JP3492449B2 - めっき方法およびめっき装置 - Google Patents
めっき方法およびめっき装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、無電解めっき、電気め
っき等の湿式めっき方法および装置に関する。特にウエ
ハー等の平板状の被めっき物に低析出効率のアモルファ
スあるいは微結晶軟磁性薄膜めっきを行う際にめっき副
反応として発生する水素ガスを効果的に除去することで
めっき膜の欠陥を大幅に減少することができるめっき方
法および装置に関する。さらに微細部分の均一電着性を
向上することも可能である。
っき等の湿式めっき方法および装置に関する。特にウエ
ハー等の平板状の被めっき物に低析出効率のアモルファ
スあるいは微結晶軟磁性薄膜めっきを行う際にめっき副
反応として発生する水素ガスを効果的に除去することで
めっき膜の欠陥を大幅に減少することができるめっき方
法および装置に関する。さらに微細部分の均一電着性を
向上することも可能である。
【０００２】
【従来の技術】低析出効率のめっきを行う際にはめっき
副反応として発生する水素ガスが大きな問題であった。
めっき表面に付着した気泡はピンホールの原因になるの
は勿論、その周囲領域も異常めっきとなってしまう。
副反応として発生する水素ガスが大きな問題であった。
めっき表面に付着した気泡はピンホールの原因になるの
は勿論、その周囲領域も異常めっきとなってしまう。
【０００３】一般的には撹拌により、気泡を除去するこ
とが行われている。すなわち機械的撹拌やエアー撹拌で
ある。通常の重力下でめっきを行った場合には浮力によ
る気泡の除去効果も重要である。撹拌等に加えて浮力に
より気泡はめっき表面から脱離する。さらにめっき表面
から脱離した気泡は浮力によりめっき表面からすみやか
に遠ざかり最終的にはめっき液から大気中へ出ていく。
しかしめっき表面から脱離した気泡が、より上部にある
別の部分のめっき表面に影響を及ぼすことも珍しくな
い。時には気泡の浮上方向に外観上、すじが生じてしま
う。ウエハー等の平板状被めっき物の場合にはめっき表
面から脱離した気泡が別の部分のめっき表面に影響を及
ぼすことが無いようにめっき槽の底部面に平行に被めっ
き面を上に配置されることが好ましい。このような配置
では全ての被めっき面から脱離した気泡は他の被めっき
面に影響を及ぼすことはない。また浮力の作用ベクトル
方向が被めっき面平面に対して垂直であることから浮力
の全てが気泡を被めっき面から離す力となる点からも有
利である。水素を主成分とする気泡に働く浮力は原理的
にはめっき液の比重により変化するが、浮力をより大き
くするためにめっき液組成を変化させることは困難であ
る。
とが行われている。すなわち機械的撹拌やエアー撹拌で
ある。通常の重力下でめっきを行った場合には浮力によ
る気泡の除去効果も重要である。撹拌等に加えて浮力に
より気泡はめっき表面から脱離する。さらにめっき表面
から脱離した気泡は浮力によりめっき表面からすみやか
に遠ざかり最終的にはめっき液から大気中へ出ていく。
しかしめっき表面から脱離した気泡が、より上部にある
別の部分のめっき表面に影響を及ぼすことも珍しくな
い。時には気泡の浮上方向に外観上、すじが生じてしま
う。ウエハー等の平板状被めっき物の場合にはめっき表
面から脱離した気泡が別の部分のめっき表面に影響を及
ぼすことが無いようにめっき槽の底部面に平行に被めっ
き面を上に配置されることが好ましい。このような配置
では全ての被めっき面から脱離した気泡は他の被めっき
面に影響を及ぼすことはない。また浮力の作用ベクトル
方向が被めっき面平面に対して垂直であることから浮力
の全てが気泡を被めっき面から離す力となる点からも有
利である。水素を主成分とする気泡に働く浮力は原理的
にはめっき液の比重により変化するが、浮力をより大き
くするためにめっき液組成を変化させることは困難であ
る。
【０００４】特公昭５１−４０８９号公報には被めっき
物をその中心軸を回転軸として１５０πcm／分から４０
００πcm／分の回転速度で回転し、無電解磁性めっき膜
を形成することが開示されている。基体を回転すること
により被めっき面とめっき浴界面間に剪断応力を発生さ
せ、この剪断応力により撹拌を行うことで水素ガスを微
細化すると共にこれを被めっき面から払拭して表面の平
滑なめっき層を形成できる製造方法である。 円筒状の
基体を円筒の中心軸を回転軸として回転することも記載
されている。しかし、あくまで被めっき物が円筒状の場
合であり、平板状基体の場合には平面の中心軸を回転軸
