JP2016156091A - ELECTROLESS Ni PLATING METHOD - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、貴金属電極上にＮｉの無電解めっきを行う方法に関する。 The present invention relates to a method for performing electroless plating of Ni on a noble metal electrode.
電子デバイスの製造等において、ウエハ内のＡｕ等の貴金属電極上にはんだ又は溶接用のバンプを形成するために、Ｎｉの無電解めっきを行うことが要望されている。すなわち、無電解めっきは、電解めっきと比較して余分な配線をする必要がないため、素子の取得個数を増やすことができると共に、素子間が絶縁されるため、ウエハ上で電気特性検査ができることから、生産効率を上げることが可能になるためである。 In the manufacture of electronic devices and the like, it is desired to perform electroless plating of Ni in order to form solder or welding bumps on noble metal electrodes such as Au in the wafer. In other words, electroless plating does not require extra wiring compared to electrolytic plating, so that the number of elements acquired can be increased and the elements can be insulated so that electrical characteristics can be inspected on the wafer. This is because production efficiency can be increased.
従来、Ｎｉの置換型無電解めっきを行う場合、通常は貴金属めっき液に卑金属を浸漬して、めっき液中の貴金属を卑金属上に置換析出させる。その際、置換反応を利用するため、イオン化傾向の大きい卑金属を貴金属の表面にめっきすることはできない。つまり、Ｎｉの表面にＡｕのメッキを行う場合、無電解めっき法を利用することはできるが、Ａｕの表面にＮｉのめっきを行う場合は、電解めっき法を利用する必要がある（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, when performing substitutional electroless plating of Ni, a base metal is usually immersed in a noble metal plating solution, and the noble metal in the plating solution is replaced and deposited on the base metal. At that time, since a substitution reaction is used, a base metal having a large ionization tendency cannot be plated on the surface of the noble metal. That is, when Au is plated on the Ni surface, an electroless plating method can be used, but when Ni is plated on the Au surface, it is necessary to use the electrolytic plating method (for example, patents). Reference 1).
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、上記従来のＮｉ無電解めっきの方法では、貴金属上に卑金属をめっきすることができなかった。
The following problems remain in the conventional technology.
That is, in the conventional Ni electroless plating method, the base metal cannot be plated on the noble metal.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、貴金属膜上に直接、Ｎｉ無電解めっきを行うことができる無電解Ｎｉめっき方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an electroless Ni plating method capable of performing Ni electroless plating directly on a noble metal film.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係る無電解Ｎｉめっき方法は、基板上にＰｄよりもイオン化傾向が高い卑金属膜を形成する卑金属膜形成工程と、前記卑金属膜上にＰｄよりもイオン化傾向が低い貴金属膜を形成する貴金属膜形成工程と、前記貴金属膜上にＮｉ膜を無電解めっきするＮｉめっき工程とを有し、前記Ｎｉめっき工程前に、前記卑金属膜の一部を露出させ、さらに露出した前記卑金属膜にＰｄを含有したディップ液を接触させることで露出した前記卑金属膜にＰｄ膜を形成するＰｄ膜形成工程を有していることを特徴とする。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, the electroless Ni plating method according to the first invention includes a base metal film forming step for forming a base metal film having a higher ionization tendency than Pd on the substrate, and a noble metal film having a lower ionization tendency than Pd on the base metal film. Forming a noble metal film and an Ni plating process for electrolessly plating a Ni film on the noble metal film, and exposing a part of the base metal film before the Ni plating process, and further exposing the Ni film A Pd film forming step of forming a Pd film on the base metal film exposed by bringing a dip solution containing Pd into contact with the base metal film is characterized.
この無電解Ｎｉめっき方法では、卑金属膜の一部を露出させ、さらに露出した卑金属膜にＰｄを含有したディップ液を接触させることで露出した卑金属膜にＰｄ膜を形成するＰｄ膜形成工程を有しているので、貴金属膜上に卑金属膜を成膜しなくても、一部が露出した卑金属膜の卑金属とＰｄとの置換反応が起こり、Ｐｄ膜を部分的に形成することができる。したがって、このＰｄ触媒であるＰｄ膜を核としてＮｉの自己触媒機能によりＮｉ膜を増殖させ、貴金属膜上にもＮｉめっき膜を形成することができる。 This electroless Ni plating method has a Pd film forming step of forming a Pd film on the exposed base metal film by exposing a part of the base metal film and then contacting the exposed base metal film with a dip solution containing Pd. Therefore, even if the base metal film is not formed on the noble metal film, the substitution reaction of the base metal and Pd in the partially exposed base metal film occurs, and the Pd film can be partially formed. Therefore, the Ni film can be grown by the autocatalytic function of Ni using the Pd film as the Pd catalyst as a nucleus, and a Ni plating film can also be formed on the noble metal film.
