CN102011169B - 电镀装置及电镀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电镀装置及电镀方法。电镀装置(11)具备：电镀槽(13)，贮存电镀液；以及辅槽(15)，该辅槽(15)是与该电镀槽(13)不同体的槽，且所述电镀液在该辅槽(15)与所述电镀槽(13)之间循环。辅槽(15)在其内部具有第1空间(17)及位于该第1空间(17)下游侧的第2空间(19)。第1空间(17)内的电镀液中超过指定高度的部分从第1空间(17)流入第2空间(19)，且在该第2空间(19)内在空气中流下。

Description

电镀装置及电镀方法
技术领域
本发明涉及一种电镀装置及电镀方法。
背景技术
电镀被利用于例如在印刷基板上形成配线图案等用途。例如在硫酸镀铜中，为了获得以光泽、皮膜物性、均镀能力、对导通孔的填充性等为目标的皮膜性能，在电镀液中添加有被称作光亮剂、载体、整平剂等的促进剂或抑制剂等各种添加剂。
这些添加剂通过在基板表面由抑制剂有效地发挥作用，而在通孔、导通孔之中由促进剂有效地发挥作用，从而能够促进对通孔的均镀、导通孔的填孔。但是，如果在电镀液中促进剂过剩，则抑制剂抑制活性核成长的效果将会下降而难以获得致密的皮膜，从而导致皮膜的物性下降。而且，有时会产生对基板表面的析出抑制效果下降，从而使通孔的均镀变差、导通孔的填孔性变差等问题。另一方面，如果在电镀液中促进剂不足，则促进产生活性核的效果将会下降而难以获得致密的皮膜，从而导致皮膜的物性下降。而且，有时会产生对通孔或导通孔内的促进效果不足而通孔的均镀能力变差，导通孔的填孔性变差等问题。因此，关键在于电镀液中的各种添加剂的添加要保持适当的平衡。
而且，电镀液中的溶解氧浓度是对电镀的皮膜性能造成影响的因素之一也已为人所知晓。对于其理由，举使用硫酸镀铜的普遍性的光亮剂即双(3-磺丙基)二硫醚(SPS)的情况为例进行说明。亦即，在电镀处理中，会引起如下所述的一系列氧化还原反应。在阴极的表面，SPS被还原成为3-巯基丙烷-1-磺酸(MPS)。SPS在阴极附近2个MPS恢复成1个SPS时还原铜离子，从而作为促进剂发挥作用。与该反应无关的MPS被溶解氧氧化而恢复成SPS。但是，如果溶解氧不足，MPS将会与Cu+结合并作为Cu+-MPS而蓄积起来。一旦Cu+-MPS发生蓄积，光亮剂浓度将变得过剩，从而无法充分获得作为目标的皮膜性能。如果氧浓度过剩，则被氧氧化的MPS的量将会变多，而还原铜离子的MPS的量将会下降，因而促进效果不足，因此将无法充分获得作为目标的皮膜性能。
这样，就必须将电镀液中的溶解氧浓度调整到适当的范围，但是如果使用可溶性阳极作为阳极，则会因金属铜的溶解等导致溶解氧被消耗，电镀液中的溶解氧浓度容易变低，而如果使用非溶解性阳极作为阳极，则会从阳极产生氧，因此电镀液中的溶解氧浓度容易变高。因此，提出了将电镀液中的溶解氧浓度调整到指定范围的各种技术。
例如在日本专利公开公报特开2004-143478号中，公开了一种使用可溶性阳极作为阳极的电镀装置。该装置具有如下结构：其具备贮存电镀液的电镀槽和与该电镀槽不同体的辅槽，且电镀液在所述电镀槽与辅槽之间循环。该装置中，在辅槽中通过空气吹入管向电镀液中吹入空气，以此将电镀液的溶解氧浓度维持为5ppm以上，从而能够消除皮膜的品质劣化。
而且，在日本专利公开公报特开2007-169700号中，公开了一种使用非溶解性阳极作为阳极的电镀方法。该方法中，在电镀槽中通过空气或惰性气体来搅拌电镀液，以此将电镀液的溶解氧浓度维持为30mg/升以下，从而能够长期稳定地填充被电镀物中的非贯通孔内部。
然而，近年来，印刷基板等的配线、通孔、导通孔等正趋于微细化，对电镀所要求的品质也正在提高。例如，如果有异物浮游在电镀液中，则有时该异物会成为核而导致电镀的皮膜的一部分产生结瘤(nodule)(瘤状的部位)，因此在电镀装置中设有将电镀液中的异物从电镀液分离的过滤器。该过滤器能够对电镀液进行过滤，以将电镀液中的各种异物从电镀液中分离。
然而，如果过滤器上附着大量例如铜粒子等金属粒子，则有时会因该金属粒子导致电镀液中的溶解氧被消耗，或者电镀液中所含的添加剂(例如硫系添加剂等)发生变质。因此，为了抑制电镀的皮膜的品质下降，必须频繁地更换过滤器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够调整电镀液的溶解氧浓度，同时能够削减因更换过滤器引起的成本的电镀装置及电镀方法。
本发明的电镀装置具备：电镀槽，贮存电镀液；以及辅槽，该辅槽是与该电镀槽不同体的槽，且所述电镀液在该辅槽与所述电镀槽之间循环。所述辅槽具有如下结构：在其内部具有第1空间和位于该第1空间下游侧的第2空间，且所述第1空间内的所述电镀液中超过指定高度的部分从所述第1空间流入所述第2空间，在该第2空间内，所述电镀液在空气中流下。
本发明的电镀方法使用具备电镀槽及辅槽的电镀装置，所述电镀槽贮存电镀液，所述辅槽是与该电镀槽不同体的槽，且所述电镀液在该辅槽与所述电镀槽之间循环，所述辅槽在其内部具有第1空间及位于该第1空间下游侧的第2空间，在所述第1空间内，贮存所述电镀液至指定高度为止，使所述电镀液中的金属粒子沉降至所述第1空间的下方，使所述第1空间内的所述电镀液中超过所述指定高度的部分流入所述第2空间，在该第2空间内，使所述电镀液在空气中流下，以此来调整所述电镀液的溶解氧浓度。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的电镀装置的结构图。
图2A～图2F分别表示所述电镀装置的辅槽的上缘部的结构的变形例。
图3A～图3E分别表示送出侧配管的形状及配置状态的变形例。
图4是表示本发明的第2实施方式的电镀装置的辅槽的结构图。
图5是表示本发明的第3实施方式的电镀装置的辅槽的结构图。
图6是表示本发明的第4实施方式的电镀装置的结构图。
图7是表示本发明的第5实施方式的电镀装置的结构图。
图8A及图8B是表示本发明的第6实施方式的电镀装置的电镀槽的结构图。
图9A和图9B是表示本发明的第7实施方式的电镀装置的电镀槽的结构图。
图10是表示本发明的第8实施方式的电镀装置的结构图。
图11A是表示本发明的第9实施方式的电镀装置的辅槽的第1间隔壁的图，图11B是图11A的XIB-XIB线截面图。
图12是表示在实施例1中所用的电镀装置的结构图。
图13A是表示在实施例2中所用的电镀装置的结构图，图13B是图13A的XIIIB-XIIIB线截面图。
图14是表示在实施例3中所用的电镀装置的结构图。
图15A和图15B是用于说明实施例1、3中的导通孔的凹陷量的测定方法的截面图。
图16是表示实施例1～3中的伸展率及抗张力的测定中所用的测试片的形状的俯视图。
图17是用于说明实施例2中的通孔的均镀能力的评价方法的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。以下的各实施方式中，举对被电镀物实施镀铜的情况为例来进行说明。
(第1实施方式)
如图1所示，本发明的第1实施方式的电镀装置11具备：电镀槽13、与该电镀槽13不同体的辅槽15、将电镀液从电镀槽13送往辅槽15的送出侧配管29以及使电镀液从辅槽15返回电镀槽13的返回侧配管41。
电镀槽13具有：上部开口的大致立方体形状的槽主体47以及与该槽主体47一体地设置的溢流槽49。在槽主体47的内部，配设有阳极55。而且，槽主体47被构成为可在其中设置作为被电镀物的阴极57。
阳极55被分别配设在阴极57的两侧。作为阳极55，使用可溶性阳极或非溶解性阳极。作为可溶性阳极，例如可以使用铜板。另外，作为可溶性阳极，还可以使用例如在由钛等形成的网状收容容器内收容有球状的铜(铜球)而成的阳极。这些铜板或铜球例如可列举由含有磷的含磷铜所形成的铜板或铜球。作为非溶解性阳极，例如可以使用在Ti-Pt上涂覆有氧化铟的阳极。
各阳极55被配置在可让电镀液流通且不让阳极的阳极泥(anode slime)通过的阳极罩(anode bag)59的内部。阳极罩59例如由聚丙烯、聚乙烯等材料形成。