として回転することが明記されいる。実施例では外径２
０cm、内径２cmの円盤状基体を中心穴を回転軸に１５０
rpmで回転しながら成膜されている。半径８cmの基体面
で２４００πcm／分であるとされている。しかし、最内
周部分では線速度は３００πcm／分であり一方、最外周
部分では３０００πcm／分と１０倍の差が生じていた。
また、基体を被めっき面に垂直な基体中心軸を回転軸と
し回転させながら成膜する方法である。このような回転
運動で作用する遠心力でも気泡の除去は可能である。し
かし被めっき面に水平方向に作用する力のため、脱離し
た気泡が別の部分、すなわち回転外周部分のめっき表面
に影響を及ぼしてしまう。またいずれも剪断応力のみを
考慮しているために所望の回転速度は線速度で決定され
ている。
物をその中心軸を回転軸として１５０πcm／分から４０
００πcm／分の回転速度で回転し、無電解磁性めっき膜
を形成することが開示されている。基体を回転すること
により被めっき面とめっき浴界面間に剪断応力を発生さ
せ、この剪断応力により撹拌を行うことで水素ガスを微
細化すると共にこれを被めっき面から払拭して表面の平
滑なめっき層を形成できる製造方法である。 円筒状の
基体を円筒の中心軸を回転軸として回転することも記載
されている。しかし、あくまで被めっき物が円筒状の場
合であり、平板状基体の場合には平面の中心軸を回転軸
として回転することが明記されいる。実施例では外径２
０cm、内径２cmの円盤状基体を中心穴を回転軸に１５０
rpmで回転しながら成膜されている。半径８cmの基体面
で２４００πcm／分であるとされている。しかし、最内
周部分では線速度は３００πcm／分であり一方、最外周
部分では３０００πcm／分と１０倍の差が生じていた。
また、基体を被めっき面に垂直な基体中心軸を回転軸と
し回転させながら成膜する方法である。このような回転
運動で作用する遠心力でも気泡の除去は可能である。し
かし被めっき面に水平方向に作用する力のため、脱離し
た気泡が別の部分、すなわち回転外周部分のめっき表面
に影響を及ぼしてしまう。またいずれも剪断応力のみを
考慮しているために所望の回転速度は線速度で決定され
ている。
【０００５】日本ステンレス技報、１９８９年、Ｎｏ２
４、１３４ページには回転するドラムの表面を利用して
連続的に電解析出により金属箔を製造する装置が示され
ている。この場合には回転による遠心力作用方向はめっ
き膜平面に対し垂直である。
４、１３４ページには回転するドラムの表面を利用して
連続的に電解析出により金属箔を製造する装置が示され
ている。この場合には回転による遠心力作用方向はめっ
き膜平面に対し垂直である。
【０００６】しかし、回転による遠心力作用方向と浮力
作用方向とがちょうど逆であり、回転による遠心力が浮
力に打ち消されてしまう。このため気泡はめっき表面か
ら脱離しにくく他の部分のめっき表面上に影響を与えな
がら液面から大気中へと移動する。さらにドラムの外経
や回転数は生産される膜厚や組成には影響があるものの
回転運動で作用する遠心力や剪断力による気泡の除去は
全く考慮されていないことから特に記述はない。
作用方向とがちょうど逆であり、回転による遠心力が浮
力に打ち消されてしまう。このため気泡はめっき表面か
ら脱離しにくく他の部分のめっき表面上に影響を与えな
がら液面から大気中へと移動する。さらにドラムの外経
や回転数は生産される膜厚や組成には影響があるものの
回転運動で作用する遠心力や剪断力による気泡の除去は
全く考慮されていないことから特に記述はない。
【０００７】また特開平２ー７００９８号公報には無端
環状のめっき槽と、このめっき槽を形成する互いに対向
する一対の側壁のうちの一方に陽極を、反対側に被めっ
き物を配置することが開示されている。しかし被めっき
物は全く移動せず、撹拌は機械撹拌によるめっき液の流
れを利用していた。
環状のめっき槽と、このめっき槽を形成する互いに対向
する一対の側壁のうちの一方に陽極を、反対側に被めっ
き物を配置することが開示されている。しかし被めっき
物は全く移動せず、撹拌は機械撹拌によるめっき液の流
れを利用していた。
【０００８】このように、めっき副反応として発生する
水素気泡をめっき膜面からすみやかに除去し、かつ他の
部分のめっき面に影響を及ぼさないめっき方法は皆無で
あった。
水素気泡をめっき膜面からすみやかに除去し、かつ他の
部分のめっき面に影響を及ぼさないめっき方法は皆無で
あった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】以上のような事情をか
