(57)【要約】【課題】下地ニッケル等の金属層と金めっき層の密着性を低下させることなく金ストライクめっきを省くことのできる技術を開発すること。【解決手段】電子素子の金より卑である金属通電層上に非シアン系電気金めっきを行うに当たり、非シアン性金めっき浴に入槽後、無通電、相対的に高い電流密度での通電および相対的に低い電流密度での通電の順に給電し、めっきすることを特徴とする直接金めっき方法および前処理槽、一または複数の水洗槽、ニッケルめっき槽、一または複数の水洗槽、金めっき槽および一また複数の水洗槽をこの順序で配置し、金めっき槽中のアノードに通電するための電源に、無通電、相対的に高い電流密度での通電および相対的に低い電流密度での通電の順に給電するための調整手段が設けられたことを特徴とする直接金めっき装置。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子素子の金より卑である金属の通電層上に非シアン系電気金めっきを行うに当たり、非シアン性金めっき浴に入槽後、無通電、相対的に高い電流密度での通電および相対的に低い電流密度での通電の順に給電し、めっきすることを特徴とする直接金めっき方法。
【請求項２】
無通電の時間が、入槽後５〜３０秒間である請求項第１項記載の直接金めっき方法。
【請求項３】
相対的に高い電流密度での通電を、０．７〜１Ａ／ｄｍ２の電流密度で、１〜３０秒行う請求項第１項記載の直接金めっき方法。
【請求項４】
相対的に低い電流密度での通電を、０．３〜０．５Ａ／ｄｍ２の電流密度で行う請求項第１項記載の直接金めっき方法。
【請求項５】
非シアン性金めっき浴が、亜硫酸金塩、結晶調整剤並びにベンゼン系有機化合物、ナフタレン系有機化合物およびピリジン系有機化合物から選ばれる安定化剤を含むものである請求項第１項記載の直接金めっき方法。
【請求項６】
非シアン性金めっき浴のめっき条件が、ｐＨ７〜９で、浴温が４０〜６０℃である請求項第１項記載の直接金めっき方法。
【請求項７】
前処理槽、一または複数の水洗槽、ニッケルめっき槽、一または複数の水洗槽、金めっき槽および一また複数の水洗槽をこの順序で配置し、金めっき槽中のアノードに通電するための電源に、無通電、相対的に高い電流密度での通電および相対的に低い電流密度での通電の順に給電するための調整手段が設けられたことを特徴とする直接金めっき装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金めっき方法に関し、更に詳細には、電子素子の金より卑である金属通電層上に直接金めっきを行う方法およびそのための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ウェハのバンプや配線をめっきで形成する方法においては、母材やめっき皮膜がニッケルである場合、その上に金めっきを行うことが良く行われており、最近ではこの金めっきとして安全性等の面から非シアン系電気金めっきが広く利用されている。
【０００３】
このように、ニッケルなど金より卑である金属通電層上に非シアン系電気金めっきする場合には、金ストライクめっきと呼ばれる短時間のめっきを行った後、通常の条件で金めっきを行うことが一般的である。この金ストライクめっきは、比較的高い電流密度の金めっきであり、ニッケルなどの卑な金属上に短時間で薄い金めっきを施すために行われ、下地のニッケル等と金めっきの密着性の向上を目的とするものである。
【０００４】
しかしながら、ウェハの処理等においては、装置の小型化が強く求められており、このためにはより工程の簡略化が必要とされ、金ストライクめっきの省略の可能性も検討項目の一つとなっている。
【０００５】
一方、金ストライクめっきにより金めっき層を形成することも考えられるが、金ストライクめっき液の金濃度は通常の金めっき液の１／３から１／１０であり、現実的ではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、下地ニッケル等の金属層と金めっき層の密着性を低下させることなく金ストライクめっきを省くことのできる技術の開発が本発明の課題である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、非シアン系電気金めっき浴中においても、通電状態を適宜調製することにより、下地ニッケル等と金めっきとの間で優れた密着性を得ることができ、金ストライクめっきをなくすことが可能であることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち本発明は、電子素子の金より卑である金属の通電層上に非シアン系電気金めっきを行うに当たり、非シアン性金めっき浴に入槽後、無通電、相対的に高い電流密度での通電および相対的に低い電流密度での通電の順に給電し、めっきすることを特徴とする直接金めっき方法である。
【０００９】
また本発明は、前処理槽、一または複数の水洗槽、ニッケルめっき槽、一または複数の水洗槽、金めっき槽および一また複数の水洗槽をこの順序で有し、金めっき槽中のアノードに通電するための電源に、無通電、相対的に高い電流密度での通電および相対的に低い電流密度での通電の順に給電するための調整手段が設けられたことを特徴とする直接金めっき装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明において、直接金めっき方法、装置とは、金めっき工程のまえの金ストライクめっき工程を省いた金めっき方法、装置を意味する。
【００１１】
本発明方法は、金めっき工程における給電パターンに特徴を有するものである。すなわち、本発明方法においては、非シアン系金めっき浴に入槽後、無通電、相対的に高い電流密度での通電および相対的に低い電流密度での通電の順に給電することが必要である。