在阴极57与各阳极55之间，沿着阴极57的高度方向分别配设有喷嘴61。各喷嘴61设有将通过返回侧配管41从辅槽15送来的电镀液朝向阴极57侧喷出的多个喷出口(未图示)。藉由来自此种喷嘴61的喷流，能够搅拌阴极57周边的电镀液。而且，阴极57周边的电镀液的搅拌除了可以是通过如上所述的喷流所进行的搅拌以外，还可以是通过图略的刮板、桨等机械式搅拌机所进行的机械搅拌。而且，也可以并用通过喷流所进行的搅拌和机械搅拌。
在阳极55与阴极57之间，从图略的电源装置施加电压。由此，能够对被电镀物即阴极57实施电镀。
溢流槽49被一体地安装在槽主体47的侧部。槽主体47内的电镀液越过槽主体47的侧壁51的上缘部53而流入该溢流槽49内。也可以在该溢流槽49内设置用于侦测该槽内的液体水平面的图略的液面传感器。通过基于该液面传感器的侦测结果来控制泵63的驱动或停止，可以调节溢流槽49的液体水平面。
辅槽15具有：上部开口的大致立方体形状的辅槽主体20以及将该辅槽主体20的内部空间分为两部分的第1间隔壁21。第1间隔壁21呈大致矩形状，从辅槽主体20的底面向上方竖立设置。通过该第1间隔壁21，辅槽15的内部被分为第1空间17与位于该第1空间17下游侧的第2空间19。如图1及图2A所示，第1间隔壁21具有：从辅槽15的底面朝向上方延伸的间隔壁主体25以及从该间隔壁主体25的上端向第2空间19侧延伸设置的突出片27。
第1间隔壁21的上缘部23被设定为低于辅槽主体20的上缘部的指定高度。亦即，辅槽15具有如下结构：第1空间17内的电镀液中超过所述指定高度的部分溢流过上缘部23而从第1空间17流入第2空间19。在辅槽15中，仅在第1间隔壁21的上缘部23上方的空间内，第1空间17与第2空间19相连通。而且，辅槽15呈如下结构：第1空间17与第2空间19被隔开，以使得在上缘部23下方，电镀液不会在第1空间17与第2空间19之间移动。
流入第2空间19的电镀液在该第2空间19内，在空气中流下。为了像这样使电镀液在第2空间19内在空气中流下，第2空间19内的电镀液的液面被调节成位于比第1间隔壁21的上缘部23的所述指定高度低的位置。
第2空间19内的电镀液的液面例如可以通过控制返回侧配管41中所设的泵64的驱动或停止来调节。而且，也可以在第2空间19内设置用于侦测该空间内的液面水平面的图略的液面传感器。通过基于该液面传感器的侦测结果来控制泵64的驱动或停止，可以调节第2空间19的液面水平面。
突出片27从间隔壁主体25的上端向第2空间19侧延伸设置，其前端与间隔壁主体25中的第2空间19侧的侧面相隔一段距离。通过设置这样的突出片27，从第1空间17流入第2空间19的电镀液沿着突出片27被引导至其前端部，随后从其前端部离开突出片27而暂时放到空气中。由于突出片27的前端部与间隔壁主体25的侧面相隔一段距离，因此能够抑制电镀液顺着间隔壁主体25的侧面而流下。
本实施方式中，举第1间隔壁21具有如图2A所示的突出片27的情况为例进行了说明，但既可以是具有图2B～图2D所示变形例的突出片27的方式，也可以是像图2E及图2F所示的变形例那样不具有突出片的方式。
图2B的变形例中，突出片27从间隔壁主体25的上端朝向第2空间19侧且向斜上方延伸设置。该变形例的情况下，也与图2A的方式同样地，由于突出片27的前端部与间隔壁主体25的侧面相隔一段距离。因此，能够抑制电镀液顺着间隔壁主体25的侧面而流下，但与图2A的方式相比，电镀液存在容易顺着突出片27的第2空间19侧的面(下表面)而流下的趋势。
图2C的变形例中，突出片27从间隔壁主体25的上端朝向第2空间19侧且向斜下方延伸设置。该变形例的情况下，也与图2A的方式同样地，由于突出片27的前端部与间隔壁主体25的侧面相隔一段距离，因此，能够抑制电镀液顺着间隔壁主体25的侧面而流下。并且，由于突出片27向斜下方倾斜，因此能够大致防止电镀液流入突出片27的下表面(内侧面)。在此点上，图2C的变形例优于图2A的方式。
图2D的变形例中，突出片27具有从间隔壁主体25的上端朝向第2空间19侧而向横方向延伸的横部27a以及从该横部27a的前端向下方向延伸的纵部27b。该纵部27b的前端与间隔壁主体25的侧面相隔一段距离。该变形例的情况下，也与图2A的方式同样地，由于突出片27的前端部与间隔壁主体25的侧面相隔一段距离，因此，能够抑制电镀液顺着间隔壁主体25的侧面而流下。
并且，该方式中，从第1空间17流入第2空间19的电镀液沿着横部27a被引导至其前端部之后，沿着纵部27b向下方向流下。该前端部距离间隔壁主体25的侧面的距离较大。因此，能够大致防止电镀液流入突出片27的内侧面。在此点上，图2D的变形例优于图2A的方式。
图2E及图2F的变形例中，第1间隔壁21不具有突出片。图2E的变形例中，第1间隔壁21沿着铅直方向而配置。图2F的变形例中，第1间隔壁21相对于铅直方向倾斜地配置。该变形例的第1间隔壁21以其下方相对于其上方而言位于下游侧的方式倾斜。
送出侧配管29的上游侧的端部连接于溢流槽49的底部及槽主体47的侧壁51的下部，并与溢流槽49及槽主体47相连通。在送出侧配管29的下游侧的端部，设有将电镀液供应至辅槽15的供应口29a。
如图1及图3A所示，供应口29a位于比第1空间17内的电镀液的液面高的位置，且不接触电镀液。因此，当从供应口29a喷出的电镀液从供应口29a向下方流下并接触第1空间17内所贮存的电镀液时，会对该电镀液造成一定程度的冲击。由此，第1空间17内的电镀液会稍许流动。
如图3B～图3E所示的变形例那样，送出侧配管29的供应口29a位于所述指定高度下方。亦即，供应口29a也可以位于第1空间17内的电镀液的液面下方而浸渍于电镀液中。这些变形例中，从供应口29a喷出的电镀液被直接供应至第1空间17内贮存的电镀液的液中。由此，与从供应口29a暂时喷出到空气中的电镀液落到第1空间17内贮存的电镀液的液面中的图3A的方式相比较，能够降低对第1空间17的电镀液造成的冲击。
图3C的变形例中，送出侧配管29的下游侧端部被弯曲成，使从供应口29a喷出电镀液的喷出方向朝向辅槽主体20的内侧面20a侧。该变形例中，与电镀液的喷出方向朝向下方的图3B的方式相比较，能够抑制第1空间17内贮存的电镀液的流动，尤其能够抑制位于下方侧的电镀液的流动。
图3D的变形例中，送出侧配管29的下游侧的端部被分支成多个(该变形例中为6个)，送出侧配管29具有喷出电镀液的多个供应口29a。由此，从各供应口29a喷出的电镀液的喷出速度比图3B的变形例的情况要小。因此，能够抑制第1空间17内贮存的电镀液的流动，尤其能够抑制位于下方侧的电镀液的流动。
图3E的变形例中，送出侧配管29具有使其下游侧的端部的内径大于其他部位的内径的结构。由此，从供应口29a喷出的电镀液的喷出速度比图3B的变形例的情况要小。因此，能够抑制第1空间17内贮存的电镀液的流动，尤其能够抑制位于下方侧的电镀液的流动。
如图1所示，返回侧配管41的上游侧的端部连接于辅槽主体20的侧部，并连通于第2空间19。返回侧配管41的下游侧的端部分支成多个(本实施方式中为3个)。所述多个配管端部中的2个端部41a、41b分别连接于所述一对喷嘴61并分别连通于各喷嘴61。多个配管端部的剩余端部41c连接于槽主体47的底部并与槽主体47的内部连通。该端部41c被配置在槽主体47的相对于溢流槽49为相反侧的侧面。
在分岐部位上游侧的返回侧配管41上安装有过滤器65。在该过滤器65上游侧的返回侧配管41上设有泵64。通过驱动该泵64和所述泵63，电镀液在电镀槽13与辅槽15之间循环。过滤器65能够对电镀液进行过滤而将电镀液中的各种异物从电镀液中分离。
电镀槽13与辅槽15的浴量比(电镀槽13的容积：辅槽15的容积)较为理想的是0.1∶1～30∶1，更为理想的是0.3∶1～10∶1。如果电镀槽13的容积相对于辅槽15的容积不足0.1倍，则辅槽15的尺寸将变得过大而不实用。另一方面，如果电镀槽13的容积相对于辅槽15的容积超过30倍，则辅槽15内的溶解氧的调整能力有时会不足。
循环量(轮(turn))是以循环速度(升/分钟)×60(分钟/小时)÷总浴量(升)而算出，相对于总浴量(在电镀装置中循环的电镀液的总量)，较为理想的是5～100轮，更为理想的是10～80轮。如果循环量不足10轮，则辅槽15内的溶解氧的调整能力有时会不足。另一方面，如果循环量超过100轮，则需要较大的循环泵或较多的循环泵而不实用。