んがみ、本発明は、めっき副反応として発生する水素気
泡をめっき膜面からすみやかに除去し、かつ他の部分の
めっき面に影響を及ぼさないめっき方法および装置を提
供することを目的とする。
んがみ、本発明は、めっき副反応として発生する水素気
泡をめっき膜面からすみやかに除去し、かつ他の部分の
めっき面に影響を及ぼさないめっき方法および装置を提
供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】すなわち、上記課題は以
下の（１）〜（４）の本発明により達成される。
下の（１）〜（４）の本発明により達成される。
【００１１】（１）平板状被めっき基体を外径ｒ１×２
（ｍ）のほぼ円筒形の円筒形めっき治具側面に固定し、
該円筒形めっき治具と同じ中心軸を有する内径ｒ２×２
（ｍ）の円筒形のめっき槽を用い、該円筒形めっき治具
の中心軸がめっき浴の表面に対して垂直になるように該
めっき液に浸漬し、該中心軸を回転軸とした外周部の線
速度はｖ（ｍ／ｓ）であり、ａ＝ｖ２／ｒ１で表される
ａが５以上３５０未満となるように、ｂ＝ｖ／（ｒ２−
ｒ１）で表されるｂが２０以上３００未満であるよう
に、該円筒形めっき治具を回転させながら成膜を行うこ
とを特徴とするめっき方法。
（ｍ）のほぼ円筒形の円筒形めっき治具側面に固定し、
該円筒形めっき治具と同じ中心軸を有する内径ｒ２×２
（ｍ）の円筒形のめっき槽を用い、該円筒形めっき治具
の中心軸がめっき浴の表面に対して垂直になるように該
めっき液に浸漬し、該中心軸を回転軸とした外周部の線
速度はｖ（ｍ／ｓ）であり、ａ＝ｖ２／ｒ１で表される
ａが５以上３５０未満となるように、ｂ＝ｖ／（ｒ２−
ｒ１）で表されるｂが２０以上３００未満であるよう
に、該円筒形めっき治具を回転させながら成膜を行うこ
とを特徴とするめっき方法。
【００１２】（２）少なくともＮｉ，Ｆｅ，Ｃｏの１種
以上の金属イオンを主金属イオンとして含有し、かつ次
亜りん酸または亜燐酸を含有するめっき浴を用いること
を特徴とする上記（１）に記載のめっき方法。
以上の金属イオンを主金属イオンとして含有し、かつ次
亜りん酸または亜燐酸を含有するめっき浴を用いること
を特徴とする上記（１）に記載のめっき方法。
【００１３】（３）めっき槽と、めっき浴中に中心軸が
該めっき浴の表面に対して垂直となるように配置され、
かつ、平板状被めっき基体を側面に固定するためのほぼ
円筒形の円筒形めっき治具と、該円筒形めっき治具を上
記中心軸を回転軸として回転させる回転ユニットとを有
し、上記めっき槽は、中心軸が上記めっき治具の中心軸
と同一の中心軸を有する円筒形を有しており、上記回転
ユニットは、上記めっき治具の外径はｒ１×２（m）で
あり、上記めっき治具外周部の線速度はｖ（ｍ／ｓ）で
あり、ａ＝ｖ ２ ／ｒ１で表されるａが５以上３５０未満
であるように上記めっき治具を回転させることを特徴と
するめっき装置。
該めっき浴の表面に対して垂直となるように配置され、
かつ、平板状被めっき基体を側面に固定するためのほぼ
円筒形の円筒形めっき治具と、該円筒形めっき治具を上
記中心軸を回転軸として回転させる回転ユニットとを有
し、上記めっき槽は、中心軸が上記めっき治具の中心軸
と同一の中心軸を有する円筒形を有しており、上記回転
ユニットは、上記めっき治具の外径はｒ１×２（m）で
あり、上記めっき治具外周部の線速度はｖ（ｍ／ｓ）で
あり、ａ＝ｖ ２ ／ｒ１で表されるａが５以上３５０未満
であるように上記めっき治具を回転させることを特徴と
するめっき装置。
【００１４】（４）上記めっき槽の内径はｒ２×２
（m）であり、ｂ＝ｖ／（ｒ２−ｒ１）で表されるｂが
２０以上３００未満であるように上記めっき治具を回転
させることを特徴とする上記（３）に記載のめっき装
置。
（m）であり、ｂ＝ｖ／（ｒ２−ｒ１）で表されるｂが
２０以上３００未満であるように上記めっき治具を回転
させることを特徴とする上記（３）に記載のめっき装
置。
【００１５】
【００１６】
【００１７】ウエハー等の平板状被めっき基体は、ほぼ
円筒形の円筒形めっき治具側面に固定される。このめっ
き基体は、円筒形治具に直接に固定することもできる
し、基板ホルダーを介して固定することもできる。必要
に応じて基板ホルダーに永久磁石をとりつけ直流磁界中
で強磁性金属を成膜し誘導磁気異方性を付与することも
可能である。
円筒形の円筒形めっき治具側面に固定される。このめっ
き基体は、円筒形治具に直接に固定することもできる
し、基板ホルダーを介して固定することもできる。必要