第２の発明に係る無電解Ｎｉめっき方法は、第１の発明において、前記貴金属膜形成工程で、前記貴金属膜に複数の貫通孔を形成させることを特徴とする。
すなわち、この無電解Ｎｉめっき方法では、貴金属膜形成工程で、貴金属膜に複数の貫通孔を形成させるので、貫通孔内にディップ液が侵入し貫通孔内に露出した卑金属膜の卑金属とＰｄとの置換反応が起こり、貫通孔内にＰｄ膜を形成することができる。そして、貫通孔内のＰｄ触媒を核としてＮｉの自己触媒機能によりＮｉ膜を増殖させ、貴金属膜上にもＮｉ膜を形成することができる。
The electroless Ni plating method according to the second invention is characterized in that, in the first invention, a plurality of through holes are formed in the noble metal film in the noble metal film forming step.
That is, in this electroless Ni plating method, a plurality of through holes are formed in the noble metal film in the noble metal film forming step, so that the base metal and Pd of the base metal film exposed to the dip liquid through the through holes are exposed. The substitution reaction occurs, and a Pd film can be formed in the through hole. Then, the Ni film can be grown by the Ni autocatalytic function using the Pd catalyst in the through hole as a nucleus, and the Ni film can also be formed on the noble metal film.
第３の発明に係る無電解Ｎｉめっき方法は、第２の発明において、前記貴金属膜形成工程で、前記貴金属膜をスパッタリングにより成膜し、前記貴金属膜が、まだ複数の貫通孔が残っている不完全な膜の状態で前記成膜を停止することを特徴とする。
すなわち、この無電解Ｎｉめっき方法では、貴金属膜形成工程で、貴金属膜をスパッタリングにより成膜し、貴金属膜が、まだ複数の貫通孔が残っている不完全な膜の状態で成膜を停止するので、貫通孔を作製する工程を別途設ける必要が無くなり、工程数の削減を図ることができる。
The electroless Ni plating method according to a third invention is the electroless Ni plating method according to the second invention, wherein the noble metal film is formed by sputtering in the noble metal film forming step, and the noble metal film still has a plurality of through holes. The film formation is stopped in an incomplete film state.
That is, in this electroless Ni plating method, the noble metal film is formed by sputtering in the noble metal film forming step, and the noble metal film is stopped in an incomplete film state in which a plurality of through holes still remain. Therefore, it is not necessary to separately provide a process for producing a through hole, and the number of processes can be reduced.
第４の発明に係る無電解Ｎｉめっき方法は、第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記貴金属膜形成工程で、前記貴金属膜を前記卑金属膜の上面のみにパターン形成し、前記卑金属膜の端部を露出させることを特徴とする。
すなわち、この無電解Ｎｉめっき方法では、貴金属膜形成工程で、貴金属膜を卑金属膜の上面のみにパターン形成し、卑金属膜の端部を露出させるので、露出している卑金属膜の端部にＰｄ膜を部分的に形成することができ、このＰｄ膜からＮｉ膜を増殖させ、貴金属膜上面にもＮｉ膜を形成することができる。
The electroless Ni plating method according to a fourth invention is the electroless Ni plating method according to any one of the first to third inventions, wherein in the noble metal film forming step, the noble metal film is patterned only on the upper surface of the base metal film, The edge part of this is exposed.
That is, in this electroless Ni plating method, in the noble metal film formation step, the noble metal film is patterned only on the upper surface of the base metal film, and the end of the base metal film is exposed, so that the end of the exposed base metal film is exposed to Pd. A film can be partially formed, and a Ni film can be grown from this Pd film, and a Ni film can also be formed on the upper surface of the noble metal film.
第５の発明に係る無電解Ｎｉめっき方法は、第１の発明において、前記貴金属膜形成工程で、前記貴金属膜の表面から前記卑金属膜まで達する複数の溝を形成することを特徴とする。
すなわち、この無電解Ｎｉめっき方法では、貴金属膜形成工程で、貴金属膜の表面から卑金属膜まで達する複数の溝を形成するので、溝内にディップ液が侵入し溝内に露出した卑金属膜の卑金属とＰｄとの置換反応が起こり、溝内にＰｄ膜を形成することができる。そして、溝内のＰｄ触媒を核としてＮｉの自己触媒機能によりＮｉ膜を増殖させ、貴金属膜上にもＮｉ膜を形成することができる。
An electroless Ni plating method according to a fifth invention is characterized in that, in the first invention, a plurality of grooves reaching from the surface of the noble metal film to the base metal film are formed in the noble metal film forming step.
