【手続補正書】
【提出日】平成15年12月11日(2003.12.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】無電解めっき装置及び無電解めっき方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】無電解めっき処理槽を具備し、該無電解めっき処理槽内に無電解めっき液を収容すると共に、該無電解めっき液に被めっき基板を浸漬し、該被めっき基板に無電解めっきを施す無電解めっき装置において、
めっき液循環槽、めっき液循環ポンプ、切換弁を具備し、前記無電解めっき処理槽に被めっき基板を配置すると共に、該めっき液循環槽から無電解めっき液を供給し、該無電解めっき液を外気と完全に遮断し、密閉状態で該被めっき基板の表面に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装置。
【請求項２】請求項１に記載の無電解めっき装置において、
前記無電解めっき処理槽に給水口、排水口を設け、該無電解めっき処理槽内に配置された被めっき基板を外気に曝すことなく、めっき処理及び水洗処理を連続して実施できるように構成したことを特徴とする無電解めっき装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載の無電解めっき装置において、
前記無電解めっき処理槽に不活性ガス供給源及び真空ポンプを接続し、めっき液及び水洗水を該無電解めっき処理槽から急速に排出することができるように構成したことを特徴とする無電解めっき装置。
【請求項４】請求項１又は２又は３に記載の無電解めっき装置において、
前記無電解めっき処理槽にハロゲンランプ又はマイクロウエーブ発生器を設け、前記めっき処理、水洗処理及び乾燥処理を連続して実施できるように構成したことを特徴とする無電解めっき装置。
【請求項５】基板に無電解めっきを施す無電解めっき方法において、
前記基板を外気に曝すことなくめっき処理を行い、次に該基板を外気に曝すことなく水洗処理することを特徴とする無電解めっき方法。
【請求項６】請求項５に記載の無電解めっき方法において、
前記水洗処理後、前記基板の乾燥処理を外気に曝すことなく実施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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウエハー及び基板等の被めっき基板に金属めっきを施す無電解めっき装置及び無電解めっき方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のめっき装置においては、めっき処理、水洗処理及び乾燥処理をそれぞれ専用の処理槽で実施するように構成している。そのため処理槽間を被めっき品を搬送する場合、被めっき品をめっき液や洗浄水で濡れた状態で大気に曝すことが不可避であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来の無電解めっき装置では、被めっき品をめっき液や洗浄水で濡れた状態で大気に曝すことが不可避であったため、下記のような不都合が生じる。
【０００４】
（１）被めっき品の表面に残存・付着しているめっき液による局部的めっきにより不均一な膜厚のめっき膜が形成される。
【０００５】
（２）被めっき品の表面に付着した液質に依存する無用の酸化・還元・腐食反応等が発生する。
【０００６】
（３）被めっき品の表面に局所的に付着する液の乾燥等に起因する汚染やシミが発生する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題点を除去し、均一な膜厚のめっき膜が形成でき、且つ付着した液質に依存する無用の酸化・還元・腐食反応、局所的に付着する液の乾燥等に起因する汚染やシミが発生することのない無電解めっき装置及び無電解めっき方法を提供することを目的とする。
【０００８】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、無電解めっき処理槽を具備し、該無電解めっき処理槽内に無電解めっき液を収容すると共に、該無電解めっき液に被めっき基板を浸漬し、該被めっき基板に無電解めっきを施す無電解めっき装置において、めっき液循環槽、めっき液循環ポンプ、切換弁を具備し、無電解めっき処理槽に被めっき基板を配置すると共に、該めっき液循環槽から無電解めっき液を供給し、該無電解めっき液を外気と完全に遮断し、密閉状態で該被めっき基板の表面に無電解めっき膜を形成することを特徴とする。
【０００９】
上記のように、無電解めっき液を外気と完全に遮断し、密閉状態で該被めっき基板の表面に無電解めっき膜を形成するので、被めっき基板の表面に付着しためっき液の液質に依存する無用の酸化・還元・腐食反応等が発生することがない。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の無電解めっき装置において、無電解めっき処理槽に給水口、排水口を設け、該無電解めっき処理槽内に配置された被めっき基板を外気に曝すことなく、めっき処理及び水洗処理を連続して実施できるように構成したことを特徴とする。
【００１１】