に応じて基板ホルダーに永久磁石をとりつけ直流磁界中
で強磁性金属を成膜し誘導磁気異方性を付与することも
可能である。
【００１８】「ほぼ円筒状」とは平板状基体を固定する
ために、円筒形めっき治具の側面は、曲面でなく平面の
部分が形成されているためである。側面全体が平面で構
成されていて断面が円でなく正ｎ角形であり、ｎが大き
い場合、具体的にはｎ≧５の場合もこれに該当する。そ
して、この円筒形めっき治具は取り付けられためっき基
体の被めっき面と平行な該円筒形めっき治具の中心軸を
回転軸として回転運動を行う。回転運動は同方向に連続
回転、間欠回転、また反転回転を組み合わせて行うこと
も可能で、この回転は回転ユニットによって行われる。
ために、円筒形めっき治具の側面は、曲面でなく平面の
部分が形成されているためである。側面全体が平面で構
成されていて断面が円でなく正ｎ角形であり、ｎが大き
い場合、具体的にはｎ≧５の場合もこれに該当する。そ
して、この円筒形めっき治具は取り付けられためっき基
体の被めっき面と平行な該円筒形めっき治具の中心軸を
回転軸として回転運動を行う。回転運動は同方向に連続
回転、間欠回転、また反転回転を組み合わせて行うこと
も可能で、この回転は回転ユニットによって行われる。
【００１９】また、円筒形めっき治具の外径をｒ1×２
（m）（従って、ｒ1は円筒形めっき治具の外側円筒部の
半径を表す）、外周部の線速度をｖ（m／s）とした時に
ａ＝ｖ2／ｒ1で表されるａが５以上３５０未満、好まし
くは３５以上２００未満となるよう該めっき治具を回転
させる。前記範囲未満では作用する遠心力が弱く水素気
泡をめっき膜面からすみやかに除去できないためにめっ
き膜表面に欠陥が生じる。前記範囲以上では該円筒形め
っき治具近傍のめっき液面が大きく低下してしまい、空
気の巻き込み等が発生しめっき成膜が困難となる。な
お、本発明において円筒形治具の外径や外周部の線速度
は共に被めっき基体の中央部の位置および線速度を代表
するものである。
（m）（従って、ｒ1は円筒形めっき治具の外側円筒部の
半径を表す）、外周部の線速度をｖ（m／s）とした時に
ａ＝ｖ2／ｒ1で表されるａが５以上３５０未満、好まし
くは３５以上２００未満となるよう該めっき治具を回転
させる。前記範囲未満では作用する遠心力が弱く水素気
泡をめっき膜面からすみやかに除去できないためにめっ
き膜表面に欠陥が生じる。前記範囲以上では該円筒形め
っき治具近傍のめっき液面が大きく低下してしまい、空
気の巻き込み等が発生しめっき成膜が困難となる。な
お、本発明において円筒形治具の外径や外周部の線速度
は共に被めっき基体の中央部の位置および線速度を代表
するものである。
【００２０】上記円筒形めっき治具は同じ中心軸を有す
る円筒形めっき槽を用いて、この内部で回転させるのが
好ましい。円筒形めっき槽の内径をｒ2×２（m）（従っ
て、ｒ2は円筒形めっき槽の内側円筒部の半径を表す）
とした時にｂ＝ｖ／（ｒ2−ｒ1）で表されるｂが２０以
上３００未満、より好ましくは２５以上２５０未満であ
ることが望ましい。前記範囲未満では得られる剪断力が
不十分で微細部分の均一電着性が悪い。前記範囲以上で
はめっきに関与するめっき液の容量が小さく浴の変動が
大きい。
る円筒形めっき槽を用いて、この内部で回転させるのが
好ましい。円筒形めっき槽の内径をｒ2×２（m）（従っ
て、ｒ2は円筒形めっき槽の内側円筒部の半径を表す）
とした時にｂ＝ｖ／（ｒ2−ｒ1）で表されるｂが２０以
上３００未満、より好ましくは２５以上２５０未満であ
ることが望ましい。前記範囲未満では得られる剪断力が
不十分で微細部分の均一電着性が悪い。前記範囲以上で
はめっきに関与するめっき液の容量が小さく浴の変動が
大きい。
【００２１】また、無電解めっきの場合には必要ない
が、電解めっきの場合には円筒形めっき槽の内壁面に陽
極を設ける。この場合、円筒形めっき槽の中心軸を軸と
して回転対称に内壁面に設置することが好ましい。
が、電解めっきの場合には円筒形めっき槽の内壁面に陽
極を設ける。この場合、円筒形めっき槽の中心軸を軸と
して回転対称に内壁面に設置することが好ましい。
【００２２】本発明のめっき方法に用いられるめっき浴
は、少なくともＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏの１種以上の遷移金属
イオンを主金属イオンとして含有する機能性薄膜の電気
めっき浴であることが好ましい。さらにＣ、Ｓ、Ｐ、