That is, in this electroless Ni plating method, since a plurality of grooves reaching from the surface of the noble metal film to the base metal film are formed in the noble metal film forming step, the base metal of the base metal film exposed to the dip liquid in the groove is exposed. A substitution reaction occurs between Pd and Pd, and a Pd film can be formed in the trench. Then, the Ni film can be grown by the Ni autocatalytic function using the Pd catalyst in the groove as a nucleus, and the Ni film can be formed also on the noble metal film.
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る無電解Ｎｉめっき方法によれば、卑金属膜の一部を露出させ、さらに露出した卑金属膜にＰｄを含有したディップ液を接触させることで露出した卑金属膜にＰｄ膜を形成するＰｄ膜形成工程を有しているので、一部が露出した卑金属膜にＰｄ膜を部分的に形成し、このＰｄ膜からＮｉ膜を増殖させて、貴金属膜上にもＮｉめっき膜を形成することができる。
The present invention has the following effects.
That is, according to the electroless Ni plating method according to the present invention, a part of the base metal film is exposed, and a Pd film is formed on the exposed base metal film by contacting the exposed base metal film with a dip solution containing Pd. A Pd film forming step to form a Pd film partially on a partially exposed base metal film, and a Ni film is grown from the Pd film to form a Ni plating film on the noble metal film. can do.
以下、本発明に係る無電解Ｎｉめっき方法における第１実施形態を、図１を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる図面の一部では、各部を認識可能又は認識容易な大きさとするために必要に応じて縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, a first embodiment of the electroless Ni plating method according to the present invention will be described with reference to FIG. Note that in some of the drawings used for the following description, the scale is appropriately changed as necessary to make each part recognizable or easily recognizable.
本実施形態の無電解Ｎｉめっき方法は、図１に示すように、基板１上にＰｄよりもイオン化傾向が高い卑金属膜２を形成する卑金属膜形成工程と、卑金属膜２上にＰｄよりもイオン化傾向が低い貴金属膜３を形成する貴金属膜形成工程と、貴金属膜３上にＮｉ膜５を無電解めっきするＮｉめっき工程とを有している。
上記Ｎｉめっき工程前に、卑金属膜２の一部を露出させ、さらに露出した卑金属膜２にＰｄを含有したディップ液を接触させることで露出した卑金属膜２にＰｄ膜４を形成するＰｄ膜形成工程を有している。
As shown in FIG. 1, the electroless Ni plating method of this embodiment includes a base metal film forming step for forming a base metal film 2 having a higher ionization tendency than Pd on the substrate 1, and ionization more than Pd on the base metal film 2. A noble metal film forming step for forming the noble metal film 3 having a low tendency and a Ni plating step for electrolessly plating the Ni film 5 on the noble metal film 3 are provided.
Prior to the Ni plating step, a part of the base metal film 2 is exposed, and a Pd film 4 is formed on the exposed base metal film 2 by contacting the exposed base metal film 2 with a dip solution containing Pd. It has a process.
上記貴金属膜形成工程では、貴金属膜３に複数の貫通孔３ａを形成させている。すなわち、本実施形態では、貴金属膜形成工程で、貴金属膜３をスパッタリングにより成膜し、その際に貴金属膜３が、まだ複数の貫通孔３ａが残っている不完全な膜の状態で前記成膜を停止する。なお、図１では、簡易的に貫通孔３ａを一つだけ図示しているが、実際は複数の貫通孔３ａが点在している。 In the noble metal film forming step, a plurality of through holes 3 a are formed in the noble metal film 3. That is, in the present embodiment, in the noble metal film forming step, the noble metal film 3 is formed by sputtering, and at this time, the noble metal film 3 is in an incomplete film state in which a plurality of through holes 3a still remain. Stop the membrane. In FIG. 1, only one through hole 3a is shown in a simplified manner, but actually, a plurality of through holes 3a are dotted.
より具体的に上記各工程について説明すると、卑金属膜形成工程では、卑金属膜２として例えばＣｒ膜をスパッタリングにより基板１上に形成する。
なお、本実施形態では、基板１としてポリイミドフィルムを採用しているが、シリコン等の他の基板も採用可能である。
More specifically, each of the above steps will be described. In the base metal film forming step, for example, a Cr film is formed on the substrate 1 by sputtering as the base metal film 2.
