JP2004211124A - ダマシン鍍金方法及びこれに用いる鍍金装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パッケージ用プリント基板等のＢＶＨを空洞部なくスピーディに鍍金充填するダマシン鍍金方法を提供する。
【解決手段】鍍金槽１に配置した多数の鍍金液吐出管４により，陽極３間の被鍍金平板２に鍍金液を所定偏向角に高速吐出してその表面に形成される勾玉状連続波の超微細波動を付与しながら通電鍍金を行なう。これによって被鍍金平板２にレーザー加工したブラインド微孔をなすＢＶＨ内に浸入した鍍金液が揺動し，その粘性と相俟って該鍍金液が反転循環するように交替することにより，ＢＶＨ内の金属イオン濃度を鍍金層１の鍍金液における設定濃度と同等に維持して，ＢＶＨを鍍金充填するための金属イオンを継続的且つ充分に供給する結果，完全且つ表面平滑なダマシン鍍金が可能となる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気鍍金に関し，特に半導体ウエハーや半導体パッケージ基板の多層化の層間配線用のＢＶＨ（ブラインド・ビア・ホール）の充填を行なうダマシン鍍金方法及びその鍍金装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハーやパッケージ基板の電気鍍金は，金のワイヤーを用いるボンディングのためのニッケル−金鍍金，両面Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｌｌｅｙ基板用の銅スルーホール鍍金が一般に使用される一方，ＢＶＨのダマシン鍍金にはダマシン用の鍍金剤を添加して，高金属イオン，低酸濃度液，染料系添加剤を含むようにした鍍金浴を用いるものとされるが，ダマシン用の鍍金剤を用いても，ＢＶＨの開口縁部に金属析出が発達し易くなるために該開口縁部の金属析出を除去して鍍金を繰り返すことが必要となり，鍍金作業が煩雑にして長時間を要することになり，またこの場合，ＢＶＨの鍍金充填が不充分となり易く，特にＢＶＨ内部に空洞部（Ｖｏｉｄ）が残存形成される傾向を招き易く，空洞部が残存すると，例えば絶縁基板の樹脂硬化のために施す加熱工程によって鍍金部分が破壊される可能性を残しておりその歩留まりの低下を免れない。また上記空洞部の発生を防ぐためにスルーホール用の鍍金剤を使用することがあるが，この場合でも同様に開口部表面の厚い金属析出を除去しながら４〜５回程度の鍍金を繰り返す煩雑な工程を必要とするとともに，同じく空洞部が残存形成される傾向を残すものであった。一方鍍金剤を添加した鍍金浴を用いると，その理由は必ずしも明らかではないが，鍍金中に突然に鍍金作用を喪失するというトラブル招くことがあり，このようなトラブルが発生すると可能な限り様々な措置を施しても鍍金浴を再度使用可能の状態に回復することはできず，従って新たに建浴することによって鍍金浴を交換する以外に方法がない。
【０００３】
一方関連の鍍金方法として，本発明者は下記特許文献１を提案しており，これによれば，鍍金浴を建浴した鍍金槽における網陽極片側位置に微細多数のスルーホール（以下ＴＨということがある）を具備した被鍍金平板を縣吊配置し，該被鍍金平板の表面に対して直角乃至略直角に鍍金液流を発生させるとともに被鍍金平板の表面近傍で該鍍金液流の方向を急激に反転させるようにし，被鍍金平板表面に反転した鍍金液流を近接形成することによって表面のイオン勾配層を除去してそのイオン濃度を確保し，ＴＨに対して充分な金属イオンを供給しつつ被鍍金平板に鍍金を施すようにしたものとされる。この場合ＴＨ内に好ましい鍍金を行なうことが可能となるが，この鍍金方法を上記のＢＶＨを具備した被鍍金平板に適用しても，ＢＶＨ内部にある程度の金属析出が見られるとしても，ＢＶＨを鍍金充填することは同様に現実には不可能であり，従って上記特許文献１の方法によってもＢＶＨのダマシン鍍金を実用化し得ない状況にある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１３０８９５号公報（[０００８]欄，図３等参照）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
