各向異性鍍敷方法以及薄膜線圈的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種能夠可靠地形成縱橫比高且非常狹窄的間距的線和間隔圖形的各向異性鍍敷方法以及薄膜線圈。在施加電流來形成涂膜的各向異性鍍敷方法中，一邊由鍍敷液（21）的攪拌部分地破壞在鍍敷形成用的電極膜或者形成于該電極膜的表面的涂膜的表面產生的鍍敷液（21）的金屬離子稀薄層（17）中的、存在于想要選擇性地鍍敷成長的方向上的該金屬離子稀薄層（17）一邊形成涂膜。
【專利說明】各向異性鍍敷方法以及薄膜線圈
【技術領域】
[0001]本發明涉及各向異性鍍敷方法，特別是涉及在縱橫比高且狹窄的間距的線和間隔圖形的形成中優選的各向異性鍍敷方法。另外，本發明涉及使用這樣的各向異性鍍敷方法制造的薄膜線圈。
【背景技術】
[0002]作為薄膜線圈的一個形成方法，已知有各向異性鍍敷方法(參照專利文獻1、2)。一般的各向異性鍍敷方法，如圖23所示，首先將薄的基底金屬膜11成膜于基板10的表面(圖23 (a))。接著，通過光刻以及干式蝕刻形成由抗蝕圖形構成的預鍍用的框架12 (圖23(b))。接著，進行電解鍍(預鍍)，使露出于框架12的開口部的基底金屬膜11鍍敷成長(圖23 (C))。接著，除去框架12 (圖23 (d))，由濕式蝕刻除去剩余的基底金屬膜11而使預鍍圖形13表面化(圖23(d))。其后，進一步進行電解鍍，使預鍍圖形13在沒有框架下沿縱向鍍敷成長。由此，能夠形成縱橫比高的螺旋狀圖形。
[0003]現有技術文獻[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本專利第4046827號公報
[0006]專利文獻2:日本專利第4260913號公報
【發明內容】
[0007]發明所要解決的問題
[0008]然而，上述的現有的各向異性鍍敷方法不能夠可靠而且高精度地控制鍍敷的表面狀態、各向異性成長、圖形間隔。因此，制造成品率差，存在由于鍍層燒焦引起的圖形的變形或鄰接線之間發生短路的問題。
[0009]一直以來，可以認為各向異性鍍敷成長機理是通過電流集中于導體圖形的上方而使鍍敷各向異性成長。但是，為什么電流會集中于導體圖形的上方還不清楚，因而真正的機理還不明確。另外，也存在由于鍍敷液未侵入到鄰接線圖形之間的間隔內而抑制橫向的鍍敷成長的觀點。但是，在該原理中，不能夠說明間隔開始出現的理由，再有，即使是相同的間隔寬度也存在正確地鍍敷成長的情況和未正確地鍍敷成長的情況，產生這樣的差異的理由還不明確。實際上，鍍敷圖形完全浸于鍍敷液，在間隔內應該一定存在有鍍敷液，鍍敷液不侵入到間隔內的理由也不明確。因此，要求弄明白真正的各向異性鍍敷成長機理并更加正確地控制各向異性鍍敷成長。
[0010]本發明是為了解決上述問題而完成的發明，本發明的目的在于，可靠而且高精度地控制鍍敷的表面狀態、各向異性成長、圖形間隔并且提高各向異性鍍敷圖形的制造成品率。另外，本發明的其它的目的在于，提供一種使用這樣的各向異性鍍敷方法制造的小型而且高性能的薄膜線圈。
[0011]解決問題的技術手段[0012]本申請發明人對于各向異性成長機理反復進行悉心研究，其結果，反現了通過伴隨著施加高電流的金屬離子稀薄層的形成和由于鍍敷液的攪拌引起的金屬離子稀薄層的部分破壞，可以形成縱橫比高的鍍敷圖形，通過控制施加電流和攪拌速度從而能夠可靠地形成所希望的高縱橫比的圖形。
[0013]本發明是基于這樣的技術見解的結果，本發明的各向異性鍍敷方法，其特征在于，在施加電流來形成涂膜的各向異性鍍敷方法中，一邊由鍍敷液的攪拌部分地破壞在鍍敷形成用的金屬膜或者形成于該金屬膜的表面的所述涂膜的表面產生的所述鍍敷液的金屬離子稀薄層中的、存在于想要選擇性地鍍敷成長的方向上的該金屬離子稀薄層一邊形成所述涂膜。
[0014]在本發明中，優選，所述涂膜的形成方向的截面形狀為圓弧狀，維持該圓弧狀而進行鍍敷成長。據此，能夠由所述鍍敷液的攪拌而容易地破壞在想要鍍敷成長的方向上存在的金屬離子稀薄層，并且能夠可靠地形成高縱橫比的鍍敷圖形。
[0015]在本發明中，優選，所述涂膜的平面形狀為線和間隔圖形(line and spacepattern)。據此，能夠以在鄰接線之間的間隔內殘留金屬離子稀薄層的狀態破壞在其上部所產生的金屬離子稀薄層，由此，能夠形成高縱橫比且間距(pitch)非常狹窄的線和間隔圖形。
[0016]在本發明中，所述涂膜形成時的電流密度優選為30~70A/100cm2。如果電流密度在該范圍內的話，則能夠在涂膜的表面上產生具有一定程度的厚度的金屬離子稀薄層，由此，能夠可靠地控制各向異性鍍敷成長。
[0017]在本發明中，所述鍍敷液優選`含有銅離子以及二硫化物。