上記のように無電解めっき処理槽内に配置された被めっき基板を外気に曝すことなく、めっき処理及び水洗処理を連続して実施するので、被めっき基板の表面に残存・付着しているめっき液による局部的めっきにより不均一な膜厚のめっき膜が形成されることがなくなる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の無電解めっき装置において、無電解めっき処理槽に不活性ガス供給源及び真空ポンプを接続し、めっき液及び水洗水を該無電解めっき処理槽から急速に排出することができるように構成したことを特徴とする。
【００１３】
上記のようにめっき液及び水洗水を該無電解めっき処理槽から急速に排出することにより、被めっき基板の表面に付着した液質に依存する無用の酸化・還元・腐食反応等の発生が抑制されると共に、被めっき基板の表面に残存・付着しているめっき液による局部的めっきによる不均一な膜厚のめっき膜の形成も抑制される。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１又は２又は３に記載の無電解めっき装置において、無電解めっき処理槽にハロゲンランプ又はマイクロウエーブ発生器を設け、めっき処理、水洗処理及び乾燥処理を連続して実施できるように構成したことを特徴とする。
【００１５】
上記のようにめっき処理、水洗処理及び乾燥処理を連続して実施できることにより、上記作用効果は被めっき基板の表面に付着した液質に依存する無用の酸化・還元・腐食反応等及び被めっき基板の表面に残存・付着しているめっき液による局部的めっきによる不均一な膜厚のめっき膜の形成が更に抑制される。また、被めっき基板の表面に局所的に付着する液の乾燥等に起因する汚染やシミの発生も抑制される。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、基板に無電解めっきを施す無電解めっき方法において、基板を外気に曝すことなくめっき処理を行い、次に該基板を外気に曝すことなく水洗処理することを特徴とする。
【００１７】
上記のように基板を外気に曝すことなくめっき処理を行い、次に該基板を外気に曝すことなく水洗処理するので、被めっき基板の表面に残存・付着しているめっき液による局部的めっきにより不均一な膜厚のめっき膜が形成されることがなくなる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の無電解めっき方法において、水洗処理後、基板の乾燥処理を外気に曝すことなく実施することを特徴とする。
【００１９】
上記のように水洗処理後、基板の乾燥処理を外気に曝すことなく実施するので、被めっき基板の表面に局所的に付着する液の乾燥等に起因する汚染やシミの発生も抑制される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る無電解めっき装置の構成を示す図である。図１において、１０は無電解めっき処理槽であり、該無電解めっき処理槽１０は内部に無電解めっき液等を収容する空間１２が形成された槽本体１１、槽本体１１の空間１２を閉塞する蓋体１３、及び該蓋体１３の上部に配置したハロゲンランプ又はマイクロウエーブ発生器１４を具備する。
【００２１】
１５はめっき液循環槽であり、該めっき液循環槽１５にはヒータ１６が配置されている。１７はめっき液循環ポンプ、１８は真空ポンプ、１９は気水分離器、Ｖ1〜Ｖ8はそれぞれ開閉弁である。
【００２２】
上記構成の無電解めっき装置において、常時は開閉弁Ｖ1を開くと共に開閉弁Ｖ2、Ｖ3を閉じ、めっき液循環ポンプ１７を運転し、めっき液循環槽１５内の無電解めっき液Ｑ1を循環させておく、この時ヒータ１６により、無電解めっき液Ｑ1の液温が所定の温度になるようにする。
【００２３】
無電解めっき処理槽１０の槽本体１１には無電解めっき液及び洗浄液を供給排出する給水口１１ａ、排水口１１ｂが設けられており、無電解めっき液及び洗浄液を供給排出できるようになっている。また、空間１２の底部には被めっき基板２０が配置されており、該空間１２には開閉弁Ｖ4を通して窒素（Ｎ2）ガス等の不活性ガスを充填できるようになっている。
【００２４】
被めっき基板２０に無電解めっき処理を施すには、開閉弁Ｖ4、Ｖ5、Ｖ7、Ｖ8を閉じ、開閉弁Ｖ6を開いて、真空ポンプ１８を起動し、槽本体１１の空間１２の窒素（Ｎ2）ガス等の不活性ガスを抜きとる。該空間１２の真空度が所定の値になったら、この状態で開閉弁Ｖ1、Ｖ6を閉じ、開閉弁Ｖ2、Ｖ5を開いて、めっき液循環槽１５内の無電解めっき液Ｑ1をめっき液循環ポンプ１７により、槽本体１１の空間１２に充填、循環する。無電解めっき液Ｑ1が充填、循環された状態で所定の時間が経過すると被めっき基板２０の表面に所定膜厚の無電解めっき膜が形成される。
【００２５】
無電解めっき膜の形成が終了したら、開閉弁Ｖ1を開くと共に開閉弁Ｖ2を閉じて無電解めっき液Ｑ1を上記のように循環させる。続いて、開閉弁Ｖ4を開いて窒素（Ｎ2）ガス等の不活性ガスを空間１２に供給すると共に開閉弁Ｖ8を開いてめっき液循環槽１５内を減圧することにより、槽本体１１の空間１２内の無電解めっき液Ｑ1を速やかにめっき液循環槽１５に戻す（押し出す）。
【００２６】