作为电镀液，例如使用硫酸镀铜液等。该硫酸镀铜液是在成为铜源的硫酸铜中添加有指定量的硫酸的电镀液。在该硫酸镀铜液中，视需要添加各种添加剂。作为该添加剂，例如可列举被称作光亮剂、整平剂、载体的促进剂或抑制剂等有机添加剂。作为该有机添加剂，例如可列举含氮有机化合物、含硫有机化合物、含氧有机化合物等。具体而言，作为含硫有机化合物，例如可列举从下述式(1)～(4)中选择的硫系化合物。
[化学式1]
H-S-(CH2)a-(O)b-SO3M (1)
(式中，R1、R2和R3分别表示碳原子数1～5的烷基，M表示氢原子或碱金属，a表示1～8的整数，b、c和d分别表示0或1。)
而且，作为含氮有机化合物，可以使用公知的含氮有机化合物，例如叔胺化合物、季铵化合物等。作为含氧有机化合物，可以使用公知的含氧有机化合物，例如可列举聚乙二醇等聚醚系化合物等。
硫酸镀铜液的各成分也可以通过视需要添加补给液等来补给因连续进行镀铜而减少的部分。由此，能够连续地实施镀铜。而且，当使用可溶性阳极时，能够从该可溶性阳极补给铜离子。而且，当使用非溶解性阳极时，除了电镀槽13以外，也可以另行设置能够补给铜离子的槽，并从该槽对电镀槽补给铜离子。
接下来，对本实施方式的电镀装置11的动作进行说明。首先，在建浴时，向电镀槽13的槽主体47及溢流槽49以及辅槽15的第1空间17及第2空间19内贮存指定量的电镀液。
接着，驱动泵63及泵64，使电镀液在电镀槽13与辅槽15之间循环。溢流槽49及第2空间19的液面水平面通过控制泵63及泵64的驱动或停止来调节。在此状态下，将作为被电镀物的阴极57浸渍到槽主体47的电镀浴中，对阳极55与阴极57之间通电。由此，被电镀物被镀铜。当被电镀物结束电镀时，换成另一个被电镀物而依次实施镀铜。
接下来，对电镀液的流动进行说明。当驱动泵64时，电镀液通过返回侧配管41被供应到槽主体47内。当电镀液被供应到该槽主体47内时，与所供应的液量相同分量的电镀液越过槽主体47的侧壁51的上缘部53流入溢流槽49。
而且，当驱动泵63时，溢流槽49及槽主体47内的电镀液通过送出侧配管29被供应到辅槽15的第1空间17。在电镀液中，例如浮游有因从阴极57脱落或由可溶性阳极所产生的阳极泥而产生的铜粒子等异物。在辅槽15的第1空间17内，密度大于电镀液的铜粒子发生沉降而沉淀到第1空间17底。
另一方面，当电镀液通过送出侧配管29被供应到第1空间17时，与所供应的液量相同分量的电镀液越过第1间隔壁21的上缘部23流入第2空间19。流入第2空间19的电镀液在第2空间19内在空气中流下之后，到达第2空间19内所贮存的电镀液的液面。这样，通过使电镀液在流下的期间曝露于空气中，电镀液的溶解氧浓度得到调整。具体而言，当使用可溶性阳极作为阳极55时，通过在电镀时将空气中的氧导入电镀液，可以抑制电镀液的溶解氧浓度的下降。另一方面，当使用非溶解性阳极作为阳极时，通过在电镀时从电镀液中适当将氧释放到空气中，可以抑制电镀液的溶解氧浓度的上升。
溶解氧浓度可以通过改变电镀液在空气中流下的时间、在空气中流下的期间内与空气接触的表面积等来调整。电镀液在空气中流下的时间以及在空气中流下的期间内与空气接触的电镀液的表面积可以通过改变例如第1间隔壁21的上缘部23与第2空间19内的电镀液的液面之间的距离，或者改变电镀液所溢流的上缘部23的宽度来调节。
电镀槽13的槽主体47中的电镀液的溶解氧浓度较为理想的是4～20mg/升。如果溶解氧浓度不足4mg/升或者超过20mg/升，则存在电镀品质下降的危险。具体而言，例如有时电镀皮膜的伸展率、抗张力等皮膜物性下降，或者印刷基板上的通孔的均镀能力(throughing power，TP)下降，或者导通孔的填孔性下降(凹陷量变大)。
本实施方式中，如上所述，第1空间17的电镀液发生溢流而流入第2空间19，因此通过由这样的溢流造成的电镀液的流下而使空气卷入电镀液中。由此，能够使电镀液中的溶解氧浓度接近饱和溶解氧浓度。空气的主要成分是氧气(约20％)和氮气(约80％)。而且，作为目标，例如25℃的水的饱和溶解氧浓度约为8.1mg/升。如果电镀液中的溶解氧浓度小于上述理想范围(4～20mg/升)，则通过电镀液因溢流而流下，空气中的氧气将溶入电镀液中，从而电镀液中的溶解氧浓度接近饱和溶解氧浓度。由此，能够容易地将电镀液中的溶解氧浓度调整到上述理想范围。另一方面，如果电镀液中的溶解氧浓度大于上述理想范围，则通过电镀液因溢流而流下而溶入电镀液中的氧的一部分将在空气中的氮气的影响下被适当地释放到空气中，从而电镀液中的溶解氧浓度接近饱和溶解氧浓度。由此，能够容易地将电镀液中的溶解氧浓度调整到上述理想范围。
第1间隔壁21的上缘部23与第2空间19内的电镀液的液面之间的距离(落差)并无特别限定，但就能够高效地调整溶解氧浓度的观点而言，较为理想的是10cm以上，更为理想的是15cm以上。而且，较好的是落差为100cm以下，以避免辅槽15的尺寸变得过大。
另外，本实施方式中，例示了在辅槽15内设置一个间隔壁而使电镀液仅溢流一次的结构，但是也可以像后述那样，通过在辅槽主体内设置多个间隔壁，以使辅槽15内的溢流次数为多次。就能够提高溶解氧浓度的调整效率的观点而言，辅槽15中的溢流次数较为理想的是2次以上。而且，较好的是溢流次数为5次以下，以避免辅槽15的尺寸变得过大。
如以上所说明，第1实施方式中，在所述辅槽15中，电镀液中超过所述指定高度的部分从第1空间17流入第2空间19，而指定高度以下的部分留在第1空间17内。因此，能够使留在该第1空间17内的电镀液中的金属粒子沉降到第1空间17的下方。只要像这样使金属粒子沉降并聚集到第1空间17的下方，通过实施定期回收这些金属粒子等的回收方法，就能够高效地去除电镀液中的金属粒子。由此，在电镀装置11中，能够降低过滤器65的更换频率，视情况能够省去过滤器65。而且，通过使第1空间17内的电镀液中超过所述指定高度的部分流入第2空间19并在该第2空间19中在空气中流下，亦即使流动状态的电镀液曝露在空气中，能够调整电镀液的溶解氧浓度。因此，根据第1实施方式，能够调整电镀液的溶解氧浓度，同时能够削减因更换过滤器引起的成本。
具体而言，当使用可溶性阳极作为阳极时，在电镀时将空气中的氧气导入电镀液，因此能够抑制电镀液的溶解氧浓度的下降。另一方面，当使用非溶解性阳极作为阳极时，在电镀时从电镀液中将氧适当释放到空气中，因此能够抑制电镀液的溶解氧浓度的上升。
而且，第1实施方式中，上缘部23具有向第2空间19侧延伸设置且其前端部与第1间隔壁21的侧面相隔一段距离的突出片27。因此，从第1空间17流入第2空间19的电镀液沿着突出片27被引导至其前端部，随后从其前端部离开突出片27而放到空气中。因此，第1实施方式中，能够抑制电镀液顺着第1间隔壁21的侧面而流下。由此，能够增加电镀液流下时与空气的接触面积，因此能够更高效地进行电镀液的溶解氧浓度的调整。
(第2实施方式)
图4是表示本发明的第2实施方式的电镀装置11的辅槽15的结构图。该第2实施方式中，辅槽15的第1空间17的结构与第1实施方式不同。另外，此处，对于与第1实施方式相同的结构要素，标注相同的附图标记，并省略其详细说明。
如图4所示，辅槽15除了辅槽主体20及第1间隔壁21以外，还具有第2间隔壁35。该第2间隔壁35呈大致矩形状，从辅槽主体20的底面向上方竖立设置。第2间隔壁35将第1空间17的内部分成2个空间。其中一个空间是接受从送出侧配管29的供应口29a供应的电镀液的供应空间33，另一个空间是位于供应空间33下游侧，用于使电镀液中的金属粒子32沉降的沉降空间31。
第2间隔壁35具有连通沉降空间31与供应空间33的多个连通口。这些连通口设在所述指定高度，亦即第1间隔壁21的上缘部23的高度下方。在第1空间17内，电镀液能够通过所述多个连通口而从供应空间33移动到沉降空间31。作为第2间隔壁35，例如可以使用遍及大致整个表面地以指定间隔排列有多个贯通口的金属板、树脂板等。连通口被调整成至少金属粒子可通过的大小。
