがある。
【０００４】
無電解めっきは次のようにして行われる。まず、前処理槽に保持された前処理液中に基板を浸漬させ、基板を前処理する（前処理工程）。この前処理工程は、一般に、めっき膜を析出させるための触媒核を基板の表面に付与したり、基板の表面を酸化防止膜で被覆する工程である。その後、洗浄槽に保持された洗浄液中に基板を浸漬させ、基板に付着した前処理液を除去する（洗浄工程）。この洗浄工程は、基板から前処理液を除去して前処理工程での反応プロセスを停止する工程である。この洗浄工程が終了した後、めっき槽に貯留されためっき液中に基板を浸漬させ、基板のめっきを開始する。
【０００５】
洗浄槽に保持された洗浄液は室温とほぼ同じ温度である。このため、洗浄液中に浸漬された基板は室温とほぼ同じ温度になる。しかしながら、上述したように、めっき液は室温よりも高い温度に設定されているため、室温の基板をめっき液中に浸漬させると、めっき液の温度が低下し、結果としてめっき速度が低下してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３０２２９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、めっき反応の停止およびめっき速度の低下を防止することができる無電解めっき方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様は、基板をめっきする無電解めっき方法であって、加熱しためっき液をめっき槽内を通して循環させ、前記基板を前記めっき槽内のめっき液中に浸漬し、前記基板を前記めっき液中に浸漬してから所定の時間が経過するまで、第１の流量でめっき液を循環させて第１の無電解めっき膜を形成し、前記所定の時間が経過した後、前記第１の流量よりも低い第２の流量で前記めっき液を循環させて第２の無電解めっき膜を前記第１の無電解めっき膜上に形成することを特徴とする無電解めっき方法である。
【０００９】
好ましい態様は、前記基板は、下地金属と、前記下地金属を覆うように形成された絶縁膜とを有し、前記絶縁膜は、前記下地金属を露出させる開口部を有しており、前記下地金属の露出面上に前記第１の無電解めっき膜を形成することを特徴とする。
好ましい態様は、前記第１の無電解めっき膜を前記絶縁膜の前記開口部内に形成することを特徴とする。
好ましい態様は、前記所定の時間は、３０秒から１０分であることを特徴とする。
好ましい態様は、前記所定の時間は、前記第２の流量でめっき液を循環させて前記第２の無電解めっき膜を形成する時間の１／１０以下であることを特徴とする。
好ましい態様は、前記めっき液が前記第１の流量で循環するときの前記基板上を移動する前記めっき液の流速は５０〜５００ｃｍ／ｓｅｃであり、前記めっき液が前記第２の流量で循環するときの前記基板上を移動する前記めっき液の流速は０．０５〜２００ｃｍ／ｓｅｃであることを特徴とする。
好ましい態様は、前記めっき液が前記第１の流量で循環するときの前記基板上を移動する前記めっき液の流速は、前記めっき液が前記第２の流量で循環するときの前記基板上を移動する前記めっき液の流速の３倍以上であることを特徴とする。
【００１０】
好ましい態様は、洗浄槽内の洗浄液を所定の温度範囲内に維持しながら、前記洗浄液中に前記基板を浸漬して該基板を洗浄する工程をさらに含み、前記基板を前記めっき槽内の前記めっき液中に浸漬させる工程は、前記洗浄された基板を前記めっき槽内の前記めっき液中に浸漬させる工程であり、前記所定の温度範囲は、３０℃から、前記めっき液の温度よりも１０℃だけ高い温度までの範囲であることを特徴とする。
好ましい態様は、前記洗浄液を脱気する工程をさらに含むことを特徴とする。
好ましい態様は、前記洗浄液中に不活性ガスを供給する工程をさらに含むことを特徴とする。
【００１１】
他の態様は、基板をめっきする無電解めっき方法であって、加熱しためっき液を第１の流量で基板に供給して第１の無電解めっき膜を形成し、前記めっき液の供給を開始してから所定の時間経過後、前記第１の流量よりも低い第２の流量で前記めっき液を前記基板に供給して第２の無電解めっき膜を形成することを特徴とする無電解めっき方法である。
【発明の効果】
【００１２】
めっき液を、第２の流量よりも高い第１の流量でめっき槽または基板に供給することで、基板上のめっき液を加熱されためっき液に素早く置換することができる。したがって、基板に接触するめっき液の温度低下を防止することができ、めっき反応の停止およびめっき速度の低下を防止することができる。さらに、めっき液の流量を第１の流量から第２の流量に切り替えることで、めっき液の流れに起因してめっき膜の形状が不均一になることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る無電解めっき装置を示す模式図である。