槽本体１１の空間１２内の無電解めっき液Ｑ1の全部がめっき液循環槽１５に戻ったら、開閉弁Ｖ4、Ｖ5、Ｖ8を閉じ、開閉弁Ｖ6を開いて、空間１２内のガスを除去する。続いて、開閉弁Ｖ3、Ｖ7を開き、開閉弁Ｖ3を通して洗浄水（Ｈ2Ｏ）等の洗浄液を槽本体１１の空間１２内に供給し被めっき基板２０の表面を洗浄する。この時、洗浄済みの洗浄液は開閉弁Ｖ7を通して排水される。洗浄が終了したら、開閉弁Ｖ3を閉じ、空間１２内の洗浄液を排水する。この時例えば開閉弁Ｖ4を開いて窒素（Ｎ2）ガス等の不活性ガスを空間１２に充填する。これにより空間１２内の洗浄液は速やかに排出される。
【００２７】
続いて、開閉弁Ｖ4、Ｖ7を閉じ開閉弁Ｖ6を開き、槽本体１１の空間１２内の不活性ガスを排気する。この時ハロゲンランプ又はマイクロウエーブ発生器１４を起動し、被めっき基板２０の表面にハロゲンランプ光又はマイクロウエーブを照射する。これにより、被めっき基板２０に付着した洗浄液は蒸発し、真空ポンプ１８により排気される。この排気は気水分離器１９を通って水分が除去され所定の排気口に放出される。上記乾燥処理の終了した被めっき基板２０を槽本体１１から搬出することにより、めっき処理は終了する。
【００２８】
上記構成の無電解めっき装置によれば、槽本体１１の空間１２の空間に搬入された被めっき基板２０はめっき処理から洗浄及び乾燥処理が終了するまで、大気に曝されることなく、処理できるので、上記（１）乃至（３）の不都合、即ち、「被めっき基板の表面に残存・付着しているめっき液による局部的めっきによる不均一な膜厚のめっき膜の形成」、「被めっき基板の表面に付着した液質に依存する無用の酸化・還元・腐食反応等の発生」、「被めっき基板の表面に局所的に付着する液の乾燥等に起因する汚染やシミの発生」の不都合がなくなる。
【００２９】
半導体ウエハや基板等の被めっき基板２０には配線用の微細な溝や孔が形成されており、該微細溝や孔に銅等の高導電性の金属を埋め込んで配線を形成するのであるが、上記構成の無電解めっき装置はこのような微細溝や孔を銅等の金属めっきで埋め込むのに好適である。
【００３０】
上記構成の無電解めっき装置を用いて、銅の無電解めっきを施す場合は、無電解めっき液としては例えば下記のものを用いる。
硫酸銅（ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏ）          ３〜１０ｇ／ｌ
錯化剤（エチレンジアミン４酢酸）      １０〜２０ｇ／ｌ
還元剤（ホルマリン）                  微量
ＰＨ調整剤（アルカリ溶液）            適量
添加剤                                微量
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、無電解めっき液を外気と完全に遮断し、密閉状態で該被めっき基板の表面に無電解めっき膜を形成するので、無電解めっき液が外気に曝されることにより、被めっき基板の表面に付着した液質に依存する無用の酸化・還元・腐食反応等が発生するという不都合を解消することができる。
【００３２】
請求項２に記載の発明によれば、無電解めっき処理槽内に配置された被めっき基板を外気に曝すことなく、めっき処理及び水洗処理を連続して実施するので、被めっき基板の表面に残存・付着しているめっき液による局部的めっきにより不均一な膜厚のめっき膜が形成されるという不都合を解消できる。また、被めっき基板の表面に付着した液質に依存する無用の酸化・還元・腐食反応等が発生するという不都合も抑制することができる。
【００３３】
請求項３に記載の発明によれば、無電解めっき処理槽に不活性ガス供給源及び真空ポンプを接続し、めっき液及び水洗水を該無電解めっき処理槽から急速に排出することができるようにしたので、上記不都合が極力抑制されると共に、処理が迅速となる。
【００３４】
請求項４に記載の発明によれば、無電解めっき処理槽にハロゲンランプ又はマイクロウエーブ発生器を設け、めっき処理、水洗処理及び乾燥処理を連続して実施できるように構成したので、上記不都合が極力抑制されると共に、被めっき基板の表面に局所的に付着する液の乾燥等に起因する汚染やシミの発生も抑制することができる。
【００３５】
請求項５に記載の発明によれば、基板を外気に曝すことなくめっき処理を行い、次に該基板を外気に曝すことなく水洗処理するので、被めっき基板の表面に残存・付着しているめっき液による局部的めっきにより不均一な膜厚のめっき膜が形成されることがなくなる。
【００３６】
請求項６に記載の発明によれば、水洗処理後、基板の乾燥処理を外気に曝すことなく実施するので、被めっき基板の表面に局所的に付着する液の乾燥等に起因する汚染やシミの発生も抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る無電解めっき装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０            無電解めっき処理槽
１１            槽本体
１２            空間
１３            蓋体
１４            ハロゲンランプ又はマイクロウエーブ発生器
１５            めっき液循環槽
１６            ヒータ
１７            めっき液循環ポンプ
１８            真空ポンプ
１９            気水分離器
２０            被めっき基板
Ｖ1〜Ｖ8        開閉弁