第2实施方式中，第1空间17被第2间隔壁35分成沉降空间31与供应空间33，从送出侧配管29的供应口29a向供应空间33供应电镀液。因此，在供应电镀液时即使供应空间33内贮存的电镀液发生流动，其流动也难以传递到沉降空间31。因此，与未在第1空间17内设置第2间隔壁35的情况相比较，可以使金属粒子32更高效地沉降。
而且，第2实施方式中，第2间隔壁35具有设在所述指定高度下方并连通沉降空间31与供应空间33的多个连通口。因此，被供应到供应空间33的电镀液将通过第2间隔壁35的多个连通口而分散地移动到沉降空间31。通过这样使电镀液通过多个连通口而分散地流入沉降空间31，能够抑制沉降空间31内贮存的电镀液发生流动。
另外，其他结构、作用及效果虽省略其说明，但与所述第1实施方式相同。
(第3实施方式)
图5是表示本发明的第3实施方式的电镀装置11的辅槽15的结构图。该第3实施方式中，辅槽15的第1空间17的结构与第1实施方式及第2实施方式不同。另外，此处，对于与第1实施方式相同的结构要素，标注相同的附图标记，并省略其详细说明。
如图5所示，辅槽15除了辅槽主体20及第1间隔壁21以外，还具有第2间隔壁35。该第2间隔壁35呈大致矩形状，且与上述第2实施方式同样地，从辅槽主体20的底面向上方竖立设置。第2间隔壁35将第1空间17的内部分成供应空间33与沉降空间31。与第2实施方式的不同之处在于，第3实施方式的第2间隔壁35未设有多个连通口。
该第3实施方式中，第2间隔壁35的上缘部35a位于所述指定高度下方，因此第2间隔壁35的上缘部35a的高度位于沉降空间31内贮存的电镀液的液面下方。由此，在第1空间17内，电镀液能够越过第2间隔壁35的上缘部35a而从供应空间33移动到沉降空间31。
因此，第3实施方式中，由于具有第2间隔壁35，因此电镀液从供应口29a供应到供应空间33时的电镀液的流动难以传递到沉降空间31。并且，电镀液越过第2间隔壁35的上缘部35a而从供应空间33流入沉降空间31，因此能够抑制沉降到沉降空间下方的金属粒子32被再次卷起这类情况的产生。
另外，其他结构、作用及效果虽省略其说明，但与所述第1实施方式相同。
(第4实施方式)
图6是表示本发明的第4实施方式的电镀装置11的结构图。该第4实施方式中，与第1实施方式的不同之处在于设有再供应配管43。另外，此处，对于与第1实施方式相同的结构要素，标注相同的附图标记，并省略其详细说明。
如图6所示，该第4实施方式中，电镀装置11还具备使从辅槽15排出的电镀液返回第1空间17的再供应配管43。该再供应配管43的一端43a连接于辅槽主体20的侧部的下部并连通于第2空间19。另一端43b被配置在第1空间17的上部。在再供应配管43上设有泵66及过滤器68。
因此，第4实施方式中，能够使位于辅槽15的第2空间19内的电镀液的一部分在返回电镀槽13之前，通过再供应配管43而再次供应到第1空间17。从而能够更高效地去除电镀液中的异物。
另外，其他结构、作用及效果虽省略其说明，但与所述第1实施方式相同。
(第5实施方式)
图7是表示本发明的第5实施方式的电镀装置11的结构图。该第5实施方式中，与第1实施方式的不同之处在于，在第2空间19内配设有下溢(underflow)用隔开板45。另外，此处，对于与第1实施方式相同的结构要素，标注相同的附图标记，并省略其详细说明。
如图7所示，该第5实施方式中，在位于第1空间17下游侧的第2空间19内还具备隔开板45。该隔开板45是以如下方式配置的板状体，即：在第2空间19内，在隔开板45的下端边与辅槽主体20的底面之间设置间隙，同时，在该间隙上方，将第2空间19隔开成上游侧区域与下游侧区域这2个区域。因此，从第1空间17流入第2空间19的电镀液在第2空间19内从所述上游侧区域向所述下游侧区域移动时必然通过所述间隙。因此，第2空间19内的电镀液更均匀地得到搅拌。
另外，其他结构、作用及效果虽省略其说明，但与所述第1实施方式相同。
(第6实施方式)
图8A及图8B是表示本发明的第6实施方式的电镀装置11的电镀槽13的一部分的结构图，图8A是从侧方观察电镀槽13的一部分的图，图8B是从上方观察电镀槽13的一部分的图。该第6实施方式中，电镀槽13的溢流槽49的结构与第1实施方式不同。另外，此处，对于与第1实施方式相同的结构要素，标注相同的附图标记，并省略其详细说明。
如图8A及图8B所示，该第6实施方式中，电镀槽13的溢流槽49在内部具有上游侧空间71和位于该上游侧空间71下游侧的下游侧空间73。溢流槽49由2个槽(第1槽75和第2槽77)构成。上游侧空间71是由第1槽75与槽主体47的侧壁51所围成的空间，下游侧空间73是由第2槽77与槽主体47的侧壁51所围成的空间。
槽主体47的侧壁51的上缘部53、第1槽75的上缘部及第2槽77的上缘部中，第2槽77最高，第1槽75最低。如图8B所示，在第1槽75的上缘部，设有一对溢流部81。这些溢流部81低于其他部位，以使电镀液溢流并从第1槽75流入第2槽77。在第2槽77的底面上，设有送出侧配管29所连接的贯通口79。
由此，电镀液溢流过槽主体47的侧壁51的上缘部53而流入第1槽75的上游侧空间71，进而，溢流过第1槽75的上缘部而流入第2槽77的下游侧空间73，并通过贯通口79流入送出侧配管29。这样，第6实施方式中是电镀液在空气中流下两次的结构。因此，不仅能够在辅槽15中，也能够在电镀槽13的溢流槽49中调整电镀液的溶解氧浓度。
尤其，该第6实施方式中，通过将第1槽75的上缘部至第2槽77的液面为止的落差增大到10cm以上，从而在电镀液从上游侧空间71流入下游侧空间73并在空气中流下的期间高效地调整溶解氧浓度。
而且，较为理想的是，槽主体47的侧壁51的上缘部53具有与图2所示相同的突出片。较为理想的是，第1槽75的上缘部也同样具有与图2所示相同的突出片。当上缘部像这样具有突出片时，从槽主体47流入第1槽75的电镀液以及从第1槽75流入第2槽77的电镀液沿着突出片被引导至其前端部，随后从其前端部离开突出片而暂时放到空气中。因此，能够抑制电镀液顺着槽主体的侧面或第1槽75的侧面而流下。由此，能够增加电镀液流下时与空气的接触面积，因此能够更高效地进行电镀液的溶解氧浓度的调整。
另外，其他结构、作用及效果虽省略其说明，但与所述第1实施方式相同。
(第7实施方式)
图9A及图9B是表示本发明的第7实施方式的电镀装置11的电镀槽13的一部分的结构图，图9A是从侧方观察电镀槽13的一部分的图，图9B是从上方观察电镀槽13的一部分的图。该第7实施方式中，电镀槽13的溢流槽49的结构与第1实施方式不同，第1槽75的结构与第6实施方式不同。另外，此处，对于与第1实施方式及第6实施方式相同的结构要素标注相同的附图标记，并省略其详细说明。
如图9A及图9B所示，该第7实施方式中，第1槽75在其底面具有贯通口85，在这些贯通口85上分别连接有喷出管83。通过这些喷出管83，上游侧空间71内的电镀液在空气中流下并流入下游侧空间73。第1槽75的底部被配置在第2槽77的底部上方。喷出管83可以省略。
另外，其他结构、作用及效果虽省略其说明，但与所述第1实施方式相同。
(第8实施方式)
图10是表示本发明的第8实施方式的电镀装置11的结构图。该第8实施方式中，与第1实施方式的不同之处在于，辅槽15中的溢流次数为两次。另外，此处，对于与第1实施方式相同的结构要素，标注相同的附图标记，并省略其详细说明。
如图10所示，该第8实施方式中，辅槽15还具备第3间隔壁91。该第3间隔壁91呈大致矩形状，从辅槽主体20的底面向上方竖立设置。辅槽15的内部被该第3间隔壁91分成第2空间19与位于该第2空间19下游侧的第3空间93。由此，能够更高效地调整电镀液的溶解氧浓度。
而且，该第8实施方式中，在使金属粒子沉降的第1空间17下游侧的第2空间19及第3空间93内，还具备下溢用隔开板45。与图7的第5实施方式同样地，这些隔开板45是以如下方式配置的板状体，即：在第2空间19及第3空间93内，在隔开板45的下端边与辅槽主体20的底面之间分别设置间隙，同时，在这些间隙上方，将第2空间19隔开成上游侧区域与下游侧区域这2个区域，将第3空间93隔开成上游侧区域与下游侧区域这2个区域。因此，从第1空间17流入第2空间19的电镀液在第2空间19内从所述上游侧区域向所述下游侧区域移动时必然通过所述间隙。从第2空间19流入第3空间93的电镀液在第3空间93内从所述上游侧区域向所述下游侧区域移动时必然通过所述间隙，因此在第2空间19及第3空间93内，电镀液更均匀地得到搅拌。