Ｂ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｒｕ、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｍｎ、Ｉ
ｎ、Ｐｂ、Ｃｕ，Ｒｅ、Ｗ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｒｈ及びＰｔ
等から選択される１種以上のイオンまたは１種以上の元
素を含有するイオンを含有することは差しつけない。ま
たこれらのイオンを不純物として微量含有することも特
に支障は認められないので安価な試薬の使用によるコス
ト低減も可能である。同時に、析出効率は９０％未満の
電気めっき浴を用いることが好ましい。前記範囲以下で
は水素の発生が少なく本方法を使用する利点が少ない。
は、少なくともＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏの１種以上の遷移金属
イオンを主金属イオンとして含有する機能性薄膜の電気
めっき浴であることが好ましい。さらにＣ、Ｓ、Ｐ、
Ｂ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｒｕ、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｍｎ、Ｉ
ｎ、Ｐｂ、Ｃｕ，Ｒｅ、Ｗ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｒｈ及びＰｔ
等から選択される１種以上のイオンまたは１種以上の元
素を含有するイオンを含有することは差しつけない。ま
たこれらのイオンを不純物として微量含有することも特
に支障は認められないので安価な試薬の使用によるコス
ト低減も可能である。同時に、析出効率は９０％未満の
電気めっき浴を用いることが好ましい。前記範囲以下で
は水素の発生が少なく本方法を使用する利点が少ない。
【００２３】通常の安価なめっき、すなわち装飾用途等
では経済性向上のためより析出効率の高い浴が開発され
ているが、これらでは効果が少ない。これに対して析出
効率が９０％未満の電気めっき浴の代表的な浴が次亜り
ん酸または亜燐酸を含有するものであり、この浴を用い
て得られるめっき膜にリン合金系の遷移金属のアモルフ
ァス膜またはアモルファスライクな微結晶膜がある。一
般的には膜中にリンが５at％以上、好ましくは１０at％
以上含有されることでＸ線回折でブロードピークとな
り、アモルファスまたはアモルファスライクな微結晶膜
となり、特性向上たとえば磁気特性や耐食性が大幅に向
上し高機能めっき膜として知られている。
では経済性向上のためより析出効率の高い浴が開発され
ているが、これらでは効果が少ない。これに対して析出
効率が９０％未満の電気めっき浴の代表的な浴が次亜り
ん酸または亜燐酸を含有するものであり、この浴を用い
て得られるめっき膜にリン合金系の遷移金属のアモルフ
ァス膜またはアモルファスライクな微結晶膜がある。一
般的には膜中にリンが５at％以上、好ましくは１０at％
以上含有されることでＸ線回折でブロードピークとな
り、アモルファスまたはアモルファスライクな微結晶膜
となり、特性向上たとえば磁気特性や耐食性が大幅に向
上し高機能めっき膜として知られている。
【００２４】本発明のめっき方法を用いて得られる膜の
一例としてはＦｅ−Ｐ、Ｃｏ−Ｐ、Ｎｉ−Ｐ、（Ｃｏ−
１０at％Ｆｅ）−Ｐ、（Ｎｉ−２０at％Ｆｅ）−Ｐがあ
る。
一例としてはＦｅ−Ｐ、Ｃｏ−Ｐ、Ｎｉ−Ｐ、（Ｃｏ−
１０at％Ｆｅ）−Ｐ、（Ｎｉ−２０at％Ｆｅ）−Ｐがあ
る。
【００２５】本発明のめっき方法に用いる浴はｐＨ１．
０以上４．０未満で使用されことが好ましい。前記範囲
以下では水素発生があまりにも激しく欠陥防止効果が発
揮されてもなお、欠陥が出来てしまうこと、析出効率が
低く生産性が悪い。前記範囲以上では良好な所望の特性
が得られ難い。これは水素が膜に取り込まれることと関
連があるとされている。すなわち副反応で発生する水素
が結晶構造に大きな影響を及ぼしている。しかし、ここ
での水素とは気泡となり表面に付着している水素ではな
く、より微細な原子単位の水素である。すなわち水素発
生はアモルファス化促進のため必要であることから析出
効率が低い低ｐＨ浴を使用せざるを得ない。しかし気泡
となってしまった水素は速やかに除去することが、高特
性で欠陥の少ない高機能アモルファスめっき膜を得る重
要な課題であった。本めっき方法はこれを実現するもの
である。
０以上４．０未満で使用されことが好ましい。前記範囲
以下では水素発生があまりにも激しく欠陥防止効果が発