【図２】めっき槽内に設けられためっき液加熱装置を示す模式図である。
【図３】めっき液の流量の切り替えタイミングを説明するグラフである。
【図４】図４（ａ）はめっき液の流速が遅い場合に基板に形成されるめっき膜を示す図であり、図４（ｂ）はめっき液の流速が速すぎる場合に基板に形成されるめっき膜を示す図である。
【図５】本実施形態により形成される無電解めっき膜を示す図である。
【図６】図１に示すめっき装置の変形例を示す模式図である。
【図７】流量調整バルブをさらに備えためっき装置を示す模式図である。
【図８】図１に示すめっき装置の他の変形例を示す模式図である。
【図９】図９（ａ）は枚葉式のフェースダウンタイプのめっき装置の概略図であり、図９（ｂ）はフェースアップタイプのめっき装置の概略図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る無電解めっき装置を示す模式図である。
【図１１】洗浄槽内に設けられたヒーターを示す模式図である。
【図１２】図１０に示すめっき装置の変形例を示す模式図である。
【図１３】図１０に示すめっき装置の他の変形例を示す模式図である。
【図１４】不活性ガス供給ユニットを備えためっき装置を示す模式図である。
【図１５】図１０に示すめっき装置のさらに他の変形例を示す模式図である。
【図１６】非加熱洗浄液を貯留する常温槽をさらに備えためっき装置を示す模式図である。
【図１７】図１３に示す変形例に常温槽を設けためっき装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、図１から図１７において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係る無電解めっき装置を示す模式図である。本実施形態に係る無電解めっき装置は、複数の基板を同時にめっきすることができるバッチ処理式めっき装置であるが、基板を一枚ずつめっきする枚葉処理式めっき装置であってもよい。以下、無電解めっき装置を単にめっき装置と呼ぶ。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態に係るめっき装置は、めっき液を貯留するめっき槽１と、めっき液を加熱するめっき液加熱装置３と、めっき槽１内にめっき液の流れを形成する循環ユニット２とを備えている。複数の基板Ｗは、めっき槽１内に縦に配置され、かつ互いに平行に配列される。
【００１６】
循環ユニット２は、めっき槽１に流入するめっき液の流量を、第１の流量と、該第１の流量よりも低い第２の流量との間で切り替え可能に構成されている。より具体的には、循環ユニット２は、めっき槽１に接続されためっき液循環ライン５と、めっき槽１およびめっき液循環ライン５を通ってめっき液を循環させるポンプ６と、ポンプ６の回転速度を、第１の流量を実現するための第１の回転速度と、第２の流量を実現するための第２の回転速度との間で切り替えるポンプ制御部７を備えている。
【００１７】
めっき液循環ライン５の一端はめっき槽１の上部に接続されており、めっき液循環ライン５の他端はめっき槽１の底部に接続されている。めっき液は、めっき液循環ライン５を通ってめっき槽１の上部から底部まで移送される。めっき液は、めっき液循環ライン５からめっき槽１の底部に流入し、めっき槽１内に上昇流を形成する。このめっき液の上昇流は基板Ｗの表面上を移動する。これにより、めっき液加熱装置３によって加熱されためっき液がめっき槽１に流入し、めっき槽１内部のめっき液が緩やかに撹拌され、均一な温度のめっき液がめっき槽１内に行きわたるようになっている。
【００１８】
図示しないが、めっき槽１は、基板Ｗがめっき液に浸漬されるめっき液貯留槽と、このめっき液貯留槽に隣接するオーバーフロー槽とから構成されてもよい。この場合、めっき液循環ライン５の一端はオーバーフロー槽に接続され、めっき液循環ライン５の他端はめっき液貯留槽の底部に接続される。めっき液はめっき液貯留槽を越流してオーバーフロー槽に流入する。オーバーフロー槽に流入しためっき液はめっき液循環ライン５を通ってめっき液貯留槽内に戻される。
【００１９】