In this embodiment, a polyimide film is used as the substrate 1, but other substrates such as silicon can also be used.
Ｃｒの卑金属膜２のスパッタ条件は、厚さ２０ｎｍ、スパッタガス圧：０．１Ｐａ、ターゲット投入電力（出力）：３００Ｗで、Ａｒガス５０ｓｃｃｍとする。
次に、貴金属膜形成工程として、図１の（ａ）に示すように、卑金属膜２上に貴金属膜３として例えばＡｕ膜をスパッタリングにより形成する。このときのスパッタ条件は、厚み２００ｎｍ、スパッタガス圧：０．１Ｐａ、ターゲット投入電力（出力）：１００Ｗで、Ａｒガス５０ｓｃｃｍとする。
The sputtering conditions for the Cr base metal film 2 are as follows: thickness 20 nm, sputtering gas pressure: 0.1 Pa, target input power (output): 300 W, and Ar gas 50 sccm.
Next, as a noble metal film formation step, for example, an Au film is formed as a noble metal film 3 on the base metal film 2 by sputtering, as shown in FIG. The sputtering conditions at this time are as follows: thickness 200 nm, sputtering gas pressure: 0.1 Pa, target input power (output): 100 W, and Ar gas 50 sccm.
なお、Ａｕ膜（貴金属膜３）をスパッタリングする際にスパッタガス圧を０．１Ｐａより大きく設定すると、膜質がポーラスとなって貫通孔３ａが形成され易い。
また、Ａｕ膜（貴金属膜３）の厚みは５００ｎｍ未満に設定される。Ａｕ膜を５００ｎｍ未満と薄く設定する理由は、５００ｎｍ未満であると、膜の貫通孔３ａが完全に埋まらずに複数の貫通孔３ａが開いた状態の不完全な膜の状態となるためである。すなわち、本実施形態では、厚み２００ｎｍと薄く成膜するため、貴金属膜３には複数の貫通孔３ａが残っている。
If the sputtering gas pressure is set higher than 0.1 Pa when sputtering the Au film (noble metal film 3), the film quality becomes porous and the through hole 3a is easily formed.
The thickness of the Au film (noble metal film 3) is set to less than 500 nm. The reason for setting the Au film as thin as less than 500 nm is that when the thickness is less than 500 nm, the through-holes 3 a of the film are not completely filled and a plurality of through-holes 3 a are in an incomplete film state. . That is, in this embodiment, since the film is formed as thin as 200 nm, a plurality of through holes 3 a remain in the noble metal film 3.
次に、貴金属膜３に貫通孔３ａが点在している状態で、Ｐｄを含有したディップ液に卑金属膜２及び貴金属膜３が積層された基板１を浸漬させる。このとき、図１の（ｂ）に示すように、ディップ液が貫通孔３ａから侵入して貫通孔３ａ内に露出している卑金属膜２のＣｒとディップ液のＰｄとの置換反応が起こり、卑金属膜２の表面にＰｄ膜４が形成される。なお、上記ディップ液は、一般的な無電解Ｐｄ触媒液が利用可能である。 Next, the substrate 1 on which the base metal film 2 and the noble metal film 3 are laminated is immersed in a dip solution containing Pd in a state where the through holes 3 a are scattered in the noble metal film 3. At this time, as shown in FIG. 1 (b), a substitution reaction occurs between Cr of the base metal film 2 in which the dip liquid enters from the through hole 3a and is exposed in the through hole 3a, and Pd of the dip liquid, A Pd film 4 is formed on the surface of the base metal film 2. Note that a general electroless Pd catalyst solution can be used as the dip solution.
次に、Ｎｉめっき工程として、図１の（ｃ）に示すように、貴金属膜３上に無電解Ｎｉめっきを行ってＮｉ膜５を形成する。このとき、貫通孔３ａ内にめっき液が侵入して貫通孔３ａ内のＰｄ触媒（Ｐｄ膜４）を核として、次亜リン酸イオンとＮｉイオンとの共存反応（自己触媒機能）により、Ｎｉ膜５が貴金属膜３の上面まで増殖し、１５分程度で厚さ３μｍ程のＮｉ膜５が形成される。
この無電解Ｎｉめっきは、例えばリンを数％含有する無電解ニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）めっき浴を用いる。
Next, as a Ni plating step, as shown in FIG. 1C, the Ni film 5 is formed by performing electroless Ni plating on the noble metal film 3. At this time, the plating solution enters the through-hole 3a, and the Pd catalyst (Pd film 4) in the through-hole 3a serves as a nucleus to cause Ni co-reaction of hypophosphite ions and Ni ions (autocatalytic function). The film 5 grows up to the upper surface of the noble metal film 3, and the Ni film 5 having a thickness of about 3 μm is formed in about 15 minutes.
