JP2010070779A - 脱泡装置、気泡除去方法、めっき方法、および微少金属構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】微細な開口部３Ａを有する基板１の開口部３Ａの気泡を十分に除去することのできる脱泡装置１０等を提供する。
【解決手段】開口部３Ａを有するめっきマスク膜３Ｂによりパターニングされた基板１を浸漬する処理溶液２１を蓄える溶液槽２４と、前記溶液槽２４に浸漬された前記基板１の表面に対し前記処理溶液２１を吹き付けるシャワーヘッド群１３Ｂと、前記シャワーヘッド群１３Ｂと前記基板１とを相対的に移動するシャワーヘッド移動部１４と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、フォトレジストなどを用いて形成した微細なレジストパターンの開口部内へ湿式処理を行うときに、開口部内に付着する気泡を除去するための脱泡装置、および前記脱泡装置を用いた気泡除去方法、および前記気泡除去方法を用いるめっき方法、および前記めっき方法により形成された微少金属構造体に関する。

電子機器の小型化および高機能化により、実装配線板に微細な金属構造体を形成する方法が求められている。そのなかでも、極めて小面積であるミクロンオーダーの微細金属構造体を、基板上に形成する方法が求められる場合がある。

電気めっき法は、所定の開口部を有するめっきマスク膜を用いることにより、開口部内部にのみ金属構造体を形成することができるため、微細金属構造体を、基板上に形成する方法として広く使用されている。

めっきマスク膜はスクリーン印刷等により形成されたり、フォトレジストにより形成されたりする。フォトレジストによりマスク膜を形成するときは、フォトリソグラフィ法により開口部のパターンが形成可能であるため、極めて高精度に開口部を形成することができる。このように、めっきマスク膜の材料としては、有機樹脂が用いられることが多い。しかし、有機樹脂は一般的に疎水性であるため、めっき液中に浸漬しても開口部には、めっき液が侵入できないで気泡が残ってしまうことがある。開口部に気泡が付着していると、その開口部にはめっき成膜、すなわち、微細な金属構造体を形成することができない。このため、めっき成膜開始前に、開口部に付着した気泡を除去する必要がある。

しかし、開口部に付着した気泡の除去は容易ではなく、また、パターンが微細になればなるほど、さらに開口部の深さと幅の比であるアスペクト比が高くなればなるほど困難であった。

特開２０００―１８３０１１号公報には基板を水洗するときに、基板を上下方向に揺動しながらシャワー水洗する方法が開示されている。

また、特開２００４−２８１４４４号公報には、気泡を除去するために、ワークの平面と垂直方向に振動を発生する振動装置を配設したプリント基板のスルホールめっき装置が開示されている。
特開２０００―１８３０１１号公報 特開２００４−２８１４４４号公報

特開２０００―１８３０１１号公報に開示されたシャワー水洗方法、および特開２００４−２８１４４４号公報に開示された振動装置を用いた脱泡方法では、微細な開口部を有するパターン基板の開口部の気泡を十分に除去することは困難であった。

本発明は、微細な開口部を有するパターン基板の開口部の気泡を十分に除去することのできる脱泡装置、および微細な開口部を有するパターン基板の開口部の気泡を十分に除去することのできる前記脱泡装置を用いた気泡除去方法、および微細な開口部を有するパターン基板の開口部の気泡を十分に除去することのできる前記脱泡装置を用いた前記気泡除去方法を用いるめっき方法、および微細な開口部を有するパターン基板の開口部の気泡を十分に除去することのできる前記脱泡装置を用いた前記気泡除去方法を用いる前記めっき方法により形成された歩留まりの高い微少金属構造体を提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明の脱泡装置は、開口部を有するマスク膜によりパターニングされたパターン基板を浸漬する処理溶液を蓄える溶液槽と、前記溶液槽に浸漬された前記パターン基板の表面に対し前記処理溶液を吹き付ける吹き付け部と、前記吹き付け部と前記パターン基板とを相対的に移動する移動部と、を有する。