[0018]優選，本發明的各向異性鍍敷方法控制選自所述電流的電流密度、所述鍍敷液的組成、所述鍍敷液的攪拌速度以及自所述涂膜至所述鍍敷液的攪拌位置的距離中的至少一個參數，控制所述線和間隔圖形的間隔寬度。由此，能夠高精度地控制各向異性成長。
[0019]另外，為了解決上述問題，本發明的薄膜線圈，其特征在于，具有由本發明的上述各向異性鍍敷方法形成的螺旋狀圖形。由此，能夠高精度地形成高縱橫比且間距非常狹窄的螺旋狀圖形。因此，能夠提供一種直流電阻低且電感高的高性能的薄膜線圈。
[0020]另外，本發明的各向異性鍍敷方法，其特征在于，具備:將由具有第I線寬度、第I間隔寬度以及第I厚度的第I線和間隔圖形構成的預鍍圖形形成于基板的主面的工序；在將所述基板浸于鍍敷液中的狀態下使第I電流流向所述預鍍圖形，在沒有個別地強制各個線圖形的各向異性成長的框架的狀態下使所述預鍍圖形各向同性地鍍敷成長，從而形成由具有寬于所述第I線寬度的第2線寬度、小于所述第I間隔寬度的第2間隔寬度以及厚于第I厚度的第2厚度并且在各個線圖形的上部具有彎曲面的第2線和間隔圖形構成的第I鍍敷圖形的工序；在將所述基板浸于所述鍍敷液中的狀態下使大于所述第I電流的第2電流流向所述第I鍍敷圖形，在所述第I鍍敷圖形的表面上產生金屬離子稀薄層，并且攪拌所述鍍敷液而部分地破壞各個線圖形的上部的所述金屬離子稀薄層，從而在沒有個別地強制各個線圖形的各向異性成長的框架的狀態下，使所述第I鍍敷圖形各向異性地鍍敷成長，形成由具有所述第2線寬度、所述第2間隔寬度以及厚于所述第2厚度的第3厚度并且在各個線圖形的上部具有彎曲面的第3線和間隔圖形構成的第2鍍敷圖形的工序。
[0021]在本發明中，所述鍍敷液優選為包含銅離子以及光亮劑的硫酸銅鍍敷液。另外，所述第I電流的電流密度優選為3~20A/100cm2，所述第2電流的電流密度優選為30~70A/100cm2。據此，可以高精度地控制各向異性成長。
[0022]優選，本發明的各向異性鍍敷方法將所述鍍敷液的攪拌構件配置于所述基板的所述主面的上方，使所述攪拌構件在與所述基板相平行的方向上反復進退移動來攪拌所述鍍敷液，由此部分地破壞各個線圖形的上部的所述金屬離子稀薄層。在此情況下，攪拌構件可以是由截面為三角形的棒狀體構成的槳，也可以是由具有格子構造的板狀構件構成的攪拌格子。由此，能夠高精度地控制金屬離子稀薄層的部分的破壞，并且能夠可靠地控制各向異性鍍敷成長。 [0023]優選，本發明的各向異性鍍敷方法使所述基板自身在與該基板相平行的方向上反復進退移動來攪拌所述鍍敷液，由此部分地破壞各個線圖形的上部的所述金屬離子稀薄層。根據該方法，不使用攪拌構件而能夠高精度地控制金屬離子稀薄層的部分的破壞，并且能夠可靠地控制各向異性鍍敷成長。
[0024]在本發明中，所述第I~第3線和間隔圖形優選為螺旋狀圖形。由此，能夠形成高縱橫比且非常狹窄的間距的螺旋狀圖形。因此，能夠提供直流電阻低且電感高的薄膜線圈。
[0025]優選，本發明的各向異性鍍敷方法在形成所述第I鍍敷圖形之前進一步具備形成包圍所述預鍍圖形的至少最外側的外部框架的工序，所述外部框架具有垂直于所述基板的主面的側面，該側面形成于與所述最外側的線圖形的側面隔開第3間隔寬度的位置。在此情況下，所述第3間隔寬度優選寬于所述第2間隔寬度。由此，能夠防止最外側的線圖形的變粗，并且能夠形成全部具有均等的線寬度的線和間隔圖形。
[0026]另外，本發明的薄膜線圈，其特征在于，具備基板和形成于所述基板上的螺旋狀圖形，所述螺旋狀圖形具備:預鍍層，形成于所述基板上，由具有第I線寬度、第I間隔寬度以及第I厚度的第I螺旋狀圖形所構成；第I無框架鍍層，由具有寬于所述第I線寬度的第2線寬度、小于所述第I間隔寬度的第2間隔寬度以及厚于第I厚度的第2厚度、在各個線圖形的上部具有彎曲面并且覆蓋所述預鍍層的所述第I螺旋狀圖形的上面以及側面的第2螺旋狀圖形所構成；第2無框架鍍層，由具有厚于所述第2厚度的第3厚度、在各個線圖形的上部具有彎曲面并且覆蓋所述第I無框架鍍層的所述第2螺旋狀圖形的第3螺旋狀圖形所構成。根據本發明，能夠形成高縱橫比且非常狹窄的間距的螺旋狀圖形，由此，能夠實現直流電阻低且電感高的薄膜線圈。
[0027]發明的效果
[0028]根據本發明，能夠可靠而且高精度地控制鍍敷的表面狀態、各向異性成長、圖形間隔，并且能夠提供可以形成縱橫比高且非常狹窄的間距的線和間隔圖形的各向異性鍍敷方法。另外，根據本發明，能夠提供使用這樣的各向異性鍍敷方法制造的小型且高性能的薄膜線圈。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1是用于說明本發明的第I實施方式的各向異性鍍敷方法的模式圖。
[0030]圖2是表示預鍍圖形13的更為具體的圖形形狀的平面圖。
[0031]圖3是用于說明金屬離子稀薄層17的模式圖。