半導体ウエハーや半導体パッケージ基板等の高密度化とその需要の拡大によって，可及的にスピーディにして確実にＢＶＨのダマシン鍍金を行なうことが望まれているが，上記のとおり鍍金剤を使用するものには各種問題点が残されるとともに，本発明者の特許文献１の鍍金液の反転流形成下で鍍金を施すもこれを解決し得ない現状にある。
【０００６】
本発明は係る事情に鑑みてなされたもので，その解決課題とするところは，第１に，可及的簡易且つスピーディにしてＢＶＨを確実に鍍金充填し得るダマシン鍍金方法を提供するにあり，第２に該ダマシン鍍金方法に好適に使用し得る鍍金装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記第1の課題に添って，上記特許文献１の鍍金方法を適用してもＢＶＨを鍍金充填することができない理由を探求したところ，ＴＨの場合は，上記鍍金液流を反転するといった比較的振幅の大きな波動を付与しても，ＴＨが被鍍金平板を貫通しているために，該貫通する透孔の一方を正圧とし他方を負圧とするような不規則な短い流れが形成された状態で鍍金を施せば，ＴＨ内に金属イオンが充分に供給される結果，その鍍金が可能となるが，ＢＶＨは被鍍金平板の片側表面を開口するも被鍍金平板の厚さ方向，即ちＢＶＨの深さ方向を閉塞した行止りのブラインド孔（盲孔）をなし，またそれはミクロンオーダーといった微細の径と深さを持ったブラインド微孔であるから，鍍金浴に被鍍金平板を浸漬することによって鍍金液がＢＶＨ内に浸入するも，そのまま該ブラインド微孔であるＢＶＨ内に滞留する結果，上記被鍍金平板表面の上記イオン勾配層除去等によっては，金属イオンが析出することによって消耗され極端に金属イオンが不足した状態のＢＶＨに対して新たな金属イオンを継続供給することができないため，ＢＶＨ内の金属イオン濃度が極端に低下し，析出すべき金属イオンが消耗不足することに起因するものと見られ，また上記ＢＶＨ開口縁部の析出が発達するのは，ＢＶＨが被鍍金平板表面に開口しているために鍍金液の所定イオン濃度によって金属イオンが比較的豊富に供給されるからであると見られる。
【０００８】
そこで本発明者は，ＢＶＨ内の鍍金液滞留とこれによる金属イオン消耗の不足状態を解消すべく鋭意研究を重ねた結果，鍍金液をＢＶＨ内で反転循環するごとくに外部の鍍金液と交替し得るようにすれば，ＢＶＨ内の金属イオン濃度を鍍金液と同等に維持し，ＢＶＨに金属イオンを継続的且つ充分に供給し得る結果，微細多数のＢＶＨ内を空洞なく完全に鍍金充填するダマシン鍍金が可能となるとの事実，この場合，上記浸漬することによってＢＶＨ内に鍍金液が浸入した被鍍金平板の表面に対して微細波動を付与するようにすれば，ＢＶＨ内に浸入した鍍金液が外部から物理的な運動エネルギーを受けるとともに，該運動エネルギーが鍍金液が有する液粘度によってＢＶＨ内で反転循環する物理的運動を助長促進し，その結果，微細多数にしてブラインド微孔たるＢＶＨ内においてその鍍金液を確実に揺動交替して，その金属イオン濃度を鍍金槽の設定濃度と同等とし得るとの事実を見出すに至った。
【０００９】
本発明はかかる知見に基づいてなされたもので，即ち請求項１に記載の発明を，鍍金浴を建浴した鍍金槽における陽極バスケットを２列配置した陽極列間中間位置，網陽極を配置した該網陽極片側位置等の陽極近傍に微細多数のＢＶＨを単独又はスルーホールと混在して具備した被鍍金平板を縣吊配置し，該被鍍金平板に微細波動を付与し該微細波動によって被鍍金平板のＢＶＨ内鍍金液を揺動交替しつつ鍍金を施すことを特徴とするダマシン鍍金方法としたものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は，流速の異なる同方向の流れの接触界面において微細な渦流群が発生するとともに該渦流群がエネルギーを得ることによって勾玉状の連続波動が発生するに至るとの流体力学的見地に立脚するとともに鍍金浴中でこのような勾玉状連続波動を形成するには，被鍍金平板に対して所定の偏向角度で鍍金液を高速吐出するようにすればよいことから，上記微細波動をダマシン鍍金に好適にして簡易且つ確実に形成し得るように，これを，上記鍍金液流による微細波動の付与を，被鍍金平板に偏向角度で供給する吐出鍍金液により被鍍金平板の表面と高速層流間の微小空間に形成される微小無数の渦流群と上記吐出鍍金液の偏向流とを複合加速することによって勾玉状連続波を被鍍金平板表面に形成して行なうことを特徴とする請求項１に記載のダマシン鍍金方法としたものである。