めっき液加熱装置３はめっき液循環ライン５に取り付けられており、めっき槽１とめっき液循環ライン５を通って循環するめっき液を加熱するように構成されている。図２に示すように、めっき液加熱装置３をめっき槽１内に設けてもよい。このような構成でもめっき槽１内のめっき液を加熱することができる。めっき液循環ライン５には、めっき液から不要物を除去するフィルタ９およびめっき液の流量を測定する流量計８が取り付けられている。流量計８およびフィルタ９はポンプ６の下流側に設けられており、めっき液加熱装置３はポンプ６の上流側に設けられている。ポンプ６が運転されると、めっき液は、めっき槽１、めっき液加熱装置３、およびめっき液循環ライン５を通って循環する。めっき槽１内には温度測定器６０が設置されており、めっき槽１内のめっき液の温度が測定される。温度測定器６０はめっき液加熱装置３に接続されており、めっき液の温度が所定の管理範囲内になるようにめっき液加熱装置３はオン−オフ制御される。
【００２０】
ポンプ制御部７はポンプ６に接続されている。ポンプ６はポンプ制御部７からの指令に従って、めっき槽１に流入するめっき液の流量を変えるように構成されている。ポンプ６の回転速度はポンプ制御部７によって制御される。このポンプ制御部７は、ポンプ６の回転速度を、第１の流量を実現するための第１の回転速度と、第２の流量を実現するための第２の回転速度との間で切り替えるように構成されている。
【００２１】
図３はめっき液の流量の切り替えタイミングを説明するグラフである。図３において、縦軸はめっき槽１に流入するめっき液の流量、すなわちめっき液循環ライン５の循環流量を示しており、横軸は時間を示している。基板Ｗがめっき液に浸漬され始めると、ポンプ制御部７からの指令を受けてポンプ６は第１の回転速度で回転する。その結果、めっき槽１には第１の流量でめっき液が供給される。基板Ｗがめっき液に浸漬されてから所定時間が経過した後、ポンプ制御部７からの指令を受けてポンプ６は第２の回転速度で回転する。その結果、めっき槽１には第２の流量でめっき液が供給される。所定時間は様々なめっき条件によって変更されうるが、３０秒から１０分、例えば５分に設定することが好ましい。総めっき時間は、例えば３０分〜９０分である。
【００２２】
基板Ｗ上を移動するめっき液の流速［ｍ／ｍｉｎ］は、流量計８（図１参照）によって測定されためっき液の流量［ｍ３／ｍｉｎ］をめっき槽１の水平断面積［ｍ２］で割ることで概算することができる。
【００２３】
基板Ｗのめっきは次のようにして行われる。以下、基板Ｗの下地金属としてアルミニウムを使用し、めっき液としてニッケルめっき液を使用する場合について説明する。まず、基板Ｗは硝酸水溶液で洗浄される（酸洗浄工程）。基板Ｗの酸洗浄後、基板Ｗは純水で洗浄される。その後、基板Ｗの表面に付着した酸化アルミニウムはジンケート液によって除去され、基板Ｗの表面は亜鉛で被覆される（ジンケート処理）。基板Ｗの表面の亜鉛は酸化防止膜として機能する。これら酸洗浄工程およびジンケート処理は前処理工程と呼ばれる。
【００２４】
次いで、基板Ｗは図示しない搬送機構によって図１に示す洗浄槽１０に搬送され、洗浄槽１０内の洗浄液に浸漬される。洗浄槽１０は基板Ｗのめっき前に基板Ｗを洗浄するための洗浄液を貯留する貯留槽である。基板Ｗを洗浄液で洗浄する工程は洗浄工程と呼ばれる。基板Ｗは、搬送機構によってめっき槽１に搬送され、めっき槽１に保持されためっき液中に浸漬される。
【００２５】
一般的に、洗浄槽１０内の洗浄液の温度は室温とほぼ同じである。このため、洗浄槽１０内の洗浄液中に浸漬された基板Ｗは室温とほぼ同じ温度になる。めっき液は室温よりも高いため、室温の基板Ｗをめっき液に浸漬すると、めっき液の温度が低下してしまう。そこで、循環ユニット２は、基板Ｗをめっき槽１に浸漬してから所定の時間が経過するまで、めっき槽１に第１の流量でめっき液を供給する。めっき槽１に比較的高い流量でめっき液が流入するので、基板Ｗを囲むめっき液およびめっき槽１全体のめっき液を加熱されためっき液に素早く置換することができる。このため、基板Ｗに接触するめっき液の温度の低下を防止することができ、めっき反応の停止およびめっき速度の低下を防止することができる。めっき液を第１の流量でめっき槽１に供給しているときの、基板Ｗ上を移動するめっき液の第１の流速は、例えば５０〜５００［ｃｍ／ｓｅｃ］である。
【００２６】
基板Ｗをめっき槽１に浸漬した時点から所定時間が経過した後、循環ユニット２は、めっき槽１に第２の流量でめっき液を供給する。第２の流量は第１の流量よりも低い。所定のめっき時間が経過した後、基板Ｗをめっき液から引き上げてめっきを終了する。めっき液を第２の流量でめっき槽１に供給しているときの、基板Ｗ上を移動するめっき液の第２の流速は、例えば０．０５〜２００［ｃｍ／ｓｅｃ］である。
【００２７】