また、本発明の気泡除去処理方法は前記脱泡装置を用いる。

また、本発明のめっき方法は前記気泡除去処理方法を用いる。

さらに、本発明の微細構造体は前記めっき方法により形成される。

本発明は、微細な開口部を有するパターン基板の開口部の気泡を十分に除去することのできる脱泡装置、および微細な開口部を有するパターン基板の開口部の気泡を十分に除去することのできる前記脱泡装置を用いた気泡除去方法、および微細な開口部を有するパターン基板の開口部の気泡を十分に除去することのできる前記脱泡装置を用いた前記気泡除去方法を用いるめっき方法、および微細な開口部を有するパターン基板の開口部の気泡を十分に除去することのできる前記脱泡装置を用いた前記気泡除去方法を用いる前記めっき方法により形成された歩留まりの高い微少金属構造体を提供するものである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の脱泡装置、気泡除去方法、めっき方法および微少金属構造体（以下、「脱泡装置」等という。）について説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本実施の形態の脱泡装置１０の構成を説明するための斜視図であり、図２は本実施の形態の脱泡装置１０の構成を説明するための構成図であり、図３は本実施の形態の脱泡装置１０のシャワーヘッドパイプを説明するための斜視図である。

図１に示すように、脱泡装置１０は、パターン基板である基板１が固定された治具８が浸漬される処理溶液２１が蓄えられている溶液槽２４と、パターン基板１に処理溶液２１を吹き付ける吹き付け部であるシャワーヘッド群１３Ｂが配設されたシャワーヘッドパイプ１３と、シャワーヘッドパイプ１３を上下に移動する吹き付け部移動部であるシャワーヘッド移動部１４と、パターン基板１が固定された治具８に衝撃を加える衝撃付与部である治具殴打部１５とを有する。

めっきマスク膜３Ｂによりパターニングされた基板（以下、「パターン基板」ともいう。）１、すなわち、は後述するように、金属導電膜である下地膜２上に部分的に開口部３Ａを有するめっきマスク膜３Ｂが形成されている。なお、以下では、支持体そのもの、または、支持体に配線等が形成されたものを、基板と呼ぶこともある。

処理溶液２１としては、被めっき部分を清浄化する、言い換えれば、異物や酸化膜を除去する洗浄液である、水または各種前処理液を用いることができる。特に、脱泡効果をあげるためには、ぬれ性を向上させる洗浄液を用いることが望ましく、脱脂剤や界面活性剤を含む溶液を用いることが好ましい脱脂剤としては、アルカリ性の水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）溶液等を好ましく用いることができる。

界面活性剤を含んだ処理溶液２１は、バブリング攪拌のように気泡を攪拌に用いるときや、機械攪拌では泡が形成してしまい用いることが容易ではないが、本実施の形態の脱泡装置１０では容易に用いることができる。界面活性剤としては、ドデシル硫酸ナトリウムや、ポリエチレングリコールなどがあげられ、これらを、水もしくは処理溶液２１に添加することで、気泡の除去がより効果的となる。また、処理溶液２１としては、水溶液だけでなくアルコール等の非水溶液を用いることもできる。

本実施の形態の脱泡装置１０では、処理溶液２１として、洗浄液である酸化テトラメチルアンモニウム２２％溶液を、さらに純水で８倍に希釈した溶液を用いた。

次に、図２に示すように、本実施の形態の脱泡装置１０のシャワーヘッドパイプ１３には、処理溶液２１を複数のシャワーヘッド１３Ａからなるシャワーヘッド群１３Ｂから吹き付けるために、ポンプ２７が接続されている。処理溶液２１は、溶液槽２４の底部からバルブ２４Ｃを介してポンプ２７に送液され、さらにフィルタ２６および流量計２５を介して、シャワーヘッド群１３Ｂから基板１の基板面に略垂直に吹き付けられる。