【００１１】
請求項３及び４に記載の発明は，上記第２の課題に添って，上記勾玉状連続波による微細波動を確実に形成して上記ダマシン鍍金方法に好適に使用してＢＶＨ鍍金充填を簡易且つ確実になし得る鍍金装置を提供するように，請求項３に記載の発明を，鍍金浴を建浴した鍍金槽における陽極バスケットを２列配置した陽極列間中間位置に微細多数のＢＶＨを単独又はスルーホールと混在して具備した被鍍金平板を縣吊配置して該被鍍金平板を鍍金する鍍金装置において，各陽極列の陽極バスケットの中間背後に鍍金液吐出管を配置するとともに該鍍金液吐出管から高速吐出する鍍金液を該陽極バスケットに非接触状態で被鍍金平板に誘導する吐出方向制御体を配置し且つ該制御体による吐出方向を一定角に偏向してなることを特徴とするダマシン鍍金用の鍍金装置とし，請求項４に記載の発明を，鍍金浴を建浴した鍍金槽における網陽極片側位置に微細多数のＢＶＨを具備した被鍍金平板を縣吊配置して該被鍍金平板を鍍金する鍍金装置において，網陽極の背後に鍍金液吐出管を配置するとともに該鍍金液吐出管から高速吐出する鍍金液を該網陽極を通過して被鍍金平板側に誘導する吐出方向制御体を配置し且つ該制御体による吐出方向を一定角に偏向してなることを特徴とするダマシン鍍金用の鍍金装置としたものである。
【００１２】
請求項５に記載の発明は，上記吐出方向制御板の偏向角度を被鍍金平板や鍍金条件に応じて選択可能とするとともにその偏向角度の設定を可及的容易になし得るものとするように，これを，上記鍍金液吐出管を鍍金液配管に又は上記吐出方向制御体を鍍金液吐出管に着脱自在とするとともに該鍍金液吐出管又は吐出方向制御体を偏向角の異なる液吐出部を有するように複数具備することによってこれらを相互に互換選択的に着脱自在としてなることを特徴とする請求項３又は４に記載のダマシン鍍金用の鍍金装置としたものである。
【００１３】
請求項６に記載の発明は，吐出鍍金液が被鍍金平板で反射することによる流速減衰を防止し得るものとするように，また上記陽極バスケットを使用するものにあっては更に鍍金液の流通を促進して銅ボール表面に酸化銅を形成するとともにその溶解によって鍍金浴の硫酸銅濃度を可及的に維持確保し，鍍金装置として高金属イオン濃度と低硫酸濃度の双方を同時に満足し得るものとするように，これを，上記鍍金液吐出管と千鳥配置となるように該鍍金液吐出管間の近傍背面に平行界面流速抵抗をなす被鍍金平板の反射流を吸引する鍍金液吸引管を配置してなることを特徴とする請求項３，４又は５に記載のダマシン鍍金用の鍍金装置としたものである。
【００１４】
請求項７に記載の発明は，鍍金液が鍍金槽の壁面に衝接することによって鍍金槽外に溢流や飛散するのを防止するとともに鍍金液の流れを整流して鍍金への影響を防止し得るものとするように，これを，上記鍍金液吐出管又は鍍金液吸引管の背面に上記鍍金槽内壁面への鍍金液衝接を防止し該鍍金液の流れを整流する整流壁を配置してなることを特徴とする請求項３，４，５又は６に記載のダマシン鍍金用の鍍金装置としたものである。
【００１５】
本発明はこれらをそれぞれ発明の要旨として，上記第１又は第２の課題解決の手段としたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下図面の例によって本発明を更に具体的に説明すれば，図１においてＡは鍍金装置であり，該鍍金装置Ａは，鍍金浴を建浴した鍍金槽１における陽極バスケット３を２列配置した陽極列間中間位置に微細多数のＢＶＨを単独又はスルーホールと混在して具備した被鍍金平板２を縣吊配置して該被鍍金平板２を鍍金するものであり，このとき該鍍金装置Ａによって，被鍍金平板２に鍍金液流による微細波動を付与し該微細波動によって被鍍金平板２のＢＶＨ内鍍金液を揺動交替しつつ鍍金を施すことによって，これをＢＶＨ用のダマシン鍍金用のものとしてある。
【００１７】
即ち鍍金装置Ａは，例えば高濃度の金属イオンと低濃度の硫酸浴からなる鍍金浴を建浴した鍍金槽１に陽極バスケットを２列配置して陽極３とし，該陽極列間の中間位置，特に中央位置に，例えばパッケージ用プリント基板による被鍍金平板２を陰極として図示省略の通電ラックを介して縣吊配置し，例えば数十乃至１００μｍ程度の径を有して表面に開口しその深さ方向を閉塞した行止りのブラインド微孔をなし，数万といった数による微細多数のＢＶＨを，析出金属によってその内部に空洞部を残存することなく可及的完全且つ平滑に鍍金充填するようにしてある。