For this electroless Ni plating, for example, an electroless nickel-phosphorus (Ni-P) plating bath containing several percent of phosphorus is used.
このように本実施形態の無電解Ｎｉめっき方法では、卑金属膜２の一部を露出させ、さらに露出した卑金属膜２にＰｄを含有したディップ液を接触させることで露出した卑金属膜２にＰｄ膜４を形成するＰｄ膜形成工程を有しているので、貴金属膜３上に卑金属膜２を成膜しなくても、一部が露出した卑金属膜２の卑金属とＰｄとの置換反応が起こり、Ｐｄ膜を部分的に形成することができ、このＰｄ触媒であるＰｄ膜４を核としてＮｉの自己触媒機能によりＮｉ膜５を増殖させ、貴金属膜３上にもＮｉ膜５を形成することができる。 As described above, in the electroless Ni plating method of the present embodiment, a part of the base metal film 2 is exposed, and the exposed base metal film 2 is brought into contact with the dipping solution containing Pd to form the Pd film on the exposed base metal film 2. 4, even if the base metal film 2 is not formed on the noble metal film 3, a substitution reaction occurs between the base metal of the base metal film 2 partially exposed and Pd. The Pd film can be partially formed, and the Ni film 5 can be grown by the Ni autocatalytic function using the Pd film 4 as the Pd catalyst as a nucleus to form the Ni film 5 on the noble metal film 3 as well. it can.
また、貴金属膜形成工程で、貴金属膜３に複数の貫通孔３ａを形成させるので、貫通孔３ａ内にディップ液が侵入し貫通孔３ａ内に露出した卑金属膜２の卑金属とＰｄとの置換反応が起こり、貫通孔３ａ内にＰｄ膜を形成することができる。そして、貫通孔３ａ内のＰｄ触媒を核としてＮｉの自己触媒機能によりＮｉ膜５を増殖させ、貴金属膜３上にもＮｉ膜５を形成することができる。
特に、貴金属膜３をスパッタリングにより成膜し、貴金属膜３が、まだ複数の貫通孔３ａが残っている不完全な膜の状態で成膜を停止するので、貫通孔３ａを作製する工程を別途設ける必要が無くなり、工程数の削減を図ることができる。
Further, since the plurality of through holes 3a are formed in the noble metal film 3 in the noble metal film forming step, the substitution reaction between the base metal of the base metal film 2 exposed to the through holes 3a when the dip liquid enters the through holes 3a and Pd. And a Pd film can be formed in the through hole 3a. Then, the Ni film 5 can be grown on the noble metal film 3 by propagating the Ni film 5 by the Ni autocatalytic function using the Pd catalyst in the through hole 3 a as a nucleus.
In particular, the noble metal film 3 is formed by sputtering, and the noble metal film 3 is stopped in the state of an incomplete film in which a plurality of through holes 3a still remain. There is no need to provide it, and the number of steps can be reduced.
次に、本発明に係る無電解Ｎｉめっき方法の第２及び第３実施形態について、図２及び図５，６を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。 Next, second and third embodiments of the electroless Ni plating method according to the present invention will be described below with reference to FIGS. Note that, in the following description of the embodiment, the same components described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、貴金属膜３に形成した貫通孔３ａ内に卑金属膜２を露出させているのに対し、第２実施形態の無電解Ｎｉめっき方法では、図２に示すように、貴金属膜形成工程で、貴金属膜３を卑金属膜２の上面のみにパターン形成し、卑金属膜２の端部を露出させる点である。 The difference between the second embodiment and the first embodiment is that, in the first embodiment, the base metal film 2 is exposed in the through hole 3a formed in the noble metal film 3, whereas the second embodiment is different from the first embodiment. In the electrolytic Ni plating method, as shown in FIG. 2, in the noble metal film forming step, the noble metal film 3 is patterned only on the upper surface of the base metal film 2 and the end of the base metal film 2 is exposed.