特に、めっき液が第１の流量で循環するときの基板Ｗ上を移動するめっき液の流速は、めっき液が第２の流量で循環するときの基板Ｗ上を移動するめっき液の流速の３倍以上であることが望ましい。
【００２８】
無電解めっきにおいて、基板Ｗに接するめっき液の流速は低い方が望ましい。図４（ａ）はめっき液の流速が低い場合に基板Ｗに形成されるめっき膜を示す図であり、図４（ｂ）はめっき液の流速が高すぎる場合に基板Ｗに形成されるめっき膜を示す図である。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、基板Ｗには下地金属（金属パッド）１９が形成され、この下地金属１９を覆うように、フォトレジストや窒化ケイ素（ＳｉＮ）などからなる絶縁膜２０が形成される。絶縁膜２０は、下地金属１９を露出させる開口部２１を有しており、開口部２１内に下地金属１９の露出面が形成されている。この下地金属１９の露出面上に無電解めっき膜７０が形成される。
【００２９】
図４（ａ）に示すように、めっき液の流速が低い場合には、めっき膜７０が等方的に析出して正常な形状のめっき膜７０が形成される。しかしながら、めっき液の流速が高すぎると、図４（ｂ）に示すように、めっき膜の析出を抑制する添加剤がめっき膜７０の一部に集中し、めっき膜７０は、いわゆる“欠け”と呼ばれる不均一な形状となる。また、基板Ｗのエッジ周辺においてめっき液の流れが乱れ、結果として、基板エッジでのめっき膜７０の形状やめっき膜７０の膜厚の均一性が悪くなることがある。
【００３０】
上述した第２の流量には、このような不均一な形状をめっき膜７０に引き起こすことなく、かつ、めっき槽１内の基板表面のめっき液の温度を均一に保つことができる流量が選択される。めっき槽１へのめっき液の流入流量が低すぎる場合には、例えばめっき槽１の上部と下部でめっき液の温度が異なってしまい、基板表面内におけるめっき膜７０の厚さが不均一になる。
【００３１】
もし、めっき液が第２の流量で循環しているめっき槽１内のめっき液に基板Ｗを浸漬すると、めっき液の温度が下がり、めっき反応が開始されないおそれがある。また、めっき液の温度が徐々に上昇してめっき反応が開始されても、めっき槽１内の温度にばらつきが生じ、基板Ｗの表面内におけるめっき膜７０の厚さの不均一を引き起こす。
【００３２】
そこで、本実施形態では、少なくとも、基板Ｗのめっき槽１内のめっき液への浸漬が開始された（本実施形態の場合、基板Ｗの下端がめっき液に接触すること）時点から所定の時間が経過するまでの間、めっき液を第１の流量で循環させる。基板Ｗをめっき槽１内のめっき液へ浸漬させる前からめっき液を第１の流量で循環させてもよい。基板Ｗの浸漬によりめっき液の温度が一時的に下がったとしても、めっき液は比較的高い流量で循環しているため、めっき槽１内のめっき液は短時間で高温のめっき液に入れ替わる。したがって、基板Ｗがめっき槽１内のめっき液に浸漬された後にめっき反応は速やかに開始される。さらに、均一な厚さのめっき膜７０を形成することができる。めっき液を第１の流量で循環させる時間の総めっき時間に対する割合は小さいため、めっき初期段階でめっき液の流量が高くても最終的なめっき膜７０の形状への影響は比較的小さい。
【００３３】
図５は、本実施形態に従って形成された無電解めっき膜を示す図である。まず、めっき液を第１の流速で流し、無電解めっき膜（第１の無電解めっき膜）７１を下地金属１９の露出面上に形成する。この無電解めっき膜７１は絶縁膜２０の開口部２１内に形成される。したがって、めっき液の流れが高速であっても、めっき液の流れはめっき膜の形状に影響を与えにくい。さらに、第１の流速でめっきを行う時間は総めっき時間の初期に限られるため、最終的なめっき膜の形状に与える影響は小さい。第１の無電解めっき膜７１を形成した後、めっき液を第２の流速で流して、無電解めっき膜（第２の無電解めっき膜）７２を第１の無電解めっき膜７１上に形成する。この第２の無電解めっき膜７２は、図５に示すように、絶縁膜２０の表面から上に突出してもよく、絶縁膜２０の開口部２１内にのみ形成されてもよい。
【００３４】
特に、第１の流量でめっき液を循環させて第１の無電解めっき膜を形成する時間は、第２の流量でめっき液を循環させて第２の無電解めっき膜を形成する時間の１／１０以下であることが望ましい。
【００３５】
本実施形態において、無電解めっきにより形成される金属として、ニッケルの他、コバルト、銅、金およびそれらの合金が挙げられる。
【００３６】