ここで、図３に示すようにシャワーヘッドパイプ１３には、複数の吹き付け部であるシャワーヘッド１３Ａが一列に配列してシャワーヘッド群１３Ｂを構成している。すなわち、吹き付け部は処理溶液２１が基板１の表面に略垂直方向に吹き付けられればよいが、そのときに流速を早くし、処理溶液２１の吐出の方向を制御するために、脱泡装置１０では微細な穴があいたシャワーヘッド１３Ａを用いている。シャワーヘッド１３Ａの穴の直径は、全体の処理溶液２１の循環量および、穴の数によって決定されるが、たとえば、０．５〜２ｍｍがあげられる。シャワーヘッド群１３Ｂのシャワーヘッド１３Ａの数は、基板１の大きさ、および、シャワーヘッド１３Ａの穴の大きさおよび全体の処理溶液２１の循環量によって適宜決定されるが、たとえば１０〜２００個があげられる。シャワーヘッド１３Ａの数は基板１の大きさ、すなわち吹き付ける面積によって変わってくるが、たとえばシャワーヘッド１３Ａの穴の大きさが、０．５〜２ｍｍならば、１〜５ｍｍ程度の間隔とすればよい。

シャワーヘッドの穴からの流量は適宜設定されるが、１〜５０Ｌ（リットル）／分が好ましく、２〜２０Ｌ／分がより好ましい。この場合の、基板１表面での処理溶液２１の流速は、たとえば、それぞれ、１〜５０ｍ／分、３〜２０ｍ／分、であると推定される。流量、すなわち、流速が前記範囲未満では脱泡効果が不十分の場合があり、前記範囲を超えると、基板１が損傷することがある。

ここで、図４は、一列に配列したシャワーヘッドによる処理溶液の流れを説明するための図である。図４に示すように、シャワーヘッドパイプ１３は、複数の吹き付け部であるシャワーヘッド１３Ａが一列に配列してシャワーヘッド群１３Ｂを構成しているため、シャワーヘッド１３Ａから基板１に略垂直方向Ｓ１に吹き付けられた処理溶液が、方向Ｓ１と直交する２方向（Ｓ２、Ｓ３）以上に流れていくため、より気泡の除去効果が高い。

また、脱泡装置１０は、シャワーヘッド群１３Ｂを上下に移動する吹き付け部移動部であるシャワーヘッド移動部１４を有する。シャワーヘッド群１３Ｂを移動させながら処理溶液２１を処理溶液２１中で吹き付けることで、基板１の全面に対して付着している気泡を除去することができる。

また、シャワーヘッド移動部１４は上下に往復運動するため、シャワーヘッド１３Ａが、基板１の表面の同一部に対し処理溶液２１を複数回、吹き付ける。このため、脱泡装置１０では、１回の吹き付けでは除去できなかった気泡も除去することができる。

吹き付け回数は、シャワーヘッド１３Ａの移動速度と処理時間とにより決定されるが、５〜５００回程度が好ましい。また、処理時間は１０〜３００秒が好ましく、シャワーヘッド１３Ａの移動速度、すなわち、１回の往復に要する時間は、０．１〜５回／秒が好ましく、０．５〜２回／秒がより好ましい。移動速度が前記範囲未満では処理時間に基板１の全面の脱泡が完了しない場合があり、前記範囲を超えても効果改善は見られず、処理溶液２１が溶液槽２４の外に飛び散ったり、処理溶液２１として発泡性界面活性剤溶液を用いている場合には発泡したり、さらには、シャワーヘッド移動部１４からの発塵が発生し易くなったりする。

そして、脱泡装置１０では、シャワーヘッド移動部１４が往復運動するために、基板１の表面の同一部に対し処理溶液２１を長時間吹き付けるのではなく、短時間の吹き付けを複数回行うため、より気泡を除去することができる。

また、本実施の形態の脱泡装置１０のシャワーヘッド移動部１４はシャワーヘッド群１３Ｂを上下に移動するが、左右に移動するシャワーヘッド移動部であってもよい。

脱泡装置１０は、さらに、基板１が固定された治具８を殴打する殴打部である治具殴打部１５を有する。すなわち、脱泡を促進するために、基板１に振動を付与することが効果的であり、シャワー処理だけではとれなかった気泡をとることができる。振動を付与する場合には、基板１を直接、または、基板１を固定している治具８、または治具８が固定されている部材に、振動を与えてやればよい。そして、気泡を除去するには、振動のなかでも特に急激な加速度変化が付与できる殴打が有効である。基板１に振動を与える頻度は、適宜設定すればよいが、一般的にはシャワーヘッド１３Ａの往復回数以下でよい。