【００１８】
本例にあって鍍金装置Ａは，各陽極列の陽極バスケット３の中間背後に鍍金液吐出管４を配置するとともに該鍍金液吐出管４から高速吐出する鍍金液を該陽極バスケット３に非接触状態で被鍍金平板２に誘導する吐出方向制御体４´を配置し且つ該制御体４´による吐出方向を一定角に偏向したものとしてあり，このとき本例の制御体４´は，後述のように，これを鍍金液吐出管４の長手方向に添って一対長尺の誘導板を対向配置した制御板によるものとし，その上記吐出方向偏向は，該制御体４´の先端にこれを所定角度に屈曲した液吐出部６を配置することによって行うようにしてあり，これら鍍金液吐出管４及び先端側の液吐出部６を所定角度に偏向した吐出方向制御体４´を備えることによって，上記微細波動を被鍍金平板２に付与するとともに 上記鍍金液流による微細波動の付与を，被鍍金平板２に偏向角度で供給する吐出鍍金液により被鍍金平板２の表面と高速層流間の微小空間に形成される微小無数の渦流群と上記鍍金液の偏向流とを複合加速することによって勾玉状をなす連続波を被鍍金平板２表面に形成するものとしてあり，該勾玉状連続波の形成下で鍍金を施すことによって上記微細多数のＢＶＨの鍍金充填，即ちダマシン鍍金を可能としてある。
【００１９】
即ち鍍金槽１に被鍍金平板２を浸漬することによって鍍金浴をなす鍍金液がＢＶＨ内に浸入してこれを充填するところ，ＢＶＨが上記のように微細多数のものであるに止まらず深さ方向が閉塞したブラインド微孔であることによって，一般にＢＶＨ内に浸入した鍍金液は，鍍金槽１の鍍金液と交替することなく，そのままＢＶＨ内に滞留した状態となるところ，ＢＶＨの開口近傍において微細波動，好ましくは，例えば百数十μｍ以下といったようにＢＶＨの径に合せて超微細とした微細波動を付与するようにすれば，ＢＶＨ内に浸入の鍍金液が物理的な運動エネルギーを受けるとともにその運動エネルギーが鍍金液の液粘度によってＢＶＨ内の鍍金液の物理的運動を助長し，鍍金液がＢＶＨ内で，例えば反転循環するようになってその交替が促進される結果，ＢＶＨ内の鍍金液は滞留することなくＢＶＨ外に排出されるとともに鍍金浴から金属イオンを豊富に含む新たな鍍金液が間断なく浸入することによってその交替がスムーズになされ，ＢＶＨ内の金属イオン濃度を鍍金槽１の鍍金液における設定濃度と同等に維持して，鍍金充填のために必要且つ充分な金属イオンが供給され，金属イオンの継続的析出とこれによる鍍金充填が可能となる。
【００２０】
このとき，例えば単に被鍍金平板２に振動を与えたり，鍍金液を撹拌したりするといった比較的振幅の大きい波動の類いではＢＶＨへの影響やその鍍金液の交替を全く期待し得ず，現実にこのような振動や撹拌によって金属析出を成長させることは不可能であり，このため微細波動を付与することが必要となるが，この微細波動を鍍金槽１における鍍金液流をコントロールして発生させるようにし，特に上記渦流群と鍍金液の偏向流とを複合した勾玉状連続波として，該勾玉状連続波を常時発生した状態で付与するのが簡易且つ確実な鍍金充填を行なうに好適であり，ＢＶＨに空洞部を残存しない鍍金充填を，一般に１〜２時間程度の短時間にして可及的完全且つ表面平滑に行なうことが可能となる。
【００２１】
これら勾玉状連続波の発生は，いずれも流体の運動速度と固体表面の摩擦の関係によるものであるから，必要且つ充分な液速度が鍍金槽１内に確保されれば，被鍍金平板２の表面において上記勾玉状連続波による微細な波動現象を生じるところ，本例にあっては上記渦流群と偏向流とを複合してこれらを高速状態となるように複合加速することによってこれを形成し得るため，鍍金液吐出の偏向角度とその流速確保の加圧力を管理すればよく，微細波動の形成手段としても極めて簡単な構造で確実な作用を確保することができる。
【００２２】