[0032]圖4是表示鍍敷圖形的詳細的構造的大致截面圖。[0033]圖5是表示鍍敷裝置的結構的第I例子的模式圖。
[0034]圖6是表示鍍敷裝置的結構的第2例子的模式圖。
[0035]圖7是表示鍍敷裝置的結構的第3例子的模式圖。
[0036]圖8是表示圖7中的攪拌格子的結構的大致立體圖。
[0037]圖9是表示鍍敷裝置的結構的第4例子的模式圖。
[0038]圖10是表示電流密度與攪拌速度的關系的圖表。
[0039]圖11是表示鍍敷的表面狀態的光學顯微鏡照片。
[0040]圖12是用于說明本發明的第2實施方式的各向異性鍍敷方法的模式圖。
[0041]圖13是表示外部框架16的更為具體的圖形的平面圖，并且對應于圖2所表示的螺旋狀的預鍍圖形13。
[0042]圖14是分別表示晶圓(wafer)上的螺旋狀鍍敷圖形的各個試樣的光學顯微鏡照片的縮略圖和圖形的厚度的模式圖。
[0043]圖15是螺旋狀鍍敷圖形的詳細的SEM圖像照片。
[0044]圖16是分別表示晶圓上的螺旋狀鍍敷圖形的各個試樣的光學顯微鏡照片的縮略圖和圖形的厚度的模式圖。
[0045]圖17是螺旋狀鍍敷圖形的詳細的SEM圖像照片。
[0046]圖18是表示電流密度與鍍敷圖形的間隔寬度的關系的圖表。[0047]圖19是表示攪拌速度與間隔寬度的關系的圖表。
[0048]圖20是表示鍍敷液中的光亮劑(SPS)濃度與間隔寬度的關系的圖表。
[0049]圖21是表示鍍敷液中的硫酸銅濃度與間隔寬度的關系的圖表。
[0050]圖22是表示鍍敷時間與鍍敷圖形的縱橫比的關系的圖表。
[0051]圖23是表示一般的各向異性鍍敷方法的模式圖。
【具體實施方式】
[0052]以下，一邊參照附圖一邊對本發明的優選的實施方式進行詳細的說明。
[0053]圖1是用于說明本發明的第I實施方式的各向異性鍍敷方法的模式圖。
[0054]本實施方式的各向異性鍍敷方法中，首先，如圖1 (a)所示，將預鍍圖形13形成于基板10的表面。預鍍圖形13為被鍍敷的涂膜的基底金屬膜，例如能夠由圖23 (a)~(e)所表示的方法形成。此時的預鍍圖形13的平面形狀為線和間隔圖形(line and spacepattern)，并具有規定的線寬度Wu以及間隔寬度WS1。此時的線寬度Wu被設定成小于最終想要獲得的線和間隔圖形的線寬度I，相反，間隔寬度Wsi被設定成寬于最終想要獲得的線和間隔圖形的間隔寬度WS2。還有，在圖1 (a)中，將預鍍圖形13僅形成于基板10的單面，但是，也可以形成于兩面。基板10的平面形狀沒有特別的限定，可以是矩形，也可以是圓形。
[0055]以下，再次參照圖23 Ca)~(e)，對本實施方式的預鍍圖形13的形成方法進行詳細的說明。首先，將薄的基底金屬膜11成膜于基板10的整個面。作為基底金屬膜11的材料，優選使用銅(Cu)，能夠由無電解鍍或濺射等眾所周知的方法來進行形成。
[0056]接著，由光刻法形成由抗蝕圖形構成的預鍍用的框架12 (圖23 (b))。接著，進行電解鍍，選擇性地使露出于框架12的開口部的基底金屬膜11鍍敷成長，從而形成與基底金屬膜11 一體化了的線和間隔圖形(圖23 (C))。線和間隔圖形能夠通過在硫酸銅鍍敷液中將低電流施加于框架12來進行形成。
[0057]在此，基底金屬膜11上的線和間隔圖形的各個線全部是電連接的狀態，所以在用有機溶劑等除去框架12之后(圖23 (d))，除去剩余的基底金屬膜11，從而使線和間隔圖形表面化(圖23 (e))。基底金屬膜11能夠由濕式蝕刻、研磨、RIE等來進行除去。通過以上所述，完成由線和間隔圖形構成的預鍍圖形13。
[0058]相對于預鍍圖形13的線寬度Wu的間隔寬度Wsi的比優選為1.4以上。這是由于，在相對于線寬度Wu的間隔寬度Wsi的比小于1.4的情況下，經過后面所述的第I無框架鍍敷工序(各向同性鍍敷處理)之后的圖形上面不帶有圓角，其結果，高縱橫比的鍍敷圖形的成品率降低。
[0059]預鍍圖形13的厚度T1沒有特別的限定，但是，優選，截面的縱橫比(aspectratio) (IVWu)大致為I。這是由于，如果縱橫比過低的話，則短路率變高，如果縱橫比過高的話，則即使是相同的線圈厚度電阻值也會上升。還有，預鍍圖形13的上面，如圖所示，可以是平坦的，也可以帶有圓角，也可以是凹陷的。
[0060]圖2是表示預鍍圖形13的更為具體的圖形形狀的平面圖。
[0061]如圖2所示，預鍍圖形13是包含螺旋狀圖形13S的圖形，構成薄膜線圈的基本圖形。在同圖中，4個螺旋狀圖形13S被形成于一炔基板上的一部分，分別被分割而成為I個產品。螺旋狀圖形13S并不限定于圓形螺旋狀，也可以是矩形螺旋狀。螺旋狀圖形13S的外周端13e被連接于在橫向上延伸的多個配線圖形19中的任意一個，經由任意一個配線圖形13而將電流提供給所有的螺旋狀圖形13S。