【００１２】
この給電パターンにおいて、最初の無通電は、入槽後５〜３０秒間程度とすれば良い。この時間は、前工程の水洗により、電子素子上、特に微細溝等に付着した水を金めっき液と置換するための時間である。
【００１３】
次の相対的に高い電流密度での通電は、非シアン系金めっきでの標準的な電流密度よりやや高めの電流密度で行う通電であり、例えば、０．７〜１Ａ／ｄｍ２程度で、１〜３０秒程度行えばよい。
【００１４】
最後の相対的に低い電流密度での通電は、非シアン系金めっきでの標準的な電流密度で行う通電であり、例えば、０．３〜０．５Ａ／ｄｍ２の電流密度で行なえばよい。なお、この通電時間は、目的のめっき厚に応じた時間とすればよい。
【００１５】
本発明方法において使用される非シアン系金めっき浴は特に制約されるものではなく、種々の文献や特許に開示のめっき浴を利用することができるが、好ましいものの一例としては、次のような構成のものを挙げることができる。
【００１６】
すなわち、金属塩として亜硫酸金ナトリウムや亜硫酸金カリウム等の亜硫酸金塩、硫酸タリウム、三酸化二砒素、硫酸ビスマス等の結晶調整剤および安定化剤を含む非シアン系金めっき浴を好ましいものとして挙げることができる。このうち、安定化剤としては、公知のベンゼン系有機化合物、ナフタレン系有機化合物、ピリジン系有機化合物等が挙げられる。
【００１７】
また上記の非シアン系金めっき浴の好ましいめっき条件としては、ｐＨ７〜９、４０〜６０℃の浴温を挙げることができ、特に、ｐＨ７の場合は、４０〜４５℃程度、ｐＨ７．５の場合は、４０〜５５℃程度、ｐＨ８の場合は、４０〜６０℃程度、ｐＨ８．５の場合は、４０〜４５℃程度の範囲が好ましい。
【００１８】
上記した本発明の直接金めっき方法を有利に行うための装置としては、例えば図１に示す構成のめっき装置を使用することができる。この図において、１はめっき装置、２はニッケルめっき槽、３は金めっき槽、４は前処理槽、５は水洗槽、６はアノード、７は電源、８は調整手段をそれぞれ示す。
【００１９】
図１に示すように、めっき装置１は、前処理槽４、水洗槽５ａ、ニッケルめっき槽２、水洗槽５ｂ、金めっき槽３および水洗槽５ｃで構成され、ニッケルめっき槽２中のアノード６ａおよび金めっき槽３中のアノード６ｂはそれぞれ電源７ａおよび７ｂから給電されている。このうち金めっき槽３用の電源７ｂには、調整手段８が設けられている。
【００２０】
また、水洗槽６ａ、６ｂおよび６ｃは、一段ないし多段のいずれであってもよいが、一般的にはそれぞれ多段の水洗槽であることが好ましい。更に、上記調整手段８は、予め組み込まれたプログラムに従って、無通電、相対的に高い電流密度での通電および相対的に低い電流密度での通電の順で給電を行い、本発明の直接金めっき方法を実施する。なお、上記調整手段８の機能を、電源７ｂに組み込んでも良い。
【００２１】
【実施例】
次に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこの実施例に何ら制約されるものではない。
【００２２】
実  施  例  １
直接金めっき試験：
下記組成の非シアン系金めっき液を用い、種々の温度およびｐＨで図２に示す給電パターンで金めっきを行った（目標めっき膜厚：０．３５μｍ）。めっきのための試料としては、下地めっきとして銅めっきを１０μｍ、次いでニッケルめっきを１０μｍ行ったものを用いた。
【００２３】
（  非シアン系金めっき液組成  ）
亜硫酸金ナトリウム                          ２１．６  ｇ／Ｌ
亜硫酸ナトリウム                            ２５    ｇ／Ｌ
硫酸タリウム                                  ６．２ｍｇ／Ｌ
ｐＨ調整剤（硫酸または水酸化ナトリウム）          適  量
【００２４】
得られた金めっき後の試料について、テープを貼付し、その後このテープを剥がすことによりめっき皮膜が剥離するかどうかを調べた。評価は、全く剥がれのないものを密着性良として○で、数カ所の剥がれのあるものを密着性不良として△で、全面剥離に至ったものを密着性悪として×で評価した。この結果を図３に示す。
【００２５】
この結果から、ｐＨ７の場合は、４０〜４５℃で、ｐＨ７．５の場合は、４０〜５５℃で、ｐＨ８の場合は、４０〜６０℃で、ｐＨ８．５の場合は、４０〜４５℃でそれぞれ剥離が認められず、密着性が良いことがわかった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、金ストライク工程を経ることなく密着性のよい金めっきを行うことができる。
【００２７】
従って、本発明を採用することにより金ストライク工程を省略でき、めっき装置中から金ストライクめっき槽をなくすことが可能となるため、装置全体の大きさを小さくすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の直接金めっき装置の一例の構成を示す図面
【図２】実施例１での通電パターンを示す図面
【図３】実施例１でのｐＨ、温度と剥離性の関係を示す図面
【符号の説明】
１  …  …  めっき装置
２  …  …  ニッケルめっき槽
３  …  …  金めっき槽
４  …  …  前処理槽
５  …  …  水洗槽
６  …  …  アノード
７  …  …  電源
８  …  …  調整手段
以    上
【図１】
2004300527.tif 000003
【図２】
2004300527.tif 000004
【図３】
2004300527.tif 000005