本例にあって上記鍍金液吐出管４は，所定ピッチで鍍金槽１の左右方向に並列するように多数配置し，断面円形にして上下方向に長尺の被鍍金平板２側面に長手方向に一連又は断続多数のスリットを形成し，該スリットを介して被鍍金平板２に対して鍍金液を加圧して吐出供給するようにしてあり，このとき上記勾玉状連続波形成の流速を減衰することなく被鍍金平板２に対して確保するため，陽極バスケット３に高速吐出した鍍金液が接触することによる抵抗を解消するものとしてあり，このため上記吐出方向制御体４´を配置し且つその先端において吐出方向を一定角に偏向するものとしてあるが，本例の制御体４´は，例えば制御板，制御管等のうちから，上記鍍金液吐出管４における上記側面のスリット両端から鍍金液の吐出溝を形成するように左右方向に対向して突出配置した一対の誘導壁による制御板によって構成してあり，このときその吐出方向の偏向は，本例にあって上記一対のうち一方の誘導壁の先端を被鍍金平板２側に延設するとともに該延設部を吐出方向に向けて所定角度に屈曲した屈曲板による吐出部６を上記誘導壁に備えるようにしてこれを行なうものとしてあり，これによって加圧されて鍍金液吐出管４に至った鍍金液を，上記陽極バスケット３の抵抗なく，被鍍金平板２に向けて直接に噴射するように放出し，該噴射放出によって被鍍金平板２に上記渦流群を発生させるとともに鍍金槽１の鍍金浴内に鍍金液の偏向流を形成して上記勾玉状の連続波による微細波動を形成し得るようにしてある。
【００２３】
このとき本例にあって上記鍍金液吐出管４を鍍金液配管に又は上記吐出方向制御体４´を鍍金液吐出管４に着脱自在とするとともに該鍍金液吐出管４又は吐出方向制御体４´を偏向角の異なる液吐出部６を有して複数具備することによってこれらを相互に互換選択的に着脱自在としてあり，これによって被鍍金平板２や鍍金条件に応じて最適な偏向角度の液吐出部６を選択して互換的に使用し，短時間に容易に交換し得るものとして，鍍金処理の段取り時間を可及的に減少し得るようにしてある。本例にあって該互換選択的な着脱は，偏向角を違えることによって吐出方向を異ならしめた液吐出部６を有する複数の制御体４´，本例にあっては制御板を具備し，該複数の制御体４´を鍍金液吐出管４に対して着脱自在とすることによってその互換的使用をなし得るようにしてある。
【００２４】
以上の基本構成を持つ図１の例にあって，更に５は，上記鍍金液吐出管４と千鳥配置となるように該鍍金液吐出管４間の近傍背面に配置した平行界面流速抵抗をなす被鍍金平板２の反射流を吸引する鍍金液吸引管であり，本例にあって鍍金液吸引管５は，上記陽極バスケット３の背面に並列多数の鍍金液吐出管４と千鳥配置をなすように該鍍金液吐出管４の背面側で同じく所定ピッチで鍍金槽１の左右方向に並列するように多数配置してあり，このとき該吸引管５は断面円形の上下方向に長尺にして，その陽極バスケット３側にスリットを形成したものとし，本例にあっては更に陽極バスケット３側に拡開して鍍金液の吸引を有効になし得るようにしたスリット端部からハ字状をなす吸引壁を備えたものとしてあり，上記鍍金液吐出管４から吐出し，勾玉状連続波による微細波動を形成して被鍍金平板２に反射した鍍金液を上記陽極バスケット３を介して及び陽極バスケット３間から吸引し，上記反射した鍍金液が並列する他の鍍金液吐出管４から吐出した鍍金液に対して平行界面流速抵抗となるのを防止し，これによって各鍍金液吐出管４から鍍金液に付与した吐出流速の抵抗を可及的に解消するとともに上記陽極バスケット３を介して吸引することによって該陽極バスケット３中に配置した図示省略の銅ボールの酸化を促進し，表面に形成される酸化銅を鍍金浴中の硫酸で溶解し，鍍金液交換が困難な陽極バスケット３内における能率低下を防止し，ダマシン鍍金を有効に行なう鍍金装置としての高金属イオン濃度と低硫酸濃度の双方を可及的に同時に維持し得るようにしてある。
【００２５】
また７は，上記鍍金液吐出管４又は鍍金液吸引管５の背面に配置した上記鍍金槽１内壁面への鍍金液衝接を防止し該鍍金液の流れを整流する整流壁であり，本例にあって整流壁７は，これを管列の背面，即ち上記鍍金液吸引管５を被鍍金平板２側の鍍金液吐出管４と千鳥状に配置した本例では，該鍍金液吸引管５の背面に対向して設置した，上下方向及び左右方向に幅広壁面をなし，その左右方向両端にそれぞれ屈曲壁７´を備えて鍍金槽１内の略全体に亘るように配置した平板状パネルによるものとしてあり，上記屈曲壁７´を左右方向一方の端部で幅広壁面から上記鍍金液吐出管４に至り，鍍金液吸引管５と鍍金液吐出管４を抱持するように左右方向外側に向けて屈曲することによって鍍金液の流れ方向に防壁をなし，また左右方向他方の端部で鍍金槽１に濾過した鍍金液を供給する濾過液吐出管１２からの濾過鍍金液が，被鍍金平板２側に傾斜供給するのを妨げないように左右方向内側に向けて屈曲することにより該濾過鍍金液の流れを案内するガイドをなすものとしてあり，該整流壁７を配置することによって，鍍金槽１の一方向の流れが形成される鍍金液が鍍金槽１の内壁面に所定の流速をもって衝接して槽外に溢流し，飛散するのを防止するとともに鍍金液の整流によって上記微細波動，特に本例において形成される勾玉状の連続波を乱すことなく，その微細波動をＢＶＨ内に浸入した鍍金液に与えることができるようにしてある。