第3间隔壁91的上缘部24具有与第1间隔壁21的上缘部23同样的结构。亦即，第3间隔壁91的上缘部24具有第1间隔壁21的上缘部23那样的突出片27，因此，从第2空间19流入第3空间93的电镀液沿着突出片27被引导至其前端部，随后从其前端部离开突出片27而放到空气中。因此，能够抑制电镀液顺着第3间隔壁91的侧面而流下。由此，能够增加电镀液流下时与空气的接触面积，因此能够更高效地进行电镀液的溶解氧浓度的调整。
另外，其他结构、作用及效果虽省略其说明，但与所述第1实施方式相同。
(第9实施方式)
图11A及图11B是表示第9实施方式的电镀装置的辅槽的第1间隔壁21的图。该第9实施方式的结构中，电镀液并非像所述实施方式那样溢流过第1间隔壁21的上缘部23，而是通过第1间隔壁21的所述指定高度处所设的贯通口95而从第1空间17流入第2空间19。
该第9实施方式中，电镀液在从第1空间17流入第2空间19时，也可以顺着第1间隔壁21的侧面而流下，但较为理想的是不顺着第1间隔壁21的侧面而流下。例如，较为理想的是，如图11B所示，第1间隔壁21具有从位于第2空间19侧的侧面上的贯通口95的下缘部向横方向突出的突出片95a。此时，从第1空间17流入第2空间19的电镀液沿着突出片95a被引导至其前端部，随后从其前端部离开突出片95a而放到空气中。因此，能够抑制电镀液顺着第1间隔壁21的侧面而流下。由此，能够增加电镀液流下时与空气的接触面积，因此能够更高效地进行电镀液的溶解氧浓度的调整。
另外，其他结构、作用及效果虽省略其说明，但与所述第1实施方式相同。
(其他的实施方式)
再者，本发明并不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内可进行各种变更、改良等。
例如，所述各实施方式中，举对被电镀物实施镀铜的情况为例进行了说明，但本发明除了镀铜以外，也可以适用于例如镀镍、镀金等其他电镀。
而且，所述实施方式中，举辅槽15被间隔壁分成2个或3个空间的情况为例进行了说明，但辅槽15也可以被分成4个以上的空间。
而且，也可以将第4实施方式那样的再供应配管设置到其他实施方式的电镀装置中。
所述各实施方式的电镀装置及使用该电镀装置的电镀方法适合于在作为被电镀物的例如印刷基板、晶圆等上形成配线图案等的用途，但并不限定于这些用途。
将以上的实施方式总结如下。
所述实施方式的电镀装置具备：电镀槽，贮存电镀液；以及辅槽，该辅槽是与该电镀槽不同体的槽，且所述电镀液在该辅槽与所述电镀槽之间循环。所述辅槽具有如下结构：在其内部具有第1空间和位于该第1空间下游侧的第2空间，且所述第1空间内的所述电镀液中超过指定高度的部分从所述第1空间流入所述第2空间，在该第2空间内，所述电镀液在空气中流下。
该结构中，电镀液中超过指定高度的部分从第1空间流入第2空间，而指定高度以下的部分留在第1空间内，因此，能够使留在该第1空间内的电镀液中的金属粒子沉降到第1空间的下方。只要像这样使金属粒子沉降并聚集到第1空间的下方，通过实施定期回收这些金属粒子等的回收方法，就能够高效地去除电镀液中的金属粒子。由此，在电镀装置中，能够降低过滤器的更换频率，或者能够视情况省去过滤器。
而且，通过使第1空间内的电镀液中超过所述指定高度的部分流入第2空间并在该第2空间中在空气中流下，亦即使流动状态的电镀液曝露在空气中，能够调整电镀液的溶解氧浓度。
如上所述，根据该结构，能够调整电镀液的溶解氧浓度，同时能够削减因更换过滤器引起的成本。
具体而言，作为所述辅槽的所述结构，例如可列举如下结构：其具有为了隔开所述第1空间与所述第2空间而沿上下方向延伸设置的间隔壁，且所述第1空间的所述电镀液溢流过所述间隔壁的位于所述指定高度的上缘部而流入所述第2空间。
在所述电镀装置中，较为理想的是，所述间隔壁的所述上缘部具有向所述第2空间侧延伸设置的突出片，所述突出片具有与所述间隔壁的侧面相隔一段距离的前端。
该结构中，从第1空间流入第2空间的电镀液沿着所述突出片被引导至其前端，随后从其前端离开突出片而放到空气中。亦即，当在上缘部未设有所述突出片时，从第1空间流入第2空间的电镀液容易在接触间隔壁的侧面的状态下顺着该侧面流下，但在本结构中，能够抑制电镀液顺着间隔壁的侧面而流下。由此，能够增加电镀液流下时与空气的接触面积，因此能够更高效地进行电镀液的溶解氧浓度的调整。
而且，在所述电镀装置中，较为理想的结构是，所述突出片在所述第2空间侧具有向横方向延伸的横部和从该横部的前端向下方向延伸的纵部，该纵部的前端与所述间隔壁的侧面相隔一段距离。
该结构中，从第1空间流入第2空间的电镀液沿着所述横部被引导至其前端部，由此距离间隔壁的侧面的距离变大后，沿着所述纵部向下方向流下，因此能够进一步抑制电镀液顺着间隔壁的侧面而流下。
而且，在所述电镀装置中，所述辅槽的结构例如也可以如下：所述第1空间的所述电镀液通过所述间隔壁的位于所述指定高度的贯通口而流入所述第2空间。
而且，较为理想的是，所述电镀装置还包括：从所述电镀槽将所述电镀液送往所述辅槽的送出侧配管，该送出侧配管具有向所述第1空间供应所述电镀液的供应口，所述供应口位于所述指定高度下方。
该结构中，由于所述送出侧配管的供应口位于所述指定高度下方，亦即位于第1空间内贮存的电镀液的液面下方，因此当从供应口向第1空间供应电镀液时，能够直接供应到第1空间内贮存的电镀液的液中。像这样将电镀液直接供应到第1空间的电镀液中时，与从供应口暂时喷出到空气中的电镀液落到第1空间内贮存的电镀液的液面的情况相比较，能够降低对第1空间的电镀液造成的冲击。由此，能够抑制第1空间内贮存的电镀液发生流动，从而在第1空间内使金属粒子更高效地沉降。
而且，当从所述供应口喷出所述电镀液的喷出方向朝向所述辅槽的内侧面时，与例如所述喷出方向朝向下方的情况相比较，能够抑制第1空间内贮存的电镀液的流动，尤其能够抑制位于下方侧的电镀液的流动。由此，能够抑制第1空间内沉降的金属粒子被再次卷起这类情况的产生，因此能够抑制第1空间内的金属粒子的沉降受到妨碍的情况。
而且，也可以是如下结构：所述电镀装置还包括：从所述电镀槽将所述电镀液送往所述辅槽的送出侧配管，所述间隔壁是第1间隔壁，所述辅槽具有为了将所述第1空间的内部分为沉降空间与供应空间而沿上下方向延伸设置的第2间隔壁，所述沉降空间用于使所述电镀液中的金属粒子沉降，所述供应空间位于该沉降空间上游侧，且接受从所述送出侧配管的供应口供应的所述电镀液。
该结构中，第1空间被第2间隔壁分成沉降空间与供应空间，且从送出侧配管的供应口向供应空间供应电镀液，因此，即使在供应电镀液时供应空间内贮存的电镀液发生流动，其流动也难以传递到沉降空间。因此，与未在第1空间内设置第2间隔壁的情况相比较，可以使金属粒子更高效地沉降。
而且，当所述第2间隔壁具有设在所述指定高度下方并连通所述沉降空间与所述供应空间的多个连通口时，被供应到供应空间的电镀液将通过第2间隔壁的多个连通口而分散地移动到沉降空间。通过这样使电镀液通过多个连通口而分散地流入沉降空间，能够抑制沉降空间内贮存的电镀液发生流动。
而且，当所述第2间隔壁的上缘部位于所述指定高度或所述指定高度下方时，第2间隔壁的上缘部的高度将与沉降空间内贮存的电镀液的液面相同或比其低。因此，沉降空间的电镀液的液面与供应空间的电镀液的液面成为大致相同的高度，因此能够缓和电镀液从供应空间流入沉降空间时的冲击。由此，能够抑制沉降空间内沉降的金属粒子被再次卷起这类情况的产生，因此能够抑制沉降空间内的金属粒子的沉降受到妨碍的情况。
而且，当所述电镀装置还包括使所述电镀液从所述辅槽返回所述电镀槽的返回侧配管以及使从所述辅槽排出的所述电镀液返回所述第1空间的再供应配管时，能够使位于辅槽的电镀液的一部分在返回电镀槽之前，通过再供应配管而再次供应到第1空间。由此，能够更高效地分离电镀液中的异物。
而且，当所述电镀装置还包括设在所述第1空间下游侧的空间的机械式搅拌机时，在第1空间内使金属粒子沉降之后，能够在其下游侧的空间内通过所述机械式搅拌机来搅拌电镀液。由此，能够进行电镀液的溶解氧浓度的微调。