揮されてもなお、欠陥が出来てしまうこと、析出効率が
低く生産性が悪い。前記範囲以上では良好な所望の特性
が得られ難い。これは水素が膜に取り込まれることと関
連があるとされている。すなわち副反応で発生する水素
が結晶構造に大きな影響を及ぼしている。しかし、ここ
での水素とは気泡となり表面に付着している水素ではな
く、より微細な原子単位の水素である。すなわち水素発
生はアモルファス化促進のため必要であることから析出
効率が低い低ｐＨ浴を使用せざるを得ない。しかし気泡
となってしまった水素は速やかに除去することが、高特
性で欠陥の少ない高機能アモルファスめっき膜を得る重
要な課題であった。本めっき方法はこれを実現するもの
である。
【００２６】
【作用】基板表面は特定の線速度で回転しているので、
膜の析出過程で発生した水素ガスの気泡は、遠心力によ
って速やかに基板表面から離され、この水素ガスは上方
に逃がされてめっき浴の表面から除去されるので、膜面
に水素の気泡の跡がピットとして残ることを防止でき、
高品質の膜を作製することができる。
膜の析出過程で発生した水素ガスの気泡は、遠心力によ
って速やかに基板表面から離され、この水素ガスは上方
に逃がされてめっき浴の表面から除去されるので、膜面
に水素の気泡の跡がピットとして残ることを防止でき、
高品質の膜を作製することができる。
【００２７】また、基板は円筒形めっき治具の側面に配
置されているので、基板の表面に働く遠心力は基板面内
においてほほ等しく、めっき浴と基板が接する条件は同
一基板面内でほぼ等しいので、同一基板面内における膜
厚のばらつきを抑え、均一な膜を得ることができる。さ
らに、円筒形めっき治具側面の基板を固定する位置には
等価な位置が複数箇所あるので、複数の基板を配置する
ことができ、この場合に、各基板間のめっき条件を等し
くすることができるので膜厚等の基板間のばらつきを抑
えることができることも自明である。
置されているので、基板の表面に働く遠心力は基板面内
においてほほ等しく、めっき浴と基板が接する条件は同
一基板面内でほぼ等しいので、同一基板面内における膜
厚のばらつきを抑え、均一な膜を得ることができる。さ
らに、円筒形めっき治具側面の基板を固定する位置には
等価な位置が複数箇所あるので、複数の基板を配置する
ことができ、この場合に、各基板間のめっき条件を等し
くすることができるので膜厚等の基板間のばらつきを抑
えることができることも自明である。
【００２８】また、析出効率が低い低ｐＨ浴を本発明の
めっき装置で用いると、適度の水素が膜中に取り込まれ
ると同時にめっき膜表面で気泡となってしまった水素は
速やかに除去されるので、高特性で欠陥の少ない高機能
アモルファスめっき膜を得ることができる。
めっき装置で用いると、適度の水素が膜中に取り込まれ
ると同時にめっき膜表面で気泡となってしまった水素は
速やかに除去されるので、高特性で欠陥の少ない高機能
アモルファスめっき膜を得ることができる。
【００２９】
【実施例】以下、図１および図２を用いて、実施例を詳
細に説明する。
細に説明する。
【００３０】実施例および比較例
コーニング社製の直径約３．１cmの平板のガラス基板
（製品番号７０５９）に下地膜としてパーマロイを１０
０nmスパッタ法で成膜した。この基板上にフォトレジス
トで高さ５μm、幅３０μmのラインアンドスペースのパ
ターンを形成しウェハー基板を作製した。このウェハー
基板１２枚を被めっき基体１３として、半径６cm、高さ
１５cmの円筒形めっき治具１５の側面に、図２に示すよ
うに対称的に固定した。この円筒形治具を半径８cmの円
筒形めっき槽１１中に設置した。なお、円筒形めっき治
具１５は、中心軸１６を回転軸として回転させることが
できるようにその上方の回転ユニット１４に固定されて
いる。円筒形めっき槽の内壁にはメッシュ状のチタン白
金合金を全面に固定し陽極１２としている。また同様の
構造の半径１０cm、１３cmの円筒形めっき治具、内径７
cm、１０cm、１１cm、１２cm、１５cm、２０cmの円筒形
めっき槽を用いた。円筒形治具を４５から４５０rpmで
回転させながら成膜を行った。膜厚はほぼ３μmとなる
ようにした。用いためっき浴２１の組成と成膜条件は次
のように設定した。
（製品番号７０５９）に下地膜としてパーマロイを１０
０nmスパッタ法で成膜した。この基板上にフォトレジス
トで高さ５μm、幅３０μmのラインアンドスペースのパ
ターンを形成しウェハー基板を作製した。このウェハー
基板１２枚を被めっき基体１３として、半径６cm、高さ
１５cmの円筒形めっき治具１５の側面に、図２に示すよ