この第２実施形態では、卑金属膜２上に貫通孔３ａが残らない厚さまで貴金属膜３を成膜する。すなわち、貴金属膜３を５００ｎｍ以上形成し、貫通孔が完全に塞がったベタ膜状態とする。この後、卑金属膜２上に貴金属膜３をスパッタリングで成膜し、さらに、図２の（ａ）に示すように、卑金属膜２の上面のみに貴金属膜２が残るように貴金属膜３をフォトリソグラフィ工程等でパターン形成し、卑金属膜２の端部を露出させる。 In the second embodiment, the noble metal film 3 is formed on the base metal film 2 to a thickness that does not leave the through holes 3a. That is, the noble metal film 3 is formed to have a thickness of 500 nm or more and a solid film state in which the through hole is completely blocked is obtained. Thereafter, a noble metal film 3 is formed on the base metal film 2 by sputtering. Further, as shown in FIG. 2A, the noble metal film 3 is photo-photographed so that the noble metal film 2 remains only on the upper surface of the base metal film 2. A pattern is formed by a lithography process or the like, and the end of the base metal film 2 is exposed.
次に、卑金属膜２の端部が露出している状態で、Ｐｄを含有したディップ液に卑金属膜２及び貴金属膜３が積層された基板１を浸漬させる。このとき、図２の（ｂ）に示すように、ディップ液が露出している卑金属膜２端部のＣｒとディップ液のＰｄとの置換反応が起こり、卑金属膜２の端部にＰｄ膜４が形成される。 Next, the substrate 1 on which the base metal film 2 and the noble metal film 3 are laminated is immersed in a dipping solution containing Pd with the end of the base metal film 2 exposed. At this time, as shown in FIG. 2B, a substitution reaction of Cr at the end of the base metal film 2 where the dip solution is exposed and Pd of the dip solution occurs, and the Pd film 4 is formed at the end of the base metal film 2. Is formed.
次に、Ｎｉめっき工程として、図２の（ｃ）に示すように、貴金属膜３上に無電解Ｎｉめっきを行ってＮｉ膜５を形成する。このとき、卑金属膜２の端部に形成されたＰｄ触媒（Ｐｄ膜４）を核として、次亜リン酸イオンとＮｉイオンとの共存反応（自己触媒機能）により、卑金属膜２の端部からＮｉ膜５が貴金属膜３の上面まで増殖し、１５分程度で厚さ３μｍ程のＮｉ膜５が形成される。 Next, as a Ni plating step, as shown in FIG. 2C, the Ni film 5 is formed by performing electroless Ni plating on the noble metal film 3. At this time, the Pd catalyst (Pd film 4) formed at the end of the base metal film 2 is used as a nucleus to coexist with hypophosphite ions and Ni ions (autocatalytic function) from the end of the base metal film 2. The Ni film 5 grows up to the upper surface of the noble metal film 3, and the Ni film 5 having a thickness of about 3 μm is formed in about 15 minutes.
このように第２実施形態の無電解Ｎｉめっき方法では、貴金属膜形成工程で、貴金属膜３を卑金属膜２の上面のみにパターン形成し、卑金属膜２の端部を露出させるので、露出している卑金属膜２の端部にＰｄ膜４を部分的に形成することができ、このＰｄ膜４からＮｉ膜５を増殖させ、貴金属膜３上面にもＮｉ膜５を形成することができる。 Thus, in the electroless Ni plating method of the second embodiment, in the noble metal film formation step, the noble metal film 3 is patterned only on the upper surface of the base metal film 2 and the end of the base metal film 2 is exposed. The Pd film 4 can be partially formed at the end of the base metal film 2, the Ni film 5 can be grown from the Pd film 4, and the Ni film 5 can also be formed on the upper surface of the noble metal film 3.
次に、第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、貴金属膜３に複数の貫通孔３ａを形成させているのに対し、第３実施形態の無電解Ｎｉめっき方法では、図５及び図６に示すように、貴金属膜形成工程で、貴金属膜３の表面から卑金属膜２まで達する複数の溝Ｍを形成する点である。 Next, the difference between the third embodiment and the first embodiment is that, in the first embodiment, a plurality of through holes 3a are formed in the noble metal film 3, whereas the electroless Ni of the third embodiment. In the plating method, as shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of grooves M reaching from the surface of the noble metal film 3 to the base metal film 2 are formed in the noble metal film forming step.