而且，所述电镀槽也可以具有槽主体及溢流槽，所述槽主体贮存所述电镀液，所述溢流槽是与该槽主体一体地设置，所述槽主体的所述电镀液溢流过所述槽主体侧壁的上缘部而流入所述溢流槽，该溢流槽具有如下结构：其在内部具有上游侧空间和位于该上游侧空间下游侧的下游侧空间，且所述电镀液从所述上游侧空间流入所述下游侧空间并在空气中流下。
该结构中，不仅在辅槽内，在电镀槽的溢流槽内也能够进行电镀液的溶解氧浓度的调整。该溢流槽中，在电镀液从所述上游侧空间流入所述下游侧空间并在空气中流下的期间调整溶解氧浓度。
而且，当所述槽主体的所述上缘部具有向所述溢流槽侧延伸设置的突出片，且所述突出片具有与所述槽主体的侧面相隔一段距离的前端时，从槽主体流入溢流槽的电镀液沿着所述突出片被引导至其前端部，随后从其前端部离开突出片而暂时放到空气中。因此，本结构中，能够抑制电镀液顺着槽主体的侧面而流下。由此，能够增加电镀液流下时与空气的接触面积，因此能够更高效地进行电镀液的溶解氧浓度的调整。
较为理想的是，在所述第2空间内所述电镀液在空气中流下的落差为10cm以上。这样，通过所述落差为10cm以上，能够更高效地进行辅槽内的电镀液的溶解氧浓度的调整。
所述实施方式的电镀方法使用具备电镀槽及辅槽的电镀装置，所述电镀槽贮存电镀液，所述辅槽是与该电镀槽不同体的槽，且所述电镀液在该辅槽与所述电镀槽之间循环。所述辅槽在其内部具有第1空间及位于该第1空间下游侧的第2空间。该方法中，在所述第1空间内，贮存所述电镀液至指定高度为止，使所述电镀液中的金属粒子沉降至所述第1空间的下方。此外，在该方法中，使所述第1空间内的所述电镀液中超过所述指定高度的部分流入所述第2空间，在该第2空间内，使所述电镀液在空气中流下，以此来调整所述电镀液的溶解氧浓度。藉此，能够调整电镀液的溶解氧浓度，同时能够有效地去除电镀液中的金属粒子。
所述实施方式的电镀装置及电镀方法尤其适合于所述电镀液是被用于镀铜，且其含有作为光亮剂的含硫有机化合物的情况。
以下，举实施例进一步具体说明本发明，但本发明并不限定于以下的实施例。
(实施例1)
使用电镀装置，在下述的条件下，对被电镀物(试样No.1～8)进行镀铜。对于试样No.2～4，使用图12所示的电镀装置11。该电镀装置11中，电镀槽13与图1所示的结构相同，辅槽15的结构是：辅槽主体20内由第1间隔壁21和第3间隔壁91分成第1空间17、第2空间19及第3空间93这3个空间。电镀液溢流过第1间隔壁21的上缘部而从第1空间17流入第2空间19，并溢流过第3间隔壁91的上缘部而从第2空间19流入第3空间93。在第2空间19内，配设有下溢用隔开板45。
而且，对于试样No.1、5～8，使用从图12所示的电镀装置11的辅槽15中拆除间隔壁21、91的电镀装置。
第1间隔壁21及第3间隔壁91的上缘部的结构如后述的表2所示，对于试样No.4为结构A(图2D所示的结构)，对于试样No.2、3为结构B(图2E所示的结构)。
从第1间隔壁21及第3间隔壁91的上缘部到电镀液的液面的落差如后述的表2所示，为5cm、10cm、20cm这3种条件。
作为被电镀物(阴极)，使用不锈钢板以及带导通孔的基板(具有盲导通孔的印刷基板)。该基板上的导通孔的开口径为100μm，导通孔的深度为75μm。
其他的镀铜的条件等如下。
电镀槽13的浴量(槽主体47和溢流槽49的合计浴量)：4300升
辅槽15的浴量(第1空间17和第2空间19与第3空间93的合计浴量)：800升
浴量：5100升
电镀液：硫酸镀铜液(硫酸铜五水化物200g/L、硫酸50g/L以及氯化物离子50mg/L)
电镀液中添加的添加剂：上村工业公司制“Through-Copper EVF-T”
电镀液的循环速度：860升/分钟
阳极：可溶性阳极(在钛盒中收容含磷铜球，并将其收容到聚丙烯制的阳极罩中)
在上述条件下，对被电镀物实施镀铜，对此时的溶解氧浓度、皮膜物性、导通孔的凹陷量进行评价。在皮膜物性(伸展率及抗张力)的评价中，使用对作为被电镀物的上述不锈钢板实施50μm的镀铜的试样。在导通孔的凹陷量的评价中，使用对作为被电镀物的上述带导通孔的基板实施20μm的镀铜的试样。
该实施例1中，针对不锈钢板，按照以下工序1～8的流程，实施预处理、镀铜处理及后处理。
工序1：酸洗清洁机(上村工业公司制MSC-3-A)
工序2：热水洗
工序3：水洗
工序4：酸洗
工序5：水洗
工序6：镀铜
工序7：水洗
工序8：干燥
而且，针对带导通孔的基板，进行公知的去钻污(desmear)处理及无电解镀铜(0.3μm)处理之后，按照与上述同样的工序1～8的流程，实施预处理、镀铜处理及后处理。
而且，实施例1中的镀铜的条件如表1所示。镀铜的处理温度(电镀液的温度)为25℃。另外，表1中的阴极电流密度的单位是A/dm2。
[表1]
不锈钢板 带导通孔的基板
阴极电流密度(ASD) 1.0 1.0
电镀时间(分钟) 226 90
膜厚(μm) 50 20
结果列于表2中。而且，在表3中记载了各试样的测试流程。此外，在表4中，表示试样No.1的电镀处理结束后，安装图12所示的间隔壁21、91作为辅槽并电解30分钟、60分钟、90分钟时的溶解氧浓度。而且，以从各喷嘴61向被电镀物(阴极57)供给的电镀液的流量保持大致固定的方式，通过配管端部41c来供应通过返回侧配管41供应到槽主体47的电镀液的一部分。溶解氧浓度是对从图12的配管端部41c附近的配管上安装的图略的阀采集到的电镀液的溶解氧进行测定。
导通孔的凹陷量是通过对图15A所示的带导通孔的基板101如图15B所示实施镀铜103之后，测定导通孔101c内形成的镀铜103的表面中最低的部分与导通孔101c的周缘部上形成的镀铜103的表面之间的高度(基板厚度方向的尺寸)之差Δh而获得(图15B)。另外，图15A的带导通孔的基板101具备树脂层101a和形成在该树脂层101a表面上的铜层101b，在其上形成有导通孔101c。
而且，伸展率及抗张力使用图16所示的测试片并按如下方式进行测定。亦即，首先，对不锈钢板实施50μ±5μm的镀铜，接着，小心地从不锈钢板上剥下镀铜层(铜箔)，注意不要造成褶皱或划痕。将该铜箔以120℃进行2小时热处理之后，利用哑铃(dumbbell)冲压成图16所示的形状，制作出测试片。利用荧光X射线膜厚计测定该测试片中央部的膜厚，将该测定值作为测试片的膜厚d(mm)。接着，将拉伸测试机的夹盘间的距离设为40mm，以测试片的呈弧形的部分从夹盘露出的方式，利用夹盘夹持固定测试片，以4mm/分钟的拉伸速度进行测试。接下来，从测试所得的图表读取最大拉伸应力F(kgf)，将该值F(kgf)除以测试片的截面积，由此获得表2、6、9所示的抗张力(kgf/mm2)。测试片的截面积是测试片中央部的宽度10mm与膜厚dmm之积。伸展率E(％)是通过测量从拉伸测试片开始直到测试片断裂为止所延展的尺寸ΔL(mm)，并将该ΔL(mm)除以拉伸前的测试片中央部的直线部分的尺寸(20mm)而计算出来。
[表2]
[表3]
[表4]
由表2的试样No.1的结果可知，当使用未设置间隔壁21、91的辅槽时，电镀液的溶解氧浓度较低，导通孔凹陷量趋于增大。
由试样No.2～4的结果可知，通过在辅槽15内设置间隔壁21、91来使电镀液溢流，溶解氧浓度变高。而且可知，通过像试样No.3、4那样使溢流时的电镀液的落差为10cm以上，溶解氧浓度显著提高。这些试样No.3、4中，即使长时间电解，溶解氧浓度也未减少。
由试样No.4的电镀处理之后紧跟着进行的试样No.5～8的结果可知，当从辅槽15拆除间隔壁21、91时，随着电解时间变长，溶解氧浓度下降，导通孔凹陷量趋于增大。
而且，如表4所示可知，当在试样No.1的电镀处理之后在辅槽内安装间隔壁21、91进行电解时，随着时间的经过，溶解氧浓度提高。
(实施例2)
使用图13A及图13B所示的电镀装置，在下述的条件下，对被电镀物(试样No.9～14)进行镀铜。对于试样No.12～14，使用与图12的装置相同的具有间隔壁21、91的辅槽作为辅槽15。而且，电镀槽13的结构如图13A及图13B所示，其具备槽主体47及溢流槽49，且从槽主体47溢流的电镀液流入溢流槽49。在槽主体47内，大致水平地配置有作为阴极57的板状被电镀物，在该阴极57的上下分别排列有多个阳极55。而且，在阴极57的上下，分别配设有喷嘴61。各喷嘴61设有将通过返回侧配管41从辅槽15送来的电镀液朝向阴极57侧喷出的多个喷出口(未图示)。