【００２６】
本例の鍍金装置Ａによるダマシン鍍金は，鍍金槽１の陽極バスケット３間中間，特に中央位置に，例えばレーザードリルによって形成した無数のＢＶＨを単独で或いはＴＨと混在して形成したパッケージ用プリント基板の被鍍金平板２を陰極として縣吊し，被鍍金平板２の両側の鍍金液吐出管４から鍍金液を噴射状に吐出し，被鍍金平板２の表面と高速層流間の微小空間に微小無数の渦流群を発生させ，鍍金液の偏向流と複合することによって勾玉状連続波を被鍍金平板２表面に形成するとともに鍍金液吸引管５等を作動し上記連続波を形成しつつ通電して被鍍金平板２に対して鍍金を施し，その無数のＢＶＨ内に金属を析出するようにすればよく，これによってＢＶＨ内に浸入した鍍金液が反転循環するように自動的に揺動交替し，ＢＶＨ内の金属イオン濃度を鍍金槽の鍍金液におけると同等に維持してその金属イオンを所定濃度に確保して空洞部のない鍍金充填によるダマシン鍍金を簡易且つ確実に行うことができる。
【００２７】
図２は他の例に係る鍍金装置Ａを示し，該鍍金装置Ａは，鍍金浴を建浴した鍍金槽１における網陽極片側位置に微細多数のＢＶＨを具備した被鍍金平板２を縣吊配置して該被鍍金平板２を鍍金するものとしてあり，このとき網陽極３の背後に鍍金液吐出管４を配置するとともに該鍍金液吐出管４から高速吐出する鍍金液を該網陽極３を通過して被鍍金平板２側に誘導する吐出方向制御体４´を配置し且つ該制御体４´による吐出方向を一定角に偏向したものとしてあり，該鍍金装置Ａは，不溶性の網陽極３を使用し，その片側に半導体ウエハーのＢＶＨを単独に具備した被鍍金平板２を配置し，同様に微細波動を付与して被鍍金平板２の浸漬によってＢＶＨ内に浸入した鍍金液を揺動交替しつつ上記と同様にダマシン鍍金を行なうものとしてある。
【００２８】
このとき該微細波動の付与を吐出鍍金液による上記微小無数の渦流群と偏向流の複合による勾玉状の連続波を形成することによって行なうこと，そのために同様に偏向角を違えた吐出方向を互換的に選択し得るように液吐出部６を着脱自在とした複数の制御体４´を備えた鍍金液吐出管４，該鍍金液吐出管４と千鳥状の鍍金液吸引管５，整流壁７等を備えたものとしてあり，本例にあって，網陽極３の抵抗が少ないことから鍍金液吸引管５に上記拡開したハ字状の吸引壁の設置を省略したこと，整流壁７左右両端の壁面を直交の屈曲壁７´とし，その平面形状をコ字状としたこと等一部に相違があるが，上記図１のものとその基本構成を共通にしたものとしてあるので該図１と同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２９】
この場合も上記と同様に鍍金槽１の網陽極の片側位置に同じく上記半導体ウエハーの被鍍金平板２を陰極として縣吊し，同様に勾玉状連続波を被鍍金平板２表面に形成し，鍍金液吸引管５作動の連続波形成状態で通電して鍍金を施せば，その無数のＢＶＨ内に浸入した鍍金液が揺動交替して空洞部のない鍍金充填によるダマシン鍍金を簡易確実にして可及的完全且つ表面平滑に行うことができる。
【００３０】
図中８は鍍金槽１外側のオーバーフロー室，９は鍍金液濾過系の濾過用ポンプ，１０はラインフィルター，１１は鍍金液の誘導板，１３はオーバーフロー液の流下口，１４は還流路，１５はメインポンプ，１６は補助鍍金層，１７は空気撹拌及び熱交換器用機器を示す。
【００３１】
図示した例は以上のとおりとしたが，本発明の鍍金方法をその陽極形態に応じてＢＶＨを単独に具備した被鍍金平板，ＢＶＨをＴＨと混在して具備した被鍍金平板に適宜に適用するようにすること，鍍金液の吐出方向制御体を，上記制御板に代えて，多数の制御管を用いて同様にその先端乃至先端壁を屈曲するようにすること，鍍金液吐出の偏向角の選択使用を可能とする吐出部材の着脱自在を，鍍金液吐出管を鍍金液配管に着脱自在とすることによって行なうように該鍍金液吐出管を偏向角の異なる先端液吐出部を有する複数具備したものとすること等を含めて，本発明の実施に当って，鍍金槽，陽極，被鍍金平板，そのＢＶＨ，鍍金液吐出管，吐出方向制御板，必要に応じて使用する鍍金液吸引管，整流板等の具体的形状，構造，材質，これらの関係，これらに対する付加，鍍金条件，鍍金に際して被鍍金平板に付与する微細波動，その好ましい勾玉状連続波等の具体的方法等の具体的形成手段乃至方法等は，上記発明の要旨に反しない限り様々な形態のものとすることができる。