図６は図１に示すめっき装置の変形例を示す模式図である。特に説明しない構成は、図１に示す実施形態と同じである。図６に示すように、循環ユニット２は、めっき槽１およびめっき液循環ライン５を通ってめっき液を循環させる第１のポンプ１１および第２のポンプ１２と、めっき液循環ライン５に取り付けられた第１のバルブ１５および第２のバルブ１６とを備えている。めっき液循環ライン５の一部は、互いに並列に延びる第１の移送ライン１３と第２の移送ライン１４から構成されている。めっき液循環ライン５の全体が第１の移送ライン１３と第２の移送ライン１４から構成されていてもよい。第１のポンプ１１および第１のバルブ１５は、第１の移送ライン１３に取り付けられている。第２のポンプ１２および第２のバルブ１６は、第２の移送ライン１４に取り付けられている。第１のバルブ１５および第２のバルブ１６は第１のポンプ１１および第２のポンプ１２の下流側にそれぞれ設けられている。
【００３７】
ポンプ制御部７は、第１のポンプ１１、第２のポンプ１２、第１のバルブ１５、および第２のバルブ１６に接続されており、これら第１のポンプ１１、第２のポンプ１２、第１のバルブ１５、および第２のバルブ１６の動作を制御する。第１のバルブ１５および第２のバルブ１６はポンプ制御部７からの指令を受けて第１の移送ライン１３および第２の移送ライン１４の流路をそれぞれ開閉するように構成されている。
【００３８】
第１のポンプ１１はめっき液を高い流量で移送する高速ポンプであり、第２のポンプ１２はめっき液を低い流量で移送する低速ポンプである。すなわち、第１のポンプ１１は、めっき液を所定の第１の流量で第１の移送ライン１３内を移送するように構成されており、第２のポンプ１２は、めっき液を、第１の流量よりも低い所定の第２の流量で第２の移送ライン１４内を移送するように構成されている。第１の流量は、第２のバルブ１６が閉じたときに、めっき液が基板Ｗ上を第１の流速で流れる流量であり、第２の流量は、第１のバルブ１５が閉じたときに、めっき液が基板Ｗ上を第２の流速で流れる流量である。
【００３９】
めっき液加熱装置３はめっき液循環ライン５に取り付けられている。第１のポンプ１１および／または第２のポンプ１２を運転させると、めっき液は、めっき槽１、めっき液加熱装置３、およびめっき液循環ライン５を通って循環する。
【００４０】
基板Ｗがめっき液に浸漬されてから所定の時間が経過するまで、ポンプ制御部７は、第２のバルブ１６を閉じ、第１のバルブ１５を開いて、第１のポンプ１１を運転させる。第１のポンプ１１によって、めっき液は第１の流量で第１の移送ライン１３を移送される。その結果、基板Ｗ上を第１の流速で移動するめっき液の流れがめっき槽１内に形成される。所定時間が経過した後、ポンプ制御部７は、第１のバルブ１５を閉じ、第２のバルブ１６を開き、第１のポンプ１１の運転を停止し、そして第２のポンプ１２を運転させる。第２のポンプ１２によって、めっき液は第２の流量で第２の移送ライン１４を移送される。その結果、基板Ｗ上を第２の流速で移動するめっき液の流れがめっき槽１内に形成される。
【００４１】
図７は流量調整バルブ１７，１８をさらに備えためっき装置を示す模式図である。特に説明しない構成は、図６に示す実施形態と同じである。図７に示すように、第１の移送ライン１３に第１の流量調整バルブ１７を取り付け、第２の移送ライン１４に第２の流量調整バルブ１８を取り付けてもよい。第１の流量調整バルブ１７は第１の移送ライン１３内のめっき液の流量を調整するように構成されており、第２の流量調整バルブ１８は第２の移送ライン１４内のめっき液の流量を調整するように構成されている。第１の流量調整バルブ１７および第２の流量調整バルブ１８の動作はポンプ制御部７によって制御される。
【００４２】
図８は図１に示すめっき装置の他の変形例を示す模式図である。特に説明しない構成は、図１に示す実施形態と同じである。図８に示すように、めっき液循環ライン５の一部は、互いに並列に延びる移送ライン２７と戻りライン２３とから構成されている。循環ユニット２は、移送ライン２７に取り付けられたポンプ２５と、戻りライン２３を通って逆流するめっき液の流量を調整する流量調整バルブ２４を備えている。この流量調整バルブ２４は戻りライン２３に取り付けられている。
【００４３】
流量調整バルブ２４はポンプ制御部７に接続されており、流量調整バルブ２４の動作はポンプ制御部７によって制御される。ポンプ２５の運転を開始すると、図８の矢印に示すように、めっき液の大部分はめっき槽１内に戻されるが、めっき液の一部は戻りライン２３に流れ込む。流量調整バルブ２４は、戻りライン２３を通って逆流するめっき液の流量を変えることで、基板Ｗ上を流れるめっき液の流速を第１の流速と第２の流速との間で切り替えるように構成されている。
【００４４】