而且，对于试样No.9～11，使用从辅槽15拆除间隔壁21、91的电镀装置。
从第1间隔壁21及第3间隔壁91的上缘部到电镀液的液面的落差如后述的表6所示，为5cm、10cm、20cm这3种条件。
作为被电镀物(阴极)，使用不锈钢板以及带通孔的基板。该基板上的通孔的内径为0.3mm，基板的板厚为1.6mm。
其他的镀铜的条件等如下。
电镀槽13的浴量(槽主体47和溢流槽49的合计浴量)：1000升
辅槽15的浴量(第1空间17和第2空间19与第3空间93的合计浴量)：1400升
浴量：2400升
电镀液：硫酸镀铜液(硫酸铜五水化物100g/L、硫酸200g/L以及氯化物离子50mg/L)
电镀液中添加的添加剂：上村工业公司制“Through-Copper ETN”
电镀液的循环速度：3000升/分钟
阳极：非溶解性阳极(在Ti-Pt上涂覆有氧化铟)
该实施例2中，针对不锈钢板，按照与实施例1同样的工序1～8的流程，实施预处理、镀铜处理及后处理。
而且，针对带通孔的基板，与实施例1同样地，进行众所周知的去钻污处理及无镀铜(0.3μm)处理之后，按照与实施例1同样的工序1～8的流程，实施预处理、镀铜处理及后处理。
而且，实施例2中的镀铜的条件如表5所示。镀铜的处理温度(电镀液的温度)为25℃。另外，表5中的阴极电流密度的单位是A/dm2。
[表5]
不锈钢板 带通孔的基板
阴极电流密度(ASD) 5.0 5.0
电镀时间(分钟) 45 27
膜厚(μm) 50 30
在上述条件下对被电镀物实施镀铜，对此时的溶解氧浓度、皮膜物性、通孔的均镀能力(TH-TP)进行评价。结果列于表6中。而且，在表7中记载了各试样的测试流程。溶解氧浓度是对从图13的过滤器65下游侧的返回侧配管41上安装的图略的阀采集到的电镀液的溶解氧进行测定。
均镀能力被定义为通孔附近的基板表面上的镀铜的厚度相对于通孔深度方向中央的镀铜的厚度之比。亦即，均镀能力(TH-TP)是通过如图17所示，以上述条件对形成有通孔105a的基板105实施镀铜107之后，分别测定通孔深度方向中央的镀铜的厚度e、f与通孔附近的基板表面上的铜面电镀的厚度a～d，并将各值代入以下的式(5)而获得。
TH-TP(％)＝2(e+f)/(a+b+c+d)×100 (5)
[表6]
[表7]
由表6的试样No.9的结果可知，在电镀开始时刻，溶解氧浓度为7.4mg/升，因此皮膜物性良好。但是，由试样No.10、11的结果可知，当电解时间变长时，溶解氧浓度随此增加，3小时后的试样No.10的皮膜物性变差，TH-TP变得相当低，6小时后的试样No.11的皮膜物性变得更差，TH-TP下降到65.6％。
另一方面，对于试样No.12～14，通过在辅槽15内设置间隔壁21、91而使电镀液溢流，抑制了溶解氧浓度的上升。尤其可知，通过像试样No.13、14那样使溢流时的电镀液的落差为10cm以上，溶解氧浓度的上升抑制效果显著提高。这些试样No.13、14中，使溶解氧浓度下降到了20mg/升以下，皮膜物性也良好，TH-TP也达到75％以上。
(实施例3)
使用图14所示的电镀装置，在下述的条件下，对被电镀物(试样No.15～18)进行镀铜。对于试样No.17、18，使用与图12的装置相同的具有间隔壁21、91的辅槽作为辅槽15。而且，电镀槽13的结构如图14所示，其具备槽主体47及溢流槽49，且从槽主体47溢流的电镀液流入溢流槽49。
槽主体47内被隔膜99分成2个空间。作为该隔膜99，使用Yuasa Membrane System公司制“Y-9205T”。在其中一个空间内，配置有作为阴极57的被电镀物，在另一个空间内，配置有阳极55。在阴极57的附近，配设有喷嘴61。喷嘴61设有将通过返回侧配管41从辅槽15送来的电镀液朝向阴极57侧喷出的喷出口(未图示)。
而且，对于试样No.15、16，使用从辅槽15拆除间隔壁21、91的电镀装置。
从第1间隔壁21及第3间隔壁91的上缘部到电镀液的液面的落差如后述的表9所示，为10cm、20cm这2种条件。
作为被电镀物(阴极)，使用不锈钢板以及具有盲导通孔的晶圆。该晶圆上的导通孔的开口径为15μm，导通孔的深度为25μm。
其他的镀铜的条件等如下。
电镀槽13的浴量(槽主体47和溢流槽49的合计浴量)：50升
辅槽15的浴量(第1空间17和第2空间19与第3空间93的合计浴量)：150升
浴量：200升
电镀液：硫酸镀铜液(硫酸铜五水化物200g/L、硫酸50g/L以及氯化物离子50mg/L)
电镀液中添加的添加剂：上村工业公司制“Through-Copper ESA-21”
电镀液的循环速度：100升/分钟
阳极：可溶性阳极(在钛盒中收容含磷铜球)
该实施例3中，针对不锈钢板，按照与实施例1同样的工序1～8的流程，实施预处理、镀铜处理及后处理。
而且，针对晶圆，利用公知的方法实施阻障层(barrierlayer)、晶种层(seed layer)之后，按照与实施例1同样的工序1～8的流程，实施预处理、镀铜处理及后处理。
而且，实施例3中的镀铜的条件如表8所示。镀铜的处理温度(电镀液的温度)为25℃。另外，表8中的阴极电流密度的单位是A/dm2。
[表8]
不锈钢板 晶圆
阴极电流密度(ASD) 1.0 1.0
电镀时间(分钟) 226 23
膜厚(μm) 50 5
在上述条件下，对被电镀物实施镀铜，对此时的溶解氧浓度、皮膜物性、导通孔的凹陷量进行评价。结果列于表9中。而且，在表10中记载了各试样的测试流程。溶解氧浓度是对从图14的过滤器65下游侧的返回侧配管41上安装的图略的阀采集到的电镀液的溶解氧进行测定。
而且，对于试样No.15，在辅槽15的第1空间17内使用空气搅拌装置94将空气供应到电镀液中，由此进行空气搅拌的同时实施电镀。
[表9]
[表10]
在辅槽15的第1空间17中进行空气搅拌的同时进行电解的表9的试样No.15中，电镀槽13的溶解氧浓度如表9所示为3.8mg/升，但此时的辅槽15的溶解氧浓度为7.2mg/升。通过像这样进行空气搅拌，虽然能够将辅槽的溶解氧浓度维持在合适的范围内，但是会因进行空气搅拌而在第1空间17内妨碍铜粒子的沉降，因此确认到过滤器65中附着有较多的铜粒子。因附着在该过滤器65中的铜粒子导致溶解氧被消耗，因此电镀槽中的溶解氧浓度下降，导通孔凹陷量趋于变大。
根据试样No.16的结果，在更换过滤器65之后几乎未附着铜粒子，因此电镀槽的溶解氧浓度也达到良好的值，导通孔凹陷量也变小。
试样No.17、18中可知，由于处在过滤器65上几乎未附着铜粒子的状态(新品最初的白的状态)下，因此在第1空间17中铜粒子有效地沉降。通过像这样在辅槽内设置间隔壁而使电镀液溢流，溶解氧浓度变高，同时能够将铜粒子高效地从电镀液中分离。由此，电镀槽中的溶解氧浓度被维持在合适的范围，导通孔凹陷量也变小。
(参考例)
使用循环式伏安剥离(cyclic voltammetric stripping，CVS)测定法，对电镀液中的溶解氧浓度、光亮剂的浓度及Ar值的关系进行调查。CVS测定的方法如下。
1)Ar值的测定方法
将旋转铂电极作为工作电极(Working electrode)、铜棒作为反电极(Counter ele ctrode)、银/氯化银双接点电极(double junction electrode)作为参比电极(Referenceelectrode)分别浸渍于电镀液中，改变对旋转铂电极施加的电位的同时反复进行电镀工序、剥离工序及清洗工序，制作电位-电流曲线(Voltammogram)，并基于该电位-电流曲线求出剥离工序的面积(Ar值)。
后述的表11、12所示的结果应用上述CVS测定法获得，是在上述测定方法中连续地反复进行扫描(sweep)所获得的Ar值的经时变化。
2)Ar值测定中所用的测定设备、测定条件
测定设备：ECI公司制“QL-5”
测定条件：旋转铂电极的转速2500rpm，电位扫描速度100mV/秒，温度25℃
3)测定液