【００３２】
【実施例】
【実施例１】
無電解銅鍍金処理を施した厚さ０．６ｍｍ，大きさ２５５ｍｍ×４１０ｍｍのＦＣＢＧＡ１０枚にそれぞれその両面に直径６０μｍ，深さ５０μｍのＢＶＨを４７，０００個加工して，図１の鍍金装置を用いて下記条件で鍍金処理を行なった。鍍金処理後にそれぞれ中心部の同一パターン部位のＢＶＨ部分を切取り金属顕微鏡でＢＶＨ上面の凹みをクロスセクションで測定した結果，凹みは最大約２μｍであり，上記鍍金処理によってほぼ平滑で空隙部のないダマシン鍍金がなされた。
鍍金浴組成
硫酸銅：２００ｇ／Ｌ
硫酸銅：２００ｇ／Ｌ
硫 酸：１００ｇ／Ｌ
塩 素： ５０ｐｐｍ
添加剤：市販鍍金剤Ａ（添付量はカタログ推奨値）
浴 温：２３℃
陰極電流密度：２Ａ／ｄｍ²
通 電 時 間 ：５５分
【００３３】
【実施例２】
ＦＣＢＧＡを４枚として鍍金条件を変更して下記のものとした以外，実施例１と同様に鍍金処理を行なった。同様に測定した結果，均一に３μｍ程度凹んだ皿状のようになり，同じくほぼ平滑にして空隙部のないダマシン鍍金がなされた。
鍍金浴組成
硫酸銅：２００ｇ／Ｌ
硫 酸： ５０ｇ／Ｌ
塩 素： ５０ｐｐｍ
添加剤：市販鍍金剤Ｂ（添付量はカタログ推奨値）
浴 温：２３℃
陰極電流密度：１Ａ／ｄｍ²
通 電 時 間 ：１００分
【００３４】
【実施例３】
同様に厚さ１．０ｍｍ，大きさ４００ｍｍ×４９５ｍｍ，ＢＶＨの直径１５５μｍ，深さ１００μｍ，ＢＶＨ数両面で２２８，４８０個のＦＣＢＧＡ１枚を下記条件で表面鍍金膜厚計算値４０μｍの鍍金処理を行なった。その結果，凹みのない完全に平滑にして空隙部のないダマシン鍍金がなされた。
鍍金浴組成
硫酸銅：２００ｇ／Ｌ
硫 酸：１００ｇ／Ｌ
塩 素： ５０ｐｐｍ
添加剤：市販鍍金剤Ａ（添付量はカタログ推奨値）
浴 温：２３℃
陰極電流密度：２Ａ／ｄｍ²
通 電 時 間 ： ９５分
【００３５】
【実施例４】
同様に厚さ０．８ｍｍ，大きさ４０８ｍｍ×５１０ｍｍ，ＢＶＨの直径６０μｍ，深さ４０μｍ，ＢＶＨ数両面で５０，０００個の銅張り積層板１８枚を実施例３と同一条件で表面鍍金膜厚計算値４０μｍの鍍金処理を行なった。その結果，クロスセクション評価によって表面の完全な平滑性と空隙部のないダマシン鍍金がなされた。
【００３６】
【実施例５】
無電解銅鍍金処理を施した厚さ０．８ｍｍ，大きさ１２５ｍｍ×１５５ｍｍの銅張り積層板１枚の片面に直径２００μｍ，深さ１４０μｍのＢＶＨを約５００個加工して，図２の鍍金装置を用いて下記条件で表面鍍金膜厚計算値２５μｍの鍍金処理を行なった。その結果，同じくクロスセクション評価によって表面の完全な平滑性と空隙部のないダマシン鍍金がなされた。
鍍金浴組成
硫酸銅：２００ｇ／Ｌ
硫 酸：１００ｇ／Ｌ
塩 素： ５０ｐｐｍ
添加剤：ゼラチン １０ｐｐｍ
浴 温：２５℃
陰極電流密度：２Ａ／ｄｍ²
通 電 時 間 ：６３分
【００３７】
【実施例６】
図１の陽極バスケットに代えて陽極を網陽極とした類似の鍍金装置に，市販の半導体用金鍍金液を用いて，ＢＶＨの直径３０，４０，５０μｍ，深さはいずれも４０μｍ，ＢＶＨ数数百個のＧａ−Ａｓウエハーに，浴温６５℃，Ｄｋ０．５Ａ，通電時間６０分の条件で鍍金処理を行なった。その結果，ＢＶＨは同心円状にそれぞれ８６μｍ，１０６μｍ，１１６μｍの円形に鍍金レジスト皮膜が除去され，その断面はＴ字状をなすものであった。このＴ字状の部分を金属顕微鏡で拡大して寸法を測定したところ，いずれのＢＶＨも全て完全に充填されており，その中心を垂直に測定したところ，それぞれ４６μｍ，４８μｍ，４２μｍであり，ウエハー表面をそれぞれ６μｍ，８μｍ，２μｍ超えたものであった。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は以上のとおりに構成したから，請求項１に記載の発明は，鍍金槽に浸漬してブラインド微孔をなすＢＶＨ内に鍍金液が浸入した被鍍金平板の表面に鍍金液流による微細波動を付与することによってＢＶＨ内の鍍金液を反転循環するごとくに揺動交替し，ＢＶＨ内の金属イオン濃度を鍍金層の鍍金液における設定濃度と同等に維持し，ＢＶＨ内に充填用の金属イオンを継続的且つ充分に供給して，ＢＶＨ内の金属析出による充填を確実に行うことによって，ダマシン鍍金を可及的簡易且つスピーディになし得るようにしたダマシン鍍金方法を提供することができる。