次に図５および図６を用いて、脱泡装置１０を用いた気泡除去処理方法、めっき方法、および微細構造体であるバンプについて説明する。図５は、本実施の形態の微細構造体であるバンプ１１を形成方法を説明するための説明図であり、（Ａ）はウエハ上のパターン群の配置を、（Ｂ）はパターン群のなかの開口部の配置を、（Ｃ）は開口部を説明するための部分切断斜視図を、（Ｄ）はバンプ形成後の部分斜視図を示している。また、図６は本実施の形態の脱泡装置１０を用いた気泡除去処理方法を説明するための断面模式図である。

図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、３インチシリコンウエハからなる基板１Ａ上に、順に、下地膜２Ａとしてチタンを２０ｎｍ、下地膜２Ｂとして金を１００ｎｍ、真空蒸着法により成膜して表面を導電化した基板１を形成した（図６では下地膜は不表示）。次いで、基板１上に厚さ８μｍのフォトレジスト膜（東京応化工業製：ＰＭＥＲ−ＬＡ９００ＰＭ）をスピンコート法により形成した後、ｇ線ステッパ（ニコン製：ＰｒＡ−ＩＩ）にて露光および現像して、直径１０μｍの円形の開口部３Ａからなるパターン群を有するめっきマスク膜３Ｂを形成した。図５（Ｂ）に示すように、パターン群は、それぞれ２７９個の開口部３Ａが直線上に配列した４つのパターン群が、正方形を形成している。すなわち、ひとつの全体のパターン群は１１１６個の開口部３Ａから構成されている。そして、図５（Ａ）に示すように、ウエハである基板１Ａ上に、このパターン群を９個、形成した基板１、すなわち、１００４４個の開口部３Ａを有する基板１を得た。

次に、前処理１として、脱泡装置１０を用いて基板１の気泡除去処理を行った。すなわち、図６（Ａ）に示す基板１の微細な開口部３Ａには、図６（Ｂ）に示すように、基板１が溶液中に浸漬されると気泡１２が付着してしまう。気泡１２が付着した状態では溶液中で各種の処理を行っても開口部３Ａの内部には溶液が侵入しないため、不良が発生してしまう。

脱泡装置１０では、処理溶液２１が蓄えられた溶液槽２４に浸漬された基板１に対し、１秒間に１回往復する速さ（線速度、３０ｃｍ／ｓ）でシャワーヘッド１３Ａを掃引、すなわち往復運動し、３０秒間の気泡除去処理を行った後に水洗した。シャワーヘッド１３Ａの２３個の穴からの流量は５．８リットル／分、治具殴打部１５による治具８の殴打、言い換えれば、ノッキングは１回／秒とした。

そして、基板１の表面がぬれた状態のまま、前処理として、３．５％塩酸溶液中で揺動させながら３０秒間浸漬することにより酸洗浄を施し、水洗した。さらに、基板１の表面がぬれた状態のまま、市販のノーシアン無電解金めっき液を用いて、無電解金めっき成膜を行い、開口部３Ａ内部に金を成膜した。めっき条件は浴温５０℃、金含有量を４ｇ／Ｌのめっき液に３０分間浸漬した。めっき後は、基板１は５０℃のお湯に３０秒間浸漬され、引き続き室温の水に３０秒間浸漬され、その後、乾燥された。さらに基板１は、アセトン浸漬により、めっきマクス膜３Ｂを除去後、エタノールを用いて置換処理を行い、乾燥し、基板１に微細構造体であるバンプ１１（図５（Ｄ）参照）を形成した。

形成されたバンプ１１の評価は、光学顕微鏡による外観検査にて行った。その結果、本実施の形態の脱泡装置１０を用いた気泡除去処理方法により気泡を除去してから、めっき処理を行って形成したバンプ１１では、１１１６個の９個のパターン群すなわち、１００４４個の開口部のすべてバンプが正常に形成されており、不良のバンプの割合である、エラー率は０％であった。