うに対称的に固定した。この円筒形治具を半径８cmの円
筒形めっき槽１１中に設置した。なお、円筒形めっき治
具１５は、中心軸１６を回転軸として回転させることが
できるようにその上方の回転ユニット１４に固定されて
いる。円筒形めっき槽の内壁にはメッシュ状のチタン白
金合金を全面に固定し陽極１２としている。また同様の
構造の半径１０cm、１３cmの円筒形めっき治具、内径７
cm、１０cm、１１cm、１２cm、１５cm、２０cmの円筒形
めっき槽を用いた。円筒形治具を４５から４５０rpmで
回転させながら成膜を行った。膜厚はほぼ３μmとなる
ようにした。用いためっき浴２１の組成と成膜条件は次
のように設定した。
【００３１】 浴組成（１リットル当り）
スルファミンコバルト ０．３０〜１．５モル
スルファミン鉄 ０．０３〜０．１５モル
亜燐酸ナトリウム ０．０５〜１．０モル
スルファミン酸アンモニウム ５〜１００ｇ
Ｌ−アスコルビン酸 ２ｇ
成膜条件
浴温 ４０℃
ｐＨ １．９〜３．５
電流密度 １〜２Ａ／ｄｍ２
また別途、比較例５として同様の前工程を行った直径約
３．１ｃｍのガラスウェハー基板１枚を被めっき基体と
して基板ホルダーに固定して、基板ホルダーごとめっき
浴中に浸漬して、円形の被めっき基体平面の中心を通る
垂線を回転軸として回転させながらめっき成膜を行っ
た。すなわち、半径８ｃｍの基板ホルダー中央にウェハ
ーを固定し、３００ｒｐｍで回転しながら電流密度１Ａ
／ｄｍ２、めっき浴は前記実施例と同様である。膜厚は
ほぼ３μｍとなるようにした。このようにして得られた
試料の磁気特性として保磁力（Ｈｃ）を振動試料型磁力
計で測定した。また表面欠陥は５００倍の光学顕微鏡で
１平方ｍｍ中のピットの個数を目視で計測した。別途、
レジストを剥離し形成されているラインアンドスペース
パターン部分のめっきラインの１つを直角方向に接触式
表面粗さ計でプロファイル測定した。この最高膜厚と最
低膜厚の比を均一性とした。均一性１００％は最高膜厚
と最低膜厚とが完全に同じであり、均一性５０％は最高
膜厚が最低膜厚の２倍であることを示している。また析
出効率は電折時間、電流密度、めっき面積から計算され
る膜厚と蛍光Ｘ線分析による実測膜厚より計算した。
３．１ｃｍのガラスウェハー基板１枚を被めっき基体と
して基板ホルダーに固定して、基板ホルダーごとめっき
浴中に浸漬して、円形の被めっき基体平面の中心を通る
垂線を回転軸として回転させながらめっき成膜を行っ
た。すなわち、半径８ｃｍの基板ホルダー中央にウェハ
ーを固定し、３００ｒｐｍで回転しながら電流密度１Ａ
／ｄｍ２、めっき浴は前記実施例と同様である。膜厚は
ほぼ３μｍとなるようにした。このようにして得られた
試料の磁気特性として保磁力（Ｈｃ）を振動試料型磁力
計で測定した。また表面欠陥は５００倍の光学顕微鏡で
１平方ｍｍ中のピットの個数を目視で計測した。別途、
レジストを剥離し形成されているラインアンドスペース
パターン部分のめっきラインの１つを直角方向に接触式
表面粗さ計でプロファイル測定した。この最高膜厚と最
低膜厚の比を均一性とした。均一性１００％は最高膜厚
と最低膜厚とが完全に同じであり、均一性５０％は最高
膜厚が最低膜厚の２倍であることを示している。また析
出効率は電折時間、電流密度、めっき面積から計算され
る膜厚と蛍光Ｘ線分析による実測膜厚より計算した。
【００３２】これらの結果を表１に示す。
【００３３】なお、比較例試料はウエハー内でのばらつ
きが大きくウエハー中心部では欠陥が多く均一性も悪か
った。このためウエハー中心部で均一性、欠陥個数を計
測した。
きが大きくウエハー中心部では欠陥が多く均一性も悪か
った。このためウエハー中心部で均一性、欠陥個数を計
測した。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【効果】膜の析出過程で発生した水素ガスの気泡を速や
かに基板表面から除去できるので、欠陥が少ない膜を得
ることができる。
かに基板表面から除去できるので、欠陥が少ない膜を得
ることができる。
【００３６】さらに、めっき液と基板が接する条件は同
一基板面内でほぼ等しいので、同一基板面内における膜
厚のばらつきの小さい、均一な膜を得ることができる。
一基板面内でほぼ等しいので、同一基板面内における膜
厚のばらつきの小さい、均一な膜を得ることができる。
【００３７】また、Ｃｏ、Ｆｅ等の強磁性金属のイオン
を含んだ低ｐＨのめっき浴を用いた電気めっきにより欠
陥が少なく膜厚が均一で、かつ軟磁気特性の優れた磁性
めっき膜を得ることができる。