[0062]接著，如圖1 (b)所示，實施在鍍敷液21中一邊施加低電流一邊使預鍍圖形13各向同性地鍍敷成長的第I無框架`鍍敷工序。所謂“無框架”，是指如圖23 (c)所表示的預鍍圖形13的形成時那樣的、不使用個別地強制各個線圖形的各向異性成長的框架12。此時，鍍敷液21可以攪拌，也可以不攪拌。通過該第I無框架鍍敷工序，截面為矩形狀的預鍍圖形13不僅在縱向上而且在橫向上進行鍍敷成長，上部成為彎曲的截面形狀。圖1 (b)中，表示成長中途的鍍敷圖形14。
[0063]對于鍍敷液21而言，優選使用硫酸銅鍍敷液。硫酸銅鍍敷液包含硫酸銅(CuSO4.5Η20)、硫酸(H2SO4)以及氯(Cl)，優選進一步包含改善鍍敷膜質的有機添加劑。作為有機添加劑，可以使用使鍍敷膜致密并提高光亮性的光亮劑、或在陰極表面抑制吸附銅離子的析出并增大活化極化而提高均勻電鍍性的整平劑。作為光亮劑，可以使用二硫化物或硫化物。二硫化物例如是SPS [雙-(3-磺丙基)_ 二硫化二鈉=NaO3S (CH2) 3SS (CH2) 3S03Na]，硫化物例如是HS-CnH2n-SO3 (巰基烷基磺酸(Mercapto alkylsulfonic acid))。作為整平劑，可以列舉PEG (聚乙二醇)等的表面活性劑。
[0064]第I無框架鍍敷工序，如圖1 (C)所示，持續到線和間隔圖形的間隔寬度Ws2達到小于預鍍圖形13的間隔寬度Wsi的最適當的寬度。其結果，鍍敷圖形14的線寬度I2寬于預鍍圖形13的線寬度Wu。在該變寬的部分與基板10之間存在一點點的間隙。
[0065]由第I無框架鍍敷工序獲得的鍍敷圖形14的厚度T2只要是能夠獲得上面的圓角，則沒有特別的限定，優選為最終想要獲得的鍍敷圖形的間隔寬度的I~3倍。這是由于，如果比其薄的話，則第2無框架鍍敷工序后的鄰接線之間發生短路的可能性變大，如果比其厚的話，則線圈的截面形狀在上方變粗的趨勢增強，即使是相同的鍍敷厚度截面積也變小，電阻值變大。
[0066]第I無框架鍍敷工序后的鍍敷圖形14的厚度T2優選為線和間隔圖形的間隔寬度Ws2的2倍以上。如果是2倍以上的話，則能夠提高縱橫比高且間隔寬度狹窄的線和間隔圖形的制造成品率。
[0067]接著，如圖1 (d)所示，實施在相同的鍍敷液中施加高于至此為止的電位的電位，并一邊流過大電流一邊使鍍敷圖形14各向異性地鍍敷成長的第2無框架鍍敷工序。由此，在與鍍敷液21相接觸的鍍敷圖形14的表面上產生一定厚度以上的金屬離子稀薄層17。
[0068]圖3是用于說明金屬離子稀薄層17的模式圖。
[0069]如圖3 Ca)所示，在鍍敷液21中設置一對電極22a、22b，如果在兩者之間分別施加正以及負的電位的話，則如圖3 (b)所示，陰極附近的金屬離子(陽離子)由電位而被拉近到陰極側(電極22b側)，在電極表面接受電子并依次析出于陰極表面。在這樣的電鍍現象中，在施加高電位時，因為金屬原子的析出速度變快，所以金屬離子從鍍敷槽液來不及被提供給陰極附近，在陰極附近的鍍敷液21 (金屬離子水溶液)中形成金屬離子濃度極為稀薄的區域。該區域在電容器的【技術領域】中被稱為“雙電荷層”，在本發明中被稱為“金屬離子稀薄層”。金屬離子稀薄層17中的金屬離子濃度是即使施加電位鍍敷也不成長的程度的濃度，嚴密地來說，具有隨著遠離界面而變濃的濃度梯度。金屬離子稀薄層17具有施加電位越高則越厚的趨勢。
[0070]本發明著眼于該金屬離子稀薄層17的產生，通過與后面所述的鍍敷液的攪拌相組合，從而不設置強制鍍敷的各向異性成長的框架，實現向一個方向的選擇性的鍍敷成長。
[0071]在從第I無框架鍍敷工序向第2無框架鍍敷工序轉移的時候，有必要將施加于鍍敷圖形14的電位從低電位瞬間地切換到高電位。這是由于有必要使金屬離子稀薄層17即使暫時地消失也不會完全消失。金屬離子稀薄層17即使在第I無框架鍍敷工序中也會產生，但是，其厚度非常薄而容易被破壞。由于即使是在切換時的一瞬間也不會滅絕這樣的金屬離子稀薄層17而是會進一步增厚，因而能夠可靠地抑制向橫向的鍍敷成長。
[0072]在第I無框架鍍敷工序中，如圖1 (e)所示，一邊將大電流提供給鍍敷圖形14 一邊以恰當的攪拌速度來攪拌其上方的鍍敷液21。金屬離子稀薄層17實質上是絕緣層，并且覆蓋鍍敷圖形14的整個面，但是，如果在該狀態下完全不攪拌而進行放置的話，則會以某概率產生絕緣破壞，該位置被局部地鍍敷。由于該部分的鍍敷成長無規則地被形成多個，因而成為表面的凹凸顯著的所謂鍍層燒焦的狀態。
[0073]然而， 在由鍍敷液的攪拌而部分地除去金屬離子稀薄層17的情況下，因為金屬離子僅被提供該部分，所以可以在一個方向上進行鍍敷成長。在此情況下，通過適度地攪拌鍍敷圖形的上方的鍍敷液21，從而接觸于鍍敷圖形的上部(頭部)的彎曲面的金屬離子稀薄層17被部分地破壞，鍍敷成長從該部分向上方繼續。金屬離子稀薄層17未被破壞的鍍敷圖形13的下部側面的鍍敷成長被抑制。