すなわち、脱泡装置１０は、治具殴打部１５およびポンプ２７によるシャワー吹き付けの併用によってのみ、開口部３Ａの気泡を十分に除去することができる。また、上記脱泡装置１０を用いた気泡除去処理方法では開口部３Ａの気泡を十分に除去することができるため、高い歩留まりが得られる。また、上記脱泡装置１０を用いた気泡除去処理の後に、めっきを行うめっき方法では開口部３Ａの気泡を十分に除去することができるため高い歩留まりが得られる。さらに、前記めっき方法により形成された微小金属構造体は開口部３Ａの気泡を十分に除去することができるため高い歩留まりが得られる。

なお、バンプ１１の直径、すなわち開口部３Ａが２０μｍで、厚さ８μｍのフォトレジスト膜の場合、および、バンプ１１の直径、すなわち開口部３Ａが５μｍで、厚さ１０μｍのフォトレジスト膜の場合、にも第１の実施の形態の脱泡装置１０を用い同条件で、めっき成膜を行ったところ、１１１６個の９個のパターン群すなわち、１００４４個の開口部内のバンプ１１のエラー率は０％であった。

また、処理溶液２１として、非アルカリ溶液であるドデシル硫酸ナトリウム４０ｐｐｍ溶液を用い、第１の実施の形態と同様の方法でバンプ１１を作成した。バンプ１１の直径、すなわち開口部３Ａが５μｍで、厚さ１０μｍのフォトレジスト膜の場合、評価時間の短縮のため、全てのバンプ１１の検査は行わなかったが、１１１６個の開口部３Ａからなるパターン群９個の内の、検査を行った５個のパターン群においては、バンプ１１のエラー率は０％であった。そして、界面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウムを用いても、脱泡装置１０では目立った発泡は発生しなかった。

なお、比較のために、処理溶液２１として、ドデシル硫酸ナトリウム４０ｐｐｍ溶液を用い、第１の実施の形態の脱泡装置１０において治具殴打部１５およびポンプ２７を停止した状態で前処理を行った場合には、光学顕微鏡による外観検査において、バンプ１１のエラー率は２５％〜５０％であった。

また、ドデシル硫酸ナトリウム４０ｐｐｍ溶液を用い、第１の実施の形態の脱泡装置１０において、ポンプ２７を停止した状態で前処理を行った場合には、光学顕微鏡による外観検査において、バンプ１１のエラー率は３５％〜５０％であった。

さらに、ドデシル硫酸ナトリウム４０ｐｐｍ溶液を用い、第１の実施の形態の脱泡装置１０において治具殴打部１５を停止した状態で前処理を行った場合には、光学顕微鏡による外観検査において、バンプ１１のエラー率は５％〜１０％であった。

＜第２の実施の形態＞
以下、図７を用いて、本発明の第２の実施の形態の脱泡装置１０Ａ等について説明する。図７は、本実施の形態の脱泡装置１０Ａの構成を説明するための構成図である。なお、本実施の形態の脱泡装置１０Ａ等は、第１の実施の形態の脱泡装置１０等と類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し、同じ処理等の説明は省略する。

図７に示すように、第２の実施の形態の脱泡装置１０Ａでは、シャワーヘッド群１３Ｂは固定されており、基板１が固定された治具８を上下に移動する治具移動部１６を有する。また、治具８が固定されている治具移動部１６を殴打し基板１に振動を付与する殴打部として移動部殴打部１７を有する。移動部殴打部１７が殴打するのは、振動が基板１に有効に伝達するように、治具移動部１６が治具８を固定している近傍である。治具移動部１６の殴打条件等は、第１の実施の形態の脱泡装置１０の治具殴打部１５と同じである。

脱泡装置１０Ａを用いて、脱泡処理を行った場合には、脱泡装置１０を用いて、脱泡処理を行った場合と同様に開口部３Ａの気泡を十分に除去することができるため、同様の効果が得られる。

＜第３の実施の形態＞
以下、図８を用いて、本発明の第３の実施の形態の脱泡装置１０Ｂ等について説明する。図８は、本実施の形態の脱泡装置１０Ｂの構成を説明するための構成図である。なお、本実施の形態の脱泡装置１０Ｂ等は、第１の実施の形態の脱泡装置１０等と類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し、同じ処理等の説明は省略する。