を含んだ低ｐＨのめっき浴を用いた電気めっきにより欠
陥が少なく膜厚が均一で、かつ軟磁気特性の優れた磁性
めっき膜を得ることができる。
【第１図】本発明のめっき装置の一実施例を表す断面図
である。
である。
【第２図】実施例のめっき装置を上方からみた状態を示
す平面図である。
す平面図である。
１１ 円筒形めっき槽
１２ 陽極
１３ 被めっき基体（ウエハー）
１４ 回転ユニット
１５ 円筒形めっき治具
１６ 中心軸
２１ めっき浴
Claims (4)
- 【請求項１】平板状被めっき基体を外径ｒ１×２（ｍ）
のほぼ円筒形の円筒形めっき治具側面に固定し、 前記円筒形めっき治具と同じ中心軸を有する内径ｒ２×
２（ｍ）の円筒形のめっき槽を用い、 該円筒形めっき治具の中心軸がめっき浴の表面に対して
垂直になるように該めっき液に浸漬し、 該中心軸を回転軸とした外周部の線速度がｖ（ｍ／ｓ）
であり、 ａ＝ｖ２／ｒ１で表されるａが５以上３５０未満となる
ように、 ｂ＝ｖ／（ｒ２−ｒ１）で表されるｂが２０以上３００
未満であるように、 該円筒形めっき治具を回転させながら成膜を行う、 ことを特徴とするめっき方法。 - 【請求項２】少なくともＮｉ，Ｆｅ，Ｃｏの１種以上の
金属イオンを主金属イオンとして含有し、かつ次亜りん
酸または亜燐酸を含有するめっき浴を用いることを特徴
とする請求項１に記載のめっき方法。 - 【請求項３】めっき槽と、めっき浴中に中心軸が該めっ
き浴の表面に対して垂直となるように配置され、 かつ、平板状被めっき基体を側面に固定するためのほぼ
円筒形の円筒形めっき治具と、該円筒形めっき治具を前
記中心軸を回転軸として回転させる回転ユニットとを有
し、 前記めっき槽は、中心軸が前記めっき治具の中心軸と同
一の中心軸を有する円筒形を有しており、 前記回転ユニットの、前記めっき治具の外径はｒ１×２
（m）であり、前記めっき治具外周部の線速度はｖ（ｍ
／ｓ）であり、ａ＝ｖ２／ｒ１で表されるａが５以上３
５０未満であるように前記めっき治具を回転させること
を特徴とするめっき装置。 - 【請求項４】前記めっき槽の内径はｒ２×２（m）であ
り、ｂ＝ｖ／（ｒ２−ｒ１）で表されるｂが２０以上３
００未満であるように、前記めっき治具を回転させるこ
とを特徴とする請求項３に記載のめっき装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19289995A JP3492449B2 (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | めっき方法およびめっき装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19289995A JP3492449B2 (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | めっき方法およびめっき装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0941198A JPH0941198A (ja) | 1997-02-10 |
| JP3492449B2 true JP3492449B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=16298837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19289995A Expired - Fee Related JP3492449B2 (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | めっき方法およびめっき装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3492449B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090050588A (ko) * | 2007-11-16 | 2009-05-20 | 삼성전기주식회사 | 원형 도금조 |
-
1995
- 1995-07-28 JP JP19289995A patent/JP3492449B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0941198A (ja) | 1997-02-10 |
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