[0074]可以預測金屬離子稀薄層17的厚度Wtl為最終的線和間隔圖形的間隔寬度Ws2的一半(WS2/2)以上。這是由于，如果間隔寬度Ws2是金屬離子稀薄層17的厚度的2倍以上的話，則在左右的金屬離子稀薄層17之間存在有通常的金屬離子濃度的區域，這可以成為各向異性鍍敷成長的阻礙主要原因。因此，為了使各向異性鍍敷成長可靠，有必要使金屬離子稀薄層17的厚度為間隔寬度Ws2的一半以上。沒有成為Ws2A=Wtl的是由攪拌形成的金屬離子稀薄層的除去部分附近的Wtl,由于鍍敷液的晃動而反復大于Wtl—點或者小于Wtl—點。因此，實質上，接觸于較線之間的2W。更靠近外側部分的鍍敷圖形上方曲面的金屬離子稀薄層由于攪拌而被除去。在該狀態下，因為由施加高電位而已經形成的金屬離子稀薄層17被新形成的金屬離子稀薄層17守護，所以金屬離子不會被提供給該部分，金屬離子稀薄層17就這樣被維持。這樣的現象是在線和間隔圖形的形成時所產生的特有的現象，作為縮窄間隔寬度的方法是極為有效的。
[0075]第2無框架鍍敷工序中所使用的鍍敷液的組成并沒有特別的限定，不管是怎樣的組成，均可以高縱橫比地進行鍍敷成長。但是，電流密度與攪拌速度的最適當的組合根據每一個鍍敷液的組成而不同，所以鍍敷液的組成的管理是重要的。第I無框架鍍敷工序中所使用的鍍敷液即使在第2無框架鍍敷工序中也按照原樣使用，所以其組成即使在第2無框架鍍敷工序中也有必要是優選的組成。
[0076]在本實施方式中，最初的預鍍圖形13的間隔寬度Wsi被設定為寬于最終的鍍敷圖形的間隔寬度Ws2是重要的。這是由于，在使截面形狀為矩形圖形或梯形圖形的線圖形各向同性地鍍敷成長并將圓角形成于上面的同時，有必要縮窄至適度的間隔寬度。通過將預鍍圖形13整合成適合于各向異性鍍敷的形狀，從而能夠可靠地控制鍍敷圖形的厚度或表面狀態。
[0077]金屬離子稀薄層17由于鍍敷液的攪拌而從彎曲面的頂上部分被破壞，為了可以根據攪拌的強度而調節金屬離子稀薄層17的破壞區域，在第2無框架鍍敷工序的開始時，有必要使各個線圖形的上面帶有圓角。這是由于，如果各個線圖形的上面是平坦的話，則在所鄰接的線之間的間隔的上部所產生的金屬離子稀薄層17被破壞的條件與在其下部所產生的金屬離子稀薄層17被破壞的條件基本上相同，由鍍敷液的攪拌而僅破壞各個線圖形的上部的金屬離子稀薄 層17變得非常困難。
[0078]接著，如圖1 (f)所示，在鍍敷圖形成長至所希望的厚度(高度)T3的時點停止電流的提供，結束第2無框架鍍敷工序。通過以上所述，完成由具有高縱橫比的線和間隔圖形構成的鍍敷圖形15。
[0079]圖4是更加詳細地表示鍍敷圖形的構造的大致截面圖。
[0080]如圖4所示，由高縱橫比的線和間隔圖形構成的鍍敷圖形15具備:預鍍層15a，具有第I線寬度Wu、第I間隔寬度Wsi以及第I厚度T1 ;第I無框架鍍層15b，具有寬于第I線寬度Wu的第2線寬度W&小于第I間隔寬度Wsi的第2間隔寬度Ws2以及厚于第I厚度T1的第2厚度T2、在上部具有彎曲面并且覆蓋預鍍層15a的上面以及側面；第2無框架鍍層15c,具有第2線寬度W&第2間隔寬度Ws2以及厚于第2厚度T2的第3厚度T3、在上部具有彎曲面并且覆蓋第I無框架鍍層15b。
[0081]預鍍層15a為鍍敷形成用的基底金屬膜，第I無框架鍍層15b為使預鍍層15a各向同性地鍍敷成長而獲得的涂膜，第2無框架鍍層15c為使第I無框架鍍層15b各向異性地鍍敷成長而獲得的涂膜。這些層由相同的材料(Cu)所構成，但是，如果用顯微鏡照片來觀察其截面的話，則可以明確地區別各層的邊界。
[0082]用于實施上述各向異性鍍敷方法的鍍敷裝置并沒有特別的限定，例如可以使用以下所示的鍍敷裝置。[0083]圖5是表示鍍敷裝置的結構的第I例子的模式圖。
[0084]如圖5所示，該鍍敷裝置30為面朝上(face up)式，將負電位施加于固定在鍍敷槽31內的臺(stage) 32上的工件33 (形成有預鍍圖形13的基板10)。在鍍敷槽31的中央部配置有正側電極34，并且以與工件33的上面相對的方式配置。在工件33與正側電極34之間配置有作為一個攪拌構件的槳(paddle) 35。槳35是截面為正三角形的棒狀體，三角形的一邊例如是10mm。通過這樣的槳35在箭頭所表示的與基板面相平行的方向上反復進退移動，從而攪拌位于工件面的前方的鍍敷液21。
[0085]可以將新的鍍敷液或者鍍敷槽31內的循環的鍍敷液(銅離子)積極地提供給鍍敷槽31或者極之間，也可以切斷鍍敷液的供給。如果充分地提供鍍敷液的話，則鍍敷條件一直為一定，存在即使進行鍍敷間隔寬度也難以發生變化的優點。另一方面，如果切斷鍍敷液的供給的話，則鍍敷液中的銅離子漸漸地減少，存在隨著鍍敷的進行間隔寬度擴展的趨勢。在此情況下，直到鍍敷的結束為止，有必要留意以使銅離子濃度不進入到在該鍍敷條件下的鍍層燒焦區域。再有，通過調節鍍敷液(銅離子)的供給量，從而也可以調節存在隨著鍍敷的進行而擴展的趨勢的間隔寬度的擴展量(速度)。