図８に示すように、第３の実施の形態の脱泡装置１０Ｂでは、第２の実施の形態の脱泡装置１０Ａと同様に、シャワーヘッド群１３Ｂは固定されており、基板１が固定された治具８を上下に移動する治具移動部１６Ｂを有する。そして、治具移動部１６Ｂの移動により、治具８が溶液槽２４の底部の凸部１８に衝突する。すなわち、治具移動部１６Ｂは、治具８を移動する移動部としての機能だけでなく、基板１が固定された治具を溶液槽２４に衝突し殴打する衝撃付与部としての機能も有している。なお、凸部１８は溶液槽２４を変形して配設しても良いし、別部材として溶液槽２４に配設して溶液槽２４の一部として構成してもよい。

さらに、脱泡装置１０Ｂは、脱泡専用装置ではなく、電気めっき装置でもある。すなわち、脱泡装置１０Ｂで用いる処理溶液は電気めっき溶液２１Ｐであり、溶液槽２４Ｐ内に対極２３が配設されており、電源２２から通電することで、電気めっき成膜を行う。

第１の実施の形態と同様に、脱泡装置１０等を用いて脱泡処理等を行った後に、脱泡装置１０Ｂの溶液槽２４に処理溶液２１として市販のノーシアン電解金めっき液を蓄え、対極２３としてチタン白金板を使用して、電解金めっきを行った。

脱泡装置１０Ｂを用いて、脱泡処理を行いながら、めっき成膜を行った場合には、めっき中に新たに付着した開口部３Ａの気泡も除去することができる。すなわち、めっき反応の副反応として発生する水素の気泡が開口部３Ａに付着することがないため、脱泡装置１０Ｂは、脱泡装置１０を用いて、予め脱泡処理のみを行った場合と同等以上の効果が得られる。

なお、脱泡装置１０Ｂでは基板１を保持している治具８を、溶液槽２４の底の凸部１８に衝突させたが、基板１または治具８を溶液槽２４の壁または底に衝突させることでも、同等の効果が得られる。

＜第４の実施の形態＞
以下、図９を用いて、本発明の第４の実施の形態の脱泡装置１０Ｃ等について説明する。図９は、本実施の形態の脱泡装置１０Ｃの構成を説明するための構成図である。なお、本実施の形態の脱泡装置１０Ｃ等は、第３の実施の形態の脱泡装置１０Ｂ等と類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し、同じ処理等の説明は省略する。

図９に示すように、第３の実施の形態の脱泡装置１０Ｃでは、第３の実施の形態の脱泡装置１０Ｂと同様に、脱泡専用装置ではなく、めっき装置でもある。しかし、脱泡装置１０Ｂが電気めっき装置であったのに対して、脱泡装置１０Ｃは無電解めっき装置であり、めっき液を加熱するためのヒータ１９を備えている。

第３の実施の形態と同様に、脱泡装置１０等を用いて脱泡処理等を行った後に、脱泡装置１０Ｃの溶液槽２４に処理溶液２１として、市販のノーシアン無電解金めっき液を蓄え、無電解金めっきを行った。

無電解めっき反応は、電気めっき反応に比べて、めっき反応の副反応として水素が発生しやすい。しかし、脱泡装置１０Ｃを用いて無電解めっきを行うことにより、発生した水素の気泡が開口部３Ａに付着することがないため、脱泡装置１０Ｃは、脱泡装置１０を用いて、予め脱泡処理のみを行った場合と同等以上の効果が確認される。

＜付記事項＞
以上の説明のように、微細なパターンの構造体をめっき法により形成する際にめっきマスク膜３Ｂのパターンの開口部３Ａに留まりやすい気泡を除去するためには、シャワーヘッド１３Ａのノズルから処理溶液２１をレジストパターンの開口部３Ａへ略垂直方向に吹き付けることで気泡１２をとばす。吹き付け部から基板１への全体の圧力が高くなりすぎないように部分的に吹き付け、ノズルを掃引させる。また、直線上に配置された複数のノズルを基板１に対して移動することにより、吹き付けられた処理溶液２１が２方向以上に流れていき、かつ処理溶液２１の基板１表面への吹き付けを処理溶液２１に基板１を浸漬し処理溶液２１中で行うことにより、気泡１２の再付着を奉仕できる。