すなわち、第３実施形態では、貴金属膜３を形成した後、図５及び図６の（ａ）に示すように、カッター等によって貴金属膜３をスクライブして、例えば格子状に複数の溝Ｍを形成する。このとき、溝Ｍを卑金属膜２まで深く形成する。
なお、溝Ｍとしては、スリット状又はひび状の溝も含むものとする。
That is, in the third embodiment, after the noble metal film 3 is formed, the noble metal film 3 is scribed by a cutter or the like as shown in FIGS. Form. At this time, the groove M is formed deeply up to the base metal film 2.
The groove M includes a slit-shaped or cracked groove.
次に、溝Ｍ内に卑金属膜２が露出している状態で、Ｐｄを含有したディップ液に卑金属膜２及び貴金属膜３が積層された基板１を浸漬させる。このとき、ディップ液が溝Ｍ内に露出している卑金属膜２のＣｒとディップ液のＰｄとの置換反応が起こり、溝Ｍ内の卑金属膜２にＰｄ膜（図示略）が形成される。 Next, in a state where the base metal film 2 is exposed in the groove M, the substrate 1 on which the base metal film 2 and the noble metal film 3 are laminated is immersed in a dipping solution containing Pd. At this time, a substitution reaction occurs between Cr in the base metal film 2 in which the dip solution is exposed in the groove M and Pd in the dip solution, and a Pd film (not shown) is formed on the base metal film 2 in the groove M.
次に、Ｎｉめっき工程として、図６の（ｂ）に示すように、貴金属膜３上に無電解Ｎｉめっきを行ってＮｉ膜５を形成する。このとき、溝Ｍ内の卑金属膜２に形成されたＰｄ触媒（Ｐｄ膜）を核として、次亜リン酸イオンとＮｉイオンとの共存反応（自己触媒機能）により、溝Ｍ内の卑金属膜２からＮｉ膜５が貴金属膜３の上面まで増殖し、貴金属膜３上にＮｉ膜５が形成される。 Next, as a Ni plating step, as shown in FIG. 6B, the Ni film 5 is formed by performing electroless Ni plating on the noble metal film 3. At this time, with the Pd catalyst (Pd film) formed on the base metal film 2 in the groove M as a nucleus, the base metal film 2 in the groove M is caused by the coexistence reaction (autocatalytic function) of hypophosphite ions and Ni ions. The Ni film 5 grows up to the upper surface of the noble metal film 3, and the Ni film 5 is formed on the noble metal film 3.
このように第３実施形態の無電解Ｎｉめっき方法では、貴金属膜形成工程で、貴金属膜３の表面から卑金属膜２まで達する複数の溝Ｍを形成するので、溝Ｍ内にディップ液が侵入し溝Ｍ内に露出した卑金属膜２の卑金属とＰｄとの置換反応が起こり、溝Ｍ内にＰｄ膜（図示略）を形成することができる。そして、溝Ｍ内のＰｄ触媒を核としてＮｉの自己触媒機能によりＮｉ膜５を増殖させ、貴金属膜３上にもＮｉ膜５を形成することができる。
したがって、第３実施形態の方法は、カッター等で溝Ｍを形成するので、特に貴金属膜３が厚い場合に有効である。
As described above, in the electroless Ni plating method of the third embodiment, a plurality of grooves M reaching from the surface of the noble metal film 3 to the base metal film 2 are formed in the noble metal film forming step, so that the dip liquid enters the grooves M. A substitution reaction between the base metal of the base metal film 2 exposed in the groove M and Pd occurs, and a Pd film (not shown) can be formed in the groove M. Then, the Ni film 5 can be grown on the noble metal film 3 by growing the Ni film 5 by the Ni autocatalytic function using the Pd catalyst in the groove M as a nucleus.
Therefore, the method of the third embodiment is effective particularly when the noble metal film 3 is thick because the groove M is formed by a cutter or the like.
次に、本発明に係る無電解Ｎｉめっき方法について、上記実施形態に基づいて実際に無電解Ｎｉめっきを行った結果を、図３及び図４を参照して説明する。 Next, regarding the electroless Ni plating method according to the present invention, the results of actual electroless Ni plating based on the above embodiment will be described with reference to FIGS.
本発明の実施例では、上記第１実施形態に基づいて、卑金属膜としてＣｒ膜をスパッタリングにより形成した。このときのスパッタ条件は、厚さ２０ｎｍ、スパッタガス圧：０．１Ｐａ、ターゲット投入電力（出力）：３００Ｗで、Ａｒガス５０ｓｃｃｍとした。また、貴金属膜としてＡｕ膜をスパッタリングにより形成した。このときのスパッタ条件は、厚み２００ｎｍ、スパッタガス圧：０．１Ｐａ、ターゲット投入電力（出力）：１００Ｗで、Ａｒガス５０ｓｃｃｍとした。 In the examples of the present invention, a Cr film was formed as a base metal film by sputtering based on the first embodiment. The sputtering conditions at this time were 20 nm in thickness, sputtering gas pressure: 0.1 Pa, target input power (output): 300 W, and Ar gas 50 sccm. Further, an Au film was formed as a noble metal film by sputtering. The sputtering conditions at this time were a thickness of 200 nm, a sputtering gas pressure: 0.1 Pa, a target input power (output): 100 W, and an Ar gas of 50 sccm.