[0086]圖6是表示鍍敷裝置的結構的第2例子的模式圖。
[0087]如圖6所示，該鍍敷裝置40為所謂縱型類型，將負電位施加于在鍍敷槽41內以垂直狀態進行設置的工件33。在與工件33的前面相對的位置上配置有正側電極34，正側電極34也與工件33相同以垂直狀態進行設置。在工件33與正側電極34之間配置有槳35。通過槳35在與基板面相平行的水平方向(圖中的與紙面相垂直的方向)上反復進退移動，從而攪拌位于工件33的前方的鍍敷液21。從工件33的表面到槳35的距離優選為15~30mm。
[0088]另外，如圖示所示，在鍍敷槽41的底部設置有鍍敷液供給口 42，可以從鍍敷液供給口 42積極地提供新的鍍敷液或者鍍敷槽41內的循環的鍍敷液(銅離子)，也可以切斷鍍敷液的供給。如果提供新的鍍敷液的話，則剩余的鍍敷液從隔板43的上端溢出，并通過外側的鍍敷液排出路徑44而從鍍敷液排出口 45被排出。
[0089]以上所說明的鍍敷裝置40與圖5所表示的鍍敷裝置30相同，能夠實施各向異性鍍敷方法，通過調節鍍敷液(銅離子)的供給量從而能夠調節存在隨著鍍敷的進行而擴展的趨勢的間隔寬度的擴展量(速度)。
[0090]圖7是表示鍍敷裝置的結構的第3例子的模式圖，圖8是表示圖7中的攪拌格子的結構的大致立體圖。
[0091]如圖7以及圖8所示，該鍍敷裝置50為所謂縱型類型的鍍敷裝置，特別是取代槳35而使用攪拌格子51的鍍敷裝置。攪拌格子51是具有格子構造的板狀構件，并且以在鍍敷液21中與工件33相對的方式進行設置。從工件33的表面到攪拌格子51的表面為止的距離優選為30~50mm。因為根據經驗已知如果使攪拌格子51過于接近于工件33的表面的話則鍍敷液的攪拌狀態變差，所以在攪拌格子51與工件33之間需要適當的距離。
[0092]攪拌格子51在與基板面相平行的平面內反復例如旋轉半徑20mm的旋轉運動，從而攪拌位于工件面的前方的鍍敷液21。還有，攪拌格子51的運動并不限定于旋轉運動，可以是一個方向的周期性的搖動，也可以是Ι/f晃動的搖動。還有，一個方向的搖動為一維的進退移動，平面內旋轉運動為二維的進退移動。
[0093]如果列舉攪拌格子51的尺寸的一個例子的話，則格子區域的尺寸(橫寬WmlX縱寬Wm2)為200mmX 200mm，格子孔的尺寸(橫寬Wm3X縱寬Wm4)為13mmX 13mm，格子的梁寬Wm5為2mm,厚度Wm6為10mm。還有,攪拌格子51的尺寸可以配合攪拌條件而適當設定。但是，以在水壓下不發生彎曲的方式對攪拌格子51要求一定程度的剛性。
[0094]在本實施方式中，優選將攪拌格子51配置于設置于鍍敷槽41的底部的鍍敷液供給口 42的大致正上方。根據該結構，能夠效率良好地攪拌新的鍍敷液，并且即使鍍敷進行也能夠確保一定的間隔寬度。
[0095]在使用了圖7所表示的攪拌格子51的鍍敷裝置中，因為電場和攪拌的雙方的影響相對于鍍敷圖形而一直被施加，所以可以推測金屬離子稀薄層一直成為打開的狀態。相對于此，在使用了圖6所表示的槳35的鍍敷裝置中，因為僅電場的影響被一直施加，攪拌的影響被斷續地施加，所以可以推測金屬離子稀薄層反復開閉。因此，可以認為使用了槳35的鍍敷裝置容易維持鍍敷圖形的線間距離，并可以促進各向異性鍍敷成長。
[0096]圖9是表示鍍敷裝置的結構的第4例子的模式圖。
[0097]如圖9所示，該鍍敷裝置60為所謂縱型類型的鍍敷裝置，特別是以通過不使用攪拌構件而使工件33搖動從而攪拌鍍敷液為特征。工件33在與基板面相平行的平面內例如反復旋轉運動，從而攪拌位于工件面的前方的鍍敷液21。工件的運動并不限定于旋轉運動，可以是一個方向的周期性的搖動，也可以是Ι/f晃動的搖動。
[0098]以上所說明的鍍敷裝置60與圖5所表示的鍍敷裝置30相同，能夠實施各向異性鍍敷方法，并且通過調節鍍敷液(銅離子)的供給量從而能夠調節存在隨著鍍敷的進行而擴展的趨勢的間隔寬度的擴展量(速度)。特別是可以完全不使用槳或者攪拌格子等的攪拌構件，能夠均勻且沒有偏差地破壞基板上的金屬離子稀薄層，由此能夠形成由具有高縱橫比的線和間隔圖形構成的鍍敷圖形。另外，能夠廉價地構成鍍敷裝置。
[0099]第2無框架鍍敷工序中的鍍敷的最適當條件為從鍍層燒焦區域稍稍靠近良好區域的地方。再有，隨著各向異性鍍敷成長進`行，優選，在未鍍層燒焦的區域提高電流密度，或降低攪拌速度，或將它們同時地進行，從而成為間隔寬度擴展的條件。
[0100]圖10是表示電流密度與攪拌速度的關系的圖表，橫軸表示電流密度(A/lOOcm2)，縱軸表示攪拌速度(rpm)。還有，攪拌速度是指槳每分鐘往復幾次。另外，在圖表中，“〇”表示鍍敷結果為良好的試樣，“ X ”表示鍍敷結果為不良的試樣，“#”表示鍍敷結果為短路的試樣。電流密度的單位面積IOOcm2是指從正上方(正前方)看鍍敷圖形的時候的平面面積。