流量調整バルブ２４が戻りライン２３内を流れるめっき液の流量を低下させると、めっき槽１に戻されるめっき液の流量が増加する。結果として、第２の流速よりも高い第１の流速で基板Ｗ上を移動するめっき液の流れがめっき槽１内に形成される。流量調整バルブ２４が戻りライン２３内を流れるめっき液の流量を増加させると、めっき槽１に戻されるめっき液の流量が低下する。結果として、第１の流速よりも低い第２の流速で基板Ｗ上を移動するめっき液の流れがめっき槽１内に形成される。
【００４５】
めっき液加熱装置３はめっき液循環ライン５に取り付けられている。ポンプ２５が運転されると、めっき液は、めっき槽１、めっき液加熱装置３、およびめっき液循環ライン５を通って循環する。図２に示す例と同様に、めっき液加熱装置３をめっき槽１内に設けてもよい。
【００４６】
上述した実施形態では、基板Ｗ上を移動するめっき液の流速を第１の流速と第２の流速との間で切り替えるが、３つ以上の異なる流速間でめっき液の流速を切り替えてもよい。
【００４７】
これまで、めっき槽１内のめっき液を循環させて基板Ｗの処理を繰り返すめっき装置の形態を説明したが、本発明は１枚または１バッチの基板を処理するごとにめっき液を使い捨てるタイプのめっき装置にも適用できる。図９（ａ）は枚葉式のフェースダウンタイプのめっき装置の概略図であり、図９（ｂ）はフェースアップタイプのめっき装置の概略図である。フェースダウンタイプのめっき装置は、基板Ｗの表面を下向きに水平にした状態で基板Ｗを基板ホルダ２８で保持し、基板Ｗをめっき槽１内のめっき液中に浸漬させ、基板ホルダ２８を基板Ｗとともに回転させつつめっき液を下から噴き上げて基板Ｗをめっきするめっき装置である。
【００４８】
フェースアップタイプのめっき装置は、基板Ｗの表面が上向きに水平になるように基板Ｗを基板ホルダ２９で保持し、基板ホルダ２９を回転させつつめっき液を上から基板Ｗの表面に供給して基板Ｗをめっきするめっき装置である。これらのタイプのめっき装置であっても、加熱されためっき液を比較的高い流量（第１の流量）で基板Ｗの表面に供給し、めっき液の供給が開始されてから所定時間が経過した後に、めっき液を比較的低い流量（第２の流量）で基板Ｗの表面に供給することにより、同様の効果を得ることができる。
【００４９】
図１０は本発明の他の実施形態に係る無電解めっき装置を示す模式図である。図１０に示すように、めっき装置は、基板Ｗのめっき前に基板Ｗを洗浄するための洗浄液を貯留する洗浄槽１０と、洗浄槽１０内の洗浄液を所定の温度範囲内に維持する洗浄液加熱装置３０とを備えている。洗浄液加熱装置３０は、洗浄液を加熱するヒーター３３と、加熱された洗浄液を洗浄槽１０内に供給する加熱洗浄液供給ライン３１とを備えている。洗浄槽１０内の洗浄液の温度は温度測定器８０によって測定されている。温度測定器８０はヒーター３３に接続されており、洗浄液の温度が所定の温度範囲内になるようにヒーター３３の動作が制御される。
【００５０】
加熱洗浄液供給ライン３１の一端は洗浄槽１０の下部に接続されており、加熱洗浄液供給ライン３１の他端は図示しない洗浄液供給源に接続されている。加熱洗浄液供給ライン３１には、加熱洗浄液供給ライン３１の流路を開閉する開閉弁３２と、ヒーター３３が取り付けられている。めっき装置は、加熱された洗浄液を洗浄槽１０内に供給する動作を制御する動作制御部４６をさらに備えている。動作制御部４６は開閉弁３２に接続され、開閉弁３２の開閉動作を制御するように構成されている。
【００５１】
上述したように、洗浄液は室温とほぼ同じ温度であるため、基板Ｗを洗浄液に浸漬させると、基板Ｗの温度は室温とほぼ同じ温度になる。めっき液は室温よりも高いため、室温の基板Ｗをめっき液に浸漬すると、めっき液の温度が低下してしまう。
【００５２】
そこで、基板Ｗの温度を室温よりも高くするために、洗浄液加熱装置３０は、ヒーター３３によって加熱された洗浄液を、加熱洗浄液供給ライン３１を通じて洗浄槽１０に供給する。開閉弁３２を開くと、加熱された洗浄液が洗浄槽１０に供給される。基板Ｗは洗浄槽１０内の加熱された洗浄液中に浸漬され、洗浄されるとともに加熱される。基板Ｗの洗浄後、加熱された基板Ｗをめっき槽１に搬送し、めっき液に浸漬させて基板Ｗをめっきする。このような工程により、基板Ｗとめっき液との温度差を小さくすることができるため、めっき液の温度低下を防止することができる。図１１に示すように、ヒーター３３を洗浄槽１０内に設けてもよい。
【００５３】
洗浄液の温度範囲は、３０℃から、めっき液の温度よりも１０℃だけ高い温度までの範囲であることが好ましい。例えば、めっき液の温度が５０℃である場合、加熱された洗浄液の温度は、３０℃以上６０℃以下である。
【００５４】