【００３９】
請求項２に記載の発明は，上記微細波動をダマシン鍍金に好適にして簡易且つ確実に形成し得る鍍金方法とすることができる。
【００４０】
請求項３及び４に記載の発明は，上記勾玉状連続波による微細波動を確実に形成して上記ダマシン鍍金方法に好適に使用してＢＶＨ鍍金充填を簡易且つ確実になし得る鍍金装置を提供することができる。
【００４１】
請求項５に記載の発明は，上記吐出方向制御板の偏向角度を被鍍金平板や鍍金条件に応じて選択可能とするとともにその偏向角度の設定を可及的容易になし得るようにした鍍金装置とすることができる。
【００４２】
請求項６に記載の発明は，吐出鍍金液が被鍍金平板で反射することによる流速減衰を防止し得る鍍金装置とすることができる。
【００４３】
請求項７に記載の発明は，鍍金液が鍍金槽の壁面に衝接することによって鍍金槽外に溢流や飛散するのを防止するとともに鍍金液の流れを整流して鍍金への影響を防止し得る鍍金装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダマシン鍍金装置の平面図である。
【図２】他の例に係るダマシン鍍金装置の平面図である。
【符号の説明】
Ａ ダマシン鍍金装置
１ 鍍金槽
２ 被鍍金平板
３ 陽極
４ 鍍金液吐出管
４´ 吐出方向制御板
５ 鍍金液吸引管
６ 液吐出部
７ 整流板
７´ 屈曲部

Claims (7)

1. 鍍金浴を建浴した鍍金槽における陽極バスケットを２列配置した陽極列間中間位置，網陽極を配置した該網陽極片側位置等の陽極近傍に微細多数のＢＶＨを単独又はスルーホールと混在して具備した被鍍金平板を縣吊配置し，該被鍍金平板に微細波動を付与し該微細波動によって被鍍金平板のＢＶＨ内鍍金液を揺動交替しつつ鍍金を施すことを特徴とするダマシン鍍金方法。
2. 上記鍍金液流による微細波動の付与を，被鍍金平板に偏向角度で供給する吐出鍍金液により被鍍金平板の表面と高速層流間の微小空間に形成される微小無数の渦流群と上記吐出鍍金液の偏向流とを複合加速することによって勾玉状連続波を被鍍金平板表面に形成して行なうことを特徴とする請求項１に記載のダマシン鍍金方法。
3. 鍍金浴を建浴した鍍金槽における陽極バスケットを２列配置した陽極列間中間位置に微細多数のＢＶＨを単独又はスルーホールと混在して具備した被鍍金平板を縣吊配置して該被鍍金平板を鍍金する鍍金装置において，各陽極列の陽極バスケットの中間背後に鍍金液吐出管を配置するとともに該鍍金液吐出管から高速吐出する鍍金液を該陽極バスケットに非接触状態で被鍍金平板に誘導する吐出方向制御体を配置し且つ該制御体による吐出方向を一定角に偏向してなることを特徴とするダマシン鍍金用の鍍金装置。
4. 鍍金浴を建浴した鍍金槽における網陽極片側位置に微細多数のＢＶＨを具備した被鍍金平板を縣吊配置して該被鍍金平板を鍍金する鍍金装置において，網陽極の背後に鍍金液吐出管を配置するとともに該鍍金液吐出管から高速吐出する鍍金液を該網陽極を通過して被鍍金平板側に誘導する吐出方向制御体を配置し且つ該制御体による吐出方向を一定角に偏向してなることを特徴とするダマシン鍍金用の鍍金装置。
5. 上記鍍金液吐出管を鍍金液配管に又は上記吐出方向制御体を鍍金液吐出管に着脱自在とするとともに該鍍金液吐出管又は吐出方向制御体を偏向角の異なる液吐出部を有するように複数具備することによってこれらを相互に互換選択的に着脱自在としてなることを特徴とする請求項３又は４に記載のダマシン鍍金用の鍍金装置。
6. 上記鍍金液吐出管と千鳥配置となるように該鍍金液吐出管間の近傍背面に平行界面流速抵抗をなす被鍍金平板の反射流を吸引する鍍金液吸引管を配置してなることを特徴とする請求項３，４又は５に記載のダマシン鍍金用の鍍金装置。
7. 上記鍍金液吐出管又は鍍金液吸引管の背面に上記鍍金槽内壁面への鍍金液衝接を防止し該鍍金液の流れを整流する整流壁を配置してなることを特徴とする請求項３，４，５又は６に記載のダマシン鍍金用の鍍金装置。

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