[0101]如圖10所示，在使流向鍍敷圖形的電流的電流密度為一定的時候，在攪拌速度低的時候產生鍍層燒焦，如果提高攪拌速度的話，則從某攪拌速度起顯現形成有良好的鍍敷圖形的區域，如果進一步提高攪拌速度的話，則從某攪拌速度起顯現鄰接線之間發生短路的區域。這樣，鍍敷圖形的狀態根據鍍敷條件而屬于“鍍層燒焦區域”、“良好區域”以及“短路區域”中的任意一個。
[0102]另一方面，在使攪拌速度為一定的時候，電流密度越高則良好區域的縱橫比越高，良好的攪拌速度的余量(margin)擴展。即，如果提高電流密度的話，則線和間隔圖形的間隔寬度擴展，相反，如果降低的話，則間隔寬度變窄。還有，如果提高鍍敷液中的銅離子濃度的話，則鍍敷的析出速度上升，并且成為與提高電流密度的情況或提高攪拌速度的情況相同的效果。另外，即使提高鍍敷液中的光亮劑的濃度，也成為與提高電流密度的情況或提高攪拌速度的情況相同的效果。[0103]如以上所述，如果提高電流密度(施加電位),則電流密度(施加電位)越高,金屬離子稀薄層越厚而變得牢固，從而有必要提高對于金屬離子稀薄層的部分破壞來說所必要的攪拌速度。但是，因為如果攪拌速度過快的話則會產生短路，所以存在電流密度與攪拌速度的最適當的組合條件。另外，存在如果電流密度變高則攪拌速度的允許范圍擴展的趨勢。本發明的各向異性鍍敷方法，考慮了這樣的條件的精密且均勻的攪拌是必要的。還有，以上的結果與圖3所表示的金屬離子稀薄層模型不矛盾。
[0104]圖11是表示鍍敷的表面狀態的光學顯微鏡照片。
[0105]如圖11 (a)所示，在鍍敷圖形進行正確地鍍敷成長的情況下，形成具有非常狹窄的間距的清晰的線和間隔圖形。但是，在產生鍍層燒焦的情況下，如圖11 (b)所示，產生大小各種各樣的凹凸，從而成為線寬度混亂的圖形。在短路的情況下，不存在圖11 (a)的線間(間隔)。
[0106]如以上所說明的那樣，本發明的各向異性鍍敷方法，因為在施加電流而形成涂膜的時候，一邊由鍍敷液的攪拌部分地破壞在鍍敷形成用的金屬膜或者形成于該金屬膜的表面的涂膜的表面產生的鍍敷液的金屬離子稀薄層17中的、存在于想要選擇性地鍍敷成長的方向上的該金屬離子稀薄層17—邊形成涂膜，所以能夠形成鄰接線圖形之間不發生短路、具有比光刻的分辨極限更狹窄的間隔寬度、線寬度大、而且縱橫比高的線和間隔圖形。
[0107]另外，本實施方式的各向異性鍍敷方法，因為在第I無框架鍍敷工序中使預鍍圖形鍍敷成長，在整形到金屬離子稀薄層17被正確地形成那樣的形狀之后，在第2無框架鍍敷工序中實施各向異性鍍敷成長，所以能夠以非常狹窄的間距形成縱橫比高的線和間隔圖形，并且能夠高精度地控制線和間隔圖形的形狀。再有，本實施方式的各向異性鍍敷方法，因為在使鄰接線圖形之間的間隔寬度小于能夠以抗蝕劑來分辨的間隔寬度之后實施由施加大電流進行的鍍敷，所以能夠增加線圖形的截面積。因此，能夠降低鍍敷圖形的直流電阻，并且能夠降低發熱或消耗電力。
`[0108]接著，對本發明的第2實施方式的各向異性鍍敷方法進行說明。第2實施方式的各向異性鍍敷方法的特征在于，使用限制線和間隔圖形的最外側的線圖形的向橫向的鍍敷成長的外部框架16。第I實施方式中沒有明示，但是，在完全不使用框架的情況下，不存在鄰接的線圖形的最外側的線圖形，不僅是在圖形上部的彎曲面所產生的金屬離子稀薄層17，而且直至在最內周的內側和最外周的外側的圖形的側面所產生的金屬離子稀薄層17被破壞，由此可以看到向橫向的鍍敷成長進行而粗于其他的線圖形的趨勢。因此，在第2實施方式中，以最外側的線圖形成為與其他的線圖形相同的粗細的方式進行控制。
[0109]圖12是用于說明本發明的第2實施方式的各向異性鍍敷方法的模式圖。
[0110]本實施方式的各向異性鍍敷方法中，首先，如圖12 (a)所示，在將預鍍圖形13形成于基板10的表面之后，形成外部框架16。外部框架16為包圍預鍍圖形的最外側的線圖形的周圍的抗蝕圖形。外部框架16具有相對于基板10的主面垂直的側面，該側面被形成于從最外側的線圖形的側面隔開規定的間隔寬度Ws3的位置。詳細情況如后面所述，該間隔寬度Ws3優選稍寬于線和間隔圖形的間隔寬度Wsi的一半的寬度(ffsl/2 )。
[0111]其后，如圖12 (b)~(f)所示，依次實施第I無框架鍍敷工序以及第2無框架鍍敷工序。該工序與第I實施方式基本上相同。
[0112]在不使用外部框架16的情況下，覆蓋不存在鄰接的線圖形的最外側的線圖形的側面的金屬離子稀薄層17也被破壞，鍍敷成長在橫向上也擴展，該線圖形的寬度相比于其他的線圖形，線寬度變大。但是，在本實施方式中，因為外部框架16的側面防止金屬離子稀薄層17的破壞，所以能夠抑制向橫向的鍍敷成長。