吹き付け部としてシャワーヘッド１３Ａを用いて、処理溶液２１を基板１に吹き付ける際には、シャワーヘッド１３Ａを掃引して処理溶液２１を基板１全体に当てて、気泡を除去する。このとき、基板１は処理溶液２１にすべて浸漬されている。基板１もしくは、基板１を固定している治具８を叩く、すなわち、殴打することで、吹き付けだけでは除去しない気泡１２までも除去する。

すなわち、本発明の脱泡装置では、処理溶液２１の吹き付けにより開口部３Ａの外部近傍に移動した気泡１２を、衝撃により開口部３Ａから分離することができる。

本発明に用いる、基板１には導電性がある比較的平滑な表面を有するものであればよい。使用する目的により基板１は適宜決定されるが、銅板やステンレス板を用いることができる。また、不導体基板上に金属を下地膜２として成膜して基板１として用いることができる。使用する目的により不導体基板の材料および成膜する金属は適宜決定されるが、不導体基板の材料としては、ガラス等のセラミック、シリコンウエハまたは有機樹脂などがあげられる。不導体基板の材料として可撓性を有するフィルム状のもの、たとえばポリイミドフィルム等を用いることができる。また、成膜する金属としては、金、銅またはニッケルなどがあげられ、これらの金属は無電解めっき、真空蒸着またはスパッタリング法など公知の方法により成膜される。不導体基板の材料として有機樹脂を用いる場合には、銅などの金属箔を不導体基板に接着して用いることもできる。これらの下地膜２は電気めっきステップにおいて電極として用いられるため、シート抵抗が所定の値よりも低くするために、下地膜２の膜厚は一般に１００ｎｍ〜２０μm程度である。

不導体基板上に金属膜を成膜した基板１の、金属膜をパターニングして配線等を形成した配線基板を基板１として用いることもできる。

特に、下地膜２として使用した金属表面が金等のように疎水性の表面の場合には、気泡１２の除去が容易ではないため、本発明がより効果的である。

微細な開口部３Ａを有するめっきマスク膜３Ｂは、フォトレジスト等の有機物またはＳｉＯ_２等の無機物を用いることができる。感光性を持たない有機物を、たとえばスクリーン印刷などでめっきマスク膜３Ｂとしてもよい。しかし、めっきマクス膜３Ｂとしては、開口部３Ａのパターンの形成の容易さおよび高い寸法精度から、フォトレジストを用いることが望ましい。めっきマクス膜３Ｂを構成するレジストの厚さは、必要な金属構造物の厚さによって決定されるが、おおむね、１から２０μｍ程度が広く使われる。

どのようなパターンの開口部３Ａであっても、本発明は効果的であるが、直径４０μｍ以下のビアパターンにおいてより効果的である。開口部３Ａの深さと幅の比である、アスペクト比が高いビアパターンの開口部３Ａを有する基板１に対して、本発明は効果的であり、アスペクト比が１以上のパターンにおいて、特に効果的である。

一般に開口部３Ａに付着している気泡の除去が容易ではない１０ミクロン以下の幅のパターンの開口部３Ａで、かつ、疎水性の下地膜２、または／かつ、めっきマスク膜３Ｂを有する基板１であっても、本発明の脱泡装置では気泡の除去が可能である。

本発明の気泡の除去処理に続き、めっき処理を行う場合には、めっき処理の前に慣用のめっき前処理を行う。めっき前処理としては、１０％硫酸溶液中への浸漬処理などがあげられる。ここで、本発明の脱泡装置１０等に処理溶液２１としてめっき前処理液を用いて気泡１２の除去を行えば、気泡１２の除去と前処理とを同時に行うことができる。