基板上に卑金属膜及び貴金属膜を形成した状態で、硝酸曝気試験を行い、貫通孔を含む表面の穴を明確にした写真を図３に示す。この写真からわかるように、貴金属膜に貫通孔を含む複数の微細な穴が残っている（写真中の白点が穴）。
また、Ｎｉ膜を形成した後のＳＥＭ画像による断面写真を図４に示す。この断面写真からわかるように、Ａｕの貴金属膜上にＮｉ膜が無電解めっきできれいに形成されている。
FIG. 3 shows a photograph in which a nitric acid aeration test was performed in a state where a base metal film and a noble metal film were formed on a substrate, and the surface holes including the through holes were clarified. As can be seen from this photograph, a plurality of fine holes including through-holes remain in the noble metal film (white dots in the photograph are holes).
Moreover, the cross-sectional photograph by the SEM image after forming Ni film is shown in FIG. As can be seen from this cross-sectional photograph, a Ni film is neatly formed on the noble metal film of Au by electroless plating.
なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
１…基板、２…卑金属膜、３…貴金属膜、３ａ…貫通孔、４…Ｐｄ膜、５…Ｎｉ膜、Ｍ…溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate, 2 ... Base metal film, 3 ... Noble metal film, 3a ... Through-hole, 4 ... Pd film, 5 ... Ni film, M ... Groove
Claims (5)
前記卑金属膜上にＰｄよりもイオン化傾向が低い貴金属膜を形成する貴金属膜形成工程と、
前記貴金属膜上にＮｉ膜を無電解めっきするＮｉめっき工程とを有し、
前記Ｎｉめっき工程前に、前記卑金属膜の一部を露出させ、さらに露出した前記卑金属膜にＰｄを含有したディップ液を接触させることで露出した前記卑金属膜にＰｄ膜を形成するＰｄ膜形成工程を有していることを特徴とする無電解Ｎｉめっき方法。 A base metal film forming step of forming a base metal film having a higher ionization tendency than Pd on the substrate;
A noble metal film forming step of forming a noble metal film having a lower ionization tendency than Pd on the base metal film;
A Ni plating step of electrolessly plating a Ni film on the noble metal film,
Prior to the Ni plating step, a part of the base metal film is exposed, and a Pd film forming step of forming a Pd film on the exposed base metal film by contacting a dip solution containing Pd with the exposed base metal film An electroless Ni plating method characterized by comprising:
前記貴金属膜形成工程で、前記貴金属膜に複数の貫通孔を形成させることを特徴とする無電解Ｎｉめっき方法。 In the electroless Ni plating method according to claim 1,
An electroless Ni plating method, wherein a plurality of through holes are formed in the noble metal film in the noble metal film formation step.
前記貴金属膜形成工程で、前記貴金属膜をスパッタリングにより成膜し、その際に前記貴金属膜が、まだ複数の貫通孔が残っている不完全な膜の状態で前記成膜を停止することを特徴とする無電解Ｎｉめっき方法。 The electroless Ni plating method according to claim 2,
In the noble metal film forming step, the noble metal film is formed by sputtering, and at that time, the noble metal film stops the film formation in an incomplete film state in which a plurality of through holes still remain. An electroless Ni plating method.
前記貴金属膜形成工程で、前記貴金属膜を前記卑金属膜の上面のみにパターン形成し、前記卑金属膜の端部を露出させることを特徴とする無電解Ｎｉめっき方法。 In the electroless Ni plating method according to any one of claims 1 to 3,
In the noble metal film forming step, the noble metal film is patterned only on the upper surface of the base metal film, and an end portion of the base metal film is exposed.
前記貴金属膜形成工程で、前記貴金属膜の表面から前記卑金属膜まで達する複数の溝を形成することを特徴とする無電解Ｎｉめっき方法。 In the electroless Ni plating method according to claim 1,
In the noble metal film forming step, a plurality of grooves reaching from the surface of the noble metal film to the base metal film are formed.
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