[发明专利]电镀装置及电镀方法

说明书

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。