図１２は図１０に示すめっき装置の変形例を示す模式図である。特に説明しない構成は、図１０に示す実施形態と同じである。図１２に示すように、めっき装置は、洗浄液を脱気する脱気装置３８と、洗浄槽１０と脱気装置３８とを接続する洗浄液循環ライン３６と、洗浄液循環ライン３６を通じて洗浄槽１０と脱気装置３８との間で洗浄液を循環させるポンプ３７と、洗浄液循環ライン３６を流れる洗浄液から不要物を除去するフィルタ３９とを備えている。洗浄液循環ライン３６の一端は洗浄槽１０の上部に接続されており、洗浄液循環ライン３６の他端は洗浄槽１０の底部に接続されている。
【００５５】
基板Ｗを洗浄槽１０内の洗浄液に浸漬させると、洗浄液中に含まれる酸素によって基板Ｗの下地金属の酸化が促進されることがある。そこで、洗浄液中の酸素を除去するために、脱気装置３８が設けられる。脱気装置３８によって、洗浄槽１０内に供給される洗浄液は脱気されるため、基板Ｗの酸化を防止することができる。
【００５６】
図１３は図１０に示すめっき装置の他の変形例を示す模式図である。特に説明しない構成は、図１０に示す実施形態と同じである。図１３に示すように、ヒーター３３を洗浄液循環ライン３６に取り付けてもよい。本実施形態では、図１０に示す加熱洗浄液供給ライン３１および開閉弁３２は、設けられていない。洗浄液循環ライン３６は、洗浄槽１０とヒーター３３とを接続しており、ヒーター３３は洗浄液循環ライン３６内を流れる洗浄液を加熱するように構成される。ヒーター３３は洗浄槽１０内に設けてもよい。このような構成でも洗浄槽１０内の洗浄液を加熱することができる。
【００５７】
非加熱洗浄液を洗浄槽１０内に供給する非加熱洗浄液供給ライン４２が洗浄槽１０に接続されており、非加熱洗浄液供給ライン４２には供給弁４４が取り付けられる。供給弁４４は非加熱洗浄液供給ライン４２の流路を開閉するように構成されている。供給弁４４の開閉動作は動作制御部４６によって制御される。非加熱洗浄液は、ヒーターなどの加熱装置で加熱されていない洗浄液である。
【００５８】
図１４に示すように、めっき装置は窒素ガスなどの不活性ガスを洗浄液に供給する不活性ガス供給ユニット４０を備えてもよい。特に説明しない構成は、図１０に示す実施形態と同じである。不活性ガス供給ユニット４０は、洗浄槽１０の底部に配置される散気管４７と、散気管４７に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ライン４８とを備えている。不活性ガスを洗浄液中に供給することで、不活性ガスの気泡が洗浄液中に形成され、洗浄液中の溶存酸素が除去される。したがって、基板Ｗの酸化が防止される。
【００５９】
図１５は図１０に示すめっき装置のさらに他の変形例を示す模式図である。特に説明しない構成は、図１０に示す実施形態と同じである。図１５に示すように、めっき装置は、非加熱洗浄液を洗浄槽１０に供給する非加熱洗浄液供給ライン４２と、非加熱洗浄液を洗浄槽１０から排出するドレインライン４１と、ドレインライン４１に取り付けられたドレイン弁４３とをさらに備えている。ドレイン弁４３はドレインライン４１の流路を開閉するように構成されている。非加熱洗浄液供給ライン４２には供給弁４４が取り付けられている。ドレインライン４１は洗浄槽１０の底部に接続されている。
【００６０】
めっき装置は、洗浄液を洗浄槽１０に供給する動作および洗浄槽１０内の洗浄液を排出する動作を制御する動作制御部４６をさらに備えている。動作制御部４６は、開閉弁３２、ドレイン弁４３、および供給弁４４の開閉動作を制御するように構成されている。
【００６１】
動作制御部４６は、開閉弁３２、ドレイン弁４３、および供給弁４４の開閉動作について説明する。まず、開閉弁３２およびドレイン弁４３を閉じ、供給弁４４を開くと、非加熱洗浄液は非加熱洗浄液供給ライン４２を通じて洗浄槽１０に供給される。洗浄槽１０内が非加熱洗浄液で満たされると、供給弁４４を閉じる。基板Ｗは図示しない搬送機構によって洗浄槽１０内の所定位置に搬送され、洗浄槽１０内の非加熱洗浄液中に浸漬され、洗浄される。
【００６２】
基板Ｗの洗浄後、ドレイン弁４３を開き、洗浄槽１０から非加熱洗浄液を排出する。非加熱洗浄液の排出後、ドレイン弁４３を閉じ、開閉弁３２を開くと、加熱洗浄液は加熱洗浄液供給ライン３１を通じて洗浄槽１０内に供給される。洗浄槽１０内が加熱洗浄液で満たされると、開閉弁３２を閉じる。基板Ｗは加熱洗浄液中に浸漬され、基板Ｗが洗浄および加熱される。加熱された基板Ｗは、搬送機構によってめっき槽１に搬送される。基板Ｗは、めっき槽１内のめっき液に浸漬され、基板Ｗのめっきが開始される。所定のめっき時間が経過した後、基板Ｗがめっき液から引き上げられ、これによって基板Ｗのめっきが終了される。