微細な金属構造体は、バンプ１１に限られるものではなく、また、様々な種類の金属で形成することができ、金、銀、銅、白金、コバルト、鉄、ニッケル、クロム、亜鉛などの金属や、コバルト−鉄、ニッケル−鉄、ニッケルリンなどの合金膜を形成することができる。析出させる金属、合金により、めっき浴は適宜決定されるが、実際に必要となる材料の特性まで考慮しためっき浴の選定が必要であり、従来からの多数の報告例を元に、無電解めっき浴、電解めっき浴、または置換めっき浴等から適宜決定される。浴温、ｐＨなどの他のめっき条件は、めっき浴により適宜決定される。

本発明による気泡の除去は、電気めっき、無電解めっき、置換めっき等のすべてのめっき処理に効果的である。

本発明の脱泡装置を用いてめっき処理を行えば、めっき反応の副反応で発生した気泡を除去しながら、めっきが可能である。ただし、めっき液を基板１に吹き付けるためにめっき時の陰極表面近傍のイオン濃度等が、吹き付けを行わない場合とは異なるために、成膜条件等に注意する必要がある。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

第１の実施の形態の脱泡装置の構成を説明するための斜視図である。 第１の実施の形態の脱泡装置の構成を説明するための構成図である。 第１の実施の形態の脱泡装置のシャワーヘッドパイプを説明するための斜視図である。 第１の実施の形態の脱泡装置のシャワーヘッドによる処理溶液の流れを説明するための図 第１の実施の形態の微細構造体であるバンプを形成方法を説明するための説明図である。 第１の実施の形態の脱泡装置を用いた気泡除去処理方法を説明するための断面模式図である。 第２の実施の形態の脱泡装置の構成を説明するための構成図である。 第３の実施の形態の脱泡装置の構成を説明するための構成図である。 第４の実施の形態の脱泡装置の構成を説明するための構成図である。

符号の説明

１Ａ…基板
２、２Ａ、２Ｂ…下地膜
３Ａ…開口部
３Ｂ…マスク膜
８…治具
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…脱泡装置
１１…バンプ
１２…気泡
１３…シャワーヘッドパイプ
１３Ａ…シャワーヘッド
１３Ｂ…シャワーヘッド群
１４…シャワーヘッド移動部
１５…治具殴打部
１６、１６Ｂ…治具移動部
１７…移動部殴打部
１８…凸部
１９…ヒータ
２１…処理溶液
２１Ｂ…めっき溶液
２２…電源
２３…対極
２４…溶液槽
２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ…バルブ
２５…流量計
２６…フィルタ
２７…ポンプ

Claims (11)

1. 開口部を有するマスク膜によりパターニングされたパターン基板を浸漬する処理溶液を蓄える溶液槽と、
   前記溶液槽に浸漬された前記パターン基板の表面に対し前記処理溶液を吹き付ける吹き付け部と、
   前記吹き付け部と前記パターン基板とを相対的に移動する移動部と、
   前記パターン基板に衝撃を加える衝撃付与部と、
   を有することを特徴とする脱泡装置。
2. 複数の前記吹き付け部が一列に配列していることを特徴とする請求項１に記載の脱泡装置。
3. 前記移動部が、前記吹き付け部が前記パターン基板の表面の同一部に対し前記処理溶液を複数回、吹き付けるように往復運動し、前記吹き付け部と前記パターン基板とを相対的に移動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の脱泡装置。
4. 前記衝撃付与部が、前記パターン基板または前記パターン基板が固定された治具を前記溶液槽に殴打する前記移動部であることを特徴とする請求項３に記載の脱泡装置。
5. 前記衝撃付与部が、前記パターン基板または前記パターン基板が固定された治具または前記治具が固定された部材を殴打する殴打部であることを特徴とする請求項３に記載の脱泡装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の脱泡装置を用いることを特徴とする気泡除去処理方法。
7. 前記処理溶液が、前記基板の洗浄液であることを特徴とする請求項６に記載の気泡除去処理方法。
8. 前記洗浄液が界面活性剤を含む溶液であることを特徴とする請求項７に記載の気泡除去処理方法。
9. 請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の気泡除去処理の後に、めっきを行うことを特徴とするめっき方法。
10. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の脱泡装置を有するめっき槽を用いてめっきを行うことを特徴とするめっき方法。
11. 請求項９または請求項１０に記載のめっき方法により形成されたことを特徴とする微小金属構造体。

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