按如下方法调制测定液。使用将后述的VMS30mL放入容器并向该容器内添加测定对象电镀液30mL所得的混合液作为测定液。
4)VMS及测定对象电镀液
对于试样No.19～23，作为测定对象的电镀液如表11所示，对于试样No.24～28，作为测定对象的电镀液如表12所示。亦即，试样No.19的测定对象电镀液是在实施例1的试样No.1的电镀处理中从图12的配管端部41c附近的配管上安装的图略的阀采集到的电镀液，试样No.20的测定对象电镀液是在实施例1的试样No.3的电镀处理中从图12的配管端部41c附近的配管上安装的图略的阀采集到的电镀液。而且，试样No.24的测定对象电镀液是在实施例2的试样No.11的电镀处理中，从图13中的过滤器65下游侧的返回侧配管41上安装的图略的阀采集到的电镀液，试样No.25的测定对象电镀液是在实施例2的试样No.13的电镀处理中从图13中的过滤器65下游侧的返回侧配管41上安装的图略的阀采集到的电镀液。
而且，试样No.21～23及试样No.26～28的测定对象电镀液是以调制后的测定液的溶解氧浓度及光亮剂浓度达到表11、12的各试样的值的方式而在烧杯内调制所得。
作为试样No.19～23的测定对象电镀液的添加剂，使用上村工业公司制“Through-Copper EVF-T”，作为试样No.24～28的测定对象电镀液的添加剂，使用上村工业公司制“Through-Copper ETN”。
作为VMS(无添加剂添加的电镀液)，对于表11的试样No.19～23，使用硫酸镀铜液(硫酸铜五水化物200g/L、硫酸50g/L及氯化物离子50mg/L)，对于表12的试样No.24～28，使用硫酸镀铜液(硫酸铜五水化物100g/L、硫酸200g/L及氯化物离子50mg/L)。
5)测定结果
将测定结果示于表11及表12。
[表11][表12]
测定出的Ar值反映光亮剂浓度的大小。根据表11，在像试样No.20、21那样适当的溶解氧浓度及光亮剂浓度的情况下，Ar值为1.14～1.16左右。在像试样No.19那样尽管光亮剂浓度适当但溶解氧浓度不足的情况下，初始的Ar值为与光亮剂浓度过剩的情况(试样No.22)大致相同的1.2左右。该试样No.19的Ar值随着时间的经过，下降到与试样No.20大致相同的1.15左右。
而且，根据表12，在像试样No.25、26那样适当的溶解氧浓度及光亮剂浓度的情况下，Ar值为1.97左右。在像试样No.24那样尽管光亮剂浓度适当但溶解氧浓度过剩的情况下，初始的Ar值为与光亮剂浓度不足的情况(试样No.28)大致相同的1.91左右。该试样No.24的Ar值随着时间的经过，增加到与试样No.25大致相同的1.96左右。
另外，像上述试样No.19及No.24那样，随着时间的经过，Ar值分别接近试样No.20及试样No.25的Ar值是由如下原因引起的。亦即，当连续地反复进行扫描时，空气会溶入测定液中，因此如表11、12所示，溶解氧浓度发生变动而接近适当的浓度。空气之所以会溶入测定液中，是由于利用旋转铂电极进行搅拌以及VMS的溶解氧浓度接近空气的饱和浓度。

Claims (16)

1.一种电镀装置，其特征在于，
该电镀装置包括：电镀槽，其贮存有电镀液；辅槽，该辅槽是与所述电镀槽不同体的槽，且所述电镀液在该辅槽与所述电镀槽之间循环，
该电镀装置还包括从所述电镀槽将所述电镀液送往所述辅槽的送出侧配管，
所述辅槽具有如下结构：在其内部具有第1空间及位于该第1空间下游侧的第2空间，以及为了隔开所述第1空间与所述第2空间而沿上下方向延伸设置的第1间隔壁，而且所述第1空间内的所述电镀液中超过指定高度的部分从所述第1空间流入所述第2空间，在该第2空间内，所述电镀液在空气中流下，
第2间隔壁，其为了将所述第1空间的内部分为沉降空间与供应空间而沿上下方向延伸设置，所述沉降空间用于使所述电镀液中的金属粒子沉降，所述供应空间位于该沉降空间上游侧，且从所述送出侧配管的供应口供应的所述电镀液被供应至所述供应空间，
所述电镀槽具有槽主体及溢流槽，所述槽主体贮存所述电镀液，所述溢流槽是与该槽主体一体地设置，所述槽主体的所述电镀液溢流过所述槽主体侧壁的上缘部而流入所述溢流槽，
该溢流槽具有如下结构：其在内部具有上游侧空间和位于该上游侧空间下游侧的下游侧空间，且所述电镀液从所述上游侧空间流入所述下游侧空间并在空气中流下。
2.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，
所述辅槽具有如下结构：所述第1空间的所述电镀液溢流过所述第1间隔壁的位于所述指定高度的上缘部而流入所述第2空间。
3.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，
所述辅槽具有如下结构：所述第1空间的所述电镀液通过所述第1间隔壁的位于所述指定高度的贯通口而流入所述第2空间的结构。
4.根据权利要求2所述的电镀装置，其特征在于，
所述第1间隔壁的所述上缘部具有向所述第2空间侧延伸设置的突出片，所述突出片具有与所述第1间隔壁的侧面相隔一段距离的前端。
5.根据权利要求4所述的电镀装置，其特征在于，
所述突出片在所述第2空间侧具有向横方向延伸的横部和从该横部的前端向下方向延伸的纵部，该纵部的前端与所述第1间隔壁的侧面相隔一段距离。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电镀装置，其特征在于，
该电镀装置还包括从所述电镀槽将所述电镀液送往所述辅槽的送出侧配管，
所述送出侧配管具有向所述第1空间供应所述电镀液的供应口，
所述供应口位于所述指定高度下方。
7.根据权利要求6所述的电镀装置，其特征在于，
从所述供应口喷出所述电镀液的方向朝向所述辅槽的内侧面。
8.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，
所述第2间隔壁具有设于所述指定高度下方并连通所述沉降空间与所述供应空间的多个连通口。
9.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，
所述第2间隔壁的上缘部位于所述指定高度或所述指定高度下方。
10.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，
该电镀装置还包括：
返回侧配管，使所述电镀液从所述辅槽返回所述电镀槽；
再供应配管，使从所述辅槽排出的所述电镀液返回所述第1空间。
11.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，
该电镀装置还包括设于所述第1空间下游侧空间的机械式搅拌机。
12.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，
所述槽主体的所述上缘部具有向所述溢流槽侧延伸设置的突出片，所述突出片具有与所述槽主体的侧面相隔一段距离的前端。
13.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，
在所述第2空间内所述电镀液在空气中流下的落差为10cm以上。
14.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，
所述电镀液是被用于镀铜，且含有作为光亮剂的含硫有机化合物。
15.一种电镀方法，其使用具备电镀槽及辅槽的电镀装置，所述电镀槽贮存电镀液，所述辅槽是与该电镀槽不同体的槽，且所述电镀液在该辅槽与所述电镀槽之间循环，该电镀方法采用权利要求1-14任一所述的电镀装置，其特征在于，
所述辅槽在其内部具有第1空间及位于该第1空间下游侧的第2空间，
在所述第1空间内，贮存所述电镀液至指定高度为止，使所述电镀液中的金属粒子沉降至所述第1空间的下方，
使所述第1空间内的所述电镀液中超过所述指定高度的部分流入所述第2空间，在该第2空间内，使所述电镀液在空气中流下，以此来调整所述电镀液的溶解氧浓度。
16.根据权利要求15所述的电镀方法，其特征在于，
所述电镀液是被用于镀铜，且含有作为光亮剂的含硫有机化合物。
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