【００６３】
図１６は非加熱洗浄液を貯留する常温槽５０をさらに備えためっき装置を示す模式図である。図１６に示すように、常温槽５０には非加熱洗浄液を常温槽５０内に導入するための非加熱洗浄液導入ライン５２が接続されている。非加熱洗浄液導入ライン５２にはその流路を開閉する導入弁５３が取り付けられている。導入弁５３には動作制御部４６が接続されており、導入弁５３の開閉動作は動作制御部４６によって制御される。
【００６４】
導入弁５３を開くと、非加熱洗浄液導入ライン５２を通じて非加熱洗浄液が常温槽５０内に導入される。基板Ｗは常温槽５０内の非加熱洗浄液中に浸漬され、洗浄される。洗浄槽１０には加熱洗浄液供給ライン３１を通じて加熱洗浄液が供給され、洗浄槽１０内が加熱洗浄液で満たされる。基板Ｗは常温槽５０から洗浄槽１０に搬送されて、洗浄槽１０内の加熱洗浄液中に浸漬される。基板Ｗは加熱洗浄液によって洗浄および加熱される。加熱された基板Ｗは、搬送機構によってめっき槽１に搬送される。基板Ｗは、めっき槽１内のめっき液に浸漬され、基板Ｗのめっきが開始される。所定のめっき時間が経過した後、基板Ｗがめっき液から引き上げられ、これによって基板Ｗのめっきが終了される。
【００６５】
図１７は図１３に示す変形例に常温槽５０を設けためっき装置を示す模式図である。この場合も、上述したように基板Ｗは常温槽５０内の非加熱洗浄液で洗浄された後、洗浄槽１０内の加熱洗浄液で洗浄および加熱される。
【００６６】
上述した一実施形態に係るめっき装置と他の実施形態に係るめっき装置とを組み合わせてもよい。例えば、図１０に示す洗浄槽１０を図１に示すめっき装置に適用してもよく、または図１６に示す洗浄槽１０および常温槽５０を図１に示すめっき装置に適用してもよい。
【００６７】
これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００６８】
１      めっき槽
２      循環ユニット
３      めっき液加熱装置
５      めっき液循環ライン
６，３７      ポンプ
７      ポンプ制御部
８      流量計
９，３９      フィルタ
１０      洗浄槽
１１      第１のポンプ
１２      第２のポンプ
１３      第１の移送ライン
１４      第２の移送ライン
１５      第１のバルブ
１６      第２のバルブ
１７      第１の流量調整バルブ
１８      第２の流量調整バルブ
１９      下地金属
２０      絶縁膜
２１      開口部
２３      戻りライン
２４      流量調整バルブ
２５      ポンプ
２７      移送ライン
２８，２９      基板ホルダ
３０      洗浄液加熱装置
３１      加熱洗浄液供給ライン
３２      開閉弁
３３      ヒーター
３６      洗浄液循環ライン
３８      脱気装置
４０      不活性ガス供給ユニット
４１      ドレインライン
４２      非加熱洗浄液供給ライン
４３      ドレイン弁
４４      供給弁
４６      動作制御部
４７      散気管
４８      不活性ガス供給ライン
５０      常温槽
５２      非加熱洗浄液導入ライン
５３      導入弁
６０，８０      温度測定器
【図１】
2015178661.tif 000003
【図２】
2015178661.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015178661.tif 000006
【図５】
2015178661.tif 000007
【図６】
2015178661.tif 000008
【図７】
2015178661.tif 000009
【図８】
2015178661.tif 000010
【図９】
2015178661.tif 000011
【図１０】
2015178661.tif 000012
【図１１】
2015178661.tif 000013
【図１２】
2015178661.tif 000014
【図１３】
2015178661.tif 000015
【図１４】
2015178661.tif 000016
【図１５】
2015178661.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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