[0113]另一方面，如圖12 (e)所示，在存在外部框架16的情況下，其成為影子而使攪拌時的波難以到達處于外部框架16的附近的金屬離子稀薄層17。因此，優選以所有的線圖形均等地進行鍍敷成長的方式使間隔寬度Ws4稍寬于線和間隔圖形的間隔寬度Ws2的一半的寬度(WS2/2)并增加頂部附近的金屬離子稀薄層17被破壞的范圍。
[0114]其后，根據需要，也可以實施除去外部框架16并施加與第2無框架鍍敷工序相同的高電位的第3無框架鍍敷工序。在第3無框架鍍敷工序中，存在線圖形難以向橫向變粗的趨勢。這是由于，因為鍍敷圖形已經較厚，所以鍍敷液的攪拌的影響達不到最內周的內側和最外周的外側的線圖形的下部，金屬稀薄層難以被破壞。因此，能夠預料所希望的各向異性鍍敷成長。
[0115]圖13是表不外部框架16的更為具體的圖形的平面圖，并且對應于圖2所表不的螺旋狀的預鍍圖形13。
[0116]如圖13 Ca)以及(b)所示，外部框架16為分別包圍螺旋狀的預鍍圖形13的最外周側和最內周側的形狀，并且由被設置于螺旋狀圖形13S的最外周的外側的第I部分16a和被設置于最外周的內側的第2部分16b所構成。于是，如圖13 (b)所示，預鍍螺旋狀圖形13S被配置于不存在外部框 架16的圓環狀的區域。還有，螺旋狀圖形13S的最內周也可以作為線和間隔圖形的最外側來解釋。
[0117]如以上所說明的那樣，本實施方式的各向異性鍍敷方法，因為使用外部框架16，所以除了第I實施方式的發明的效果之外，還能夠防止在線和間隔圖形的最外側的線圖形的側面所顯現的金屬離子稀薄層17由于鍍敷液的攪拌而被破壞，由此能夠防止最外側的線圖形的寬度大于其他的線圖形。另外，特別是因為在開始第I無框架鍍敷工序之前形成外部框架16，所以在第I無框架鍍敷工序與第2無框架鍍敷工序之間不介有外部框架16的形成工序，因而能夠連續地進行從第I無框架鍍敷工序向第2無框架鍍敷工序的切換。
[0118]以上，對本發明的優選的實施方式進行了說明，但是，本發明并不限定于上述的實施方式，只要是在不脫離本發明的宗旨的范圍內，可以進行各種各樣的變更，不言而喻，這些變更也包含于本發明的范圍內。
[0119]例如，在上述實施方式中，作為線和間隔圖形的一個例子，列舉了螺旋狀圖形，但是，本發明并不限定于螺旋狀圖形，例如也可以應用于多條直線圖形的排列等、各種各樣的線和間隔圖形。
[0120][實施例]
[0121](實施例1)
[0122]使用圖5所表示的面朝上式鍍敷裝置，在硫酸銅鍍敷液浴槽中對6英寸硅晶圓的單面進行鍍敷處理，形成2000個螺旋狀圖形。在此，鍍敷裝置的槳由將一邊為IOmm的正三角形作為截面形狀的棒狀體所構成，其長度為200_。另外,作為正側電極,使用直徑15cm的圓板，作為其材料，使用含磷銅(磷濃度500ppm)。從晶圓表面到槳的底面的距離為IOmm,從晶圓搭載面到正側電極的距離為50mm。槳行程(stroke)為180mm,并且能夠從晶圓的一端到另一端為止進行甩開。[0123]硫酸銅鍍敷液的成分是200g/L的CuS04、200g/L的H2S04、30mg的Cl-、10g/L的氯離子(Cl)、作為光亮劑的約5mg/L的SPS (二硫化物)、作為整平劑的PEG (聚乙二醇，平均分子量:15000)，鍍敷液的液溫維持為40°C。
[0124]在螺旋狀圖形的形成中，首先，由濺射使厚度0.2 μ m的Cu膜成膜于硅晶圓的一個主面的整個面上。接著，將干膜抗蝕劑成膜于Cu膜的表面，由光刻法以及干式蝕刻法對干膜抗蝕劑進行圖形化，從而形成抗蝕圖形。
[0125]接著，將抗蝕圖形作為框架并進行鍍敷處理(框架鍍敷)，直至其厚度成為25 μ m為止，在Cu膜上使螺旋狀圖形鍍敷成長。其后，除去抗蝕圖形，由研磨除去不要的Cu膜，從而完成預鍍圖形。再有，將外部框架形成于預鍍圖形的周圍。外部框架通過在對厚度150 μ m的干膜抗蝕劑進行成膜之后由光刻法以及干式蝕刻法對干膜抗蝕劑進行圖形化而形成。
[0126]接著，實施第I無框架鍍敷工序。此時的鍍敷條件是電流密度為5A/100cm2、槳的往復次數為80往復/分、間隔寬度為12 μ m。其結果，獲得厚度18 μ m的鍍敷圖形。
[0127]接著，實施第2無框架鍍敷工序。此時的鍍敷條件是電流密度為50A/100cm2、槳的往復次數為80往復/分、整體的厚度為約140 μ m。
[0128]圖14是分別表示晶圓上的螺旋狀鍍敷圖形的各個試樣的光學顯微鏡照片的縮略圖和圖形的厚度的模式圖。另外，圖15是螺旋狀鍍敷圖形的詳細的SEM圖像照片。
[0129]如圖14所示，晶圓上9點的各個試樣的圖形厚度雖然多少有點不均勻，但是均收納于137~144μπι的范圍內，厚度的平均為139μπι，其范圍成為9μπι。另外，在圖15的電子顯微鏡照片中，也能夠確認形成縱橫比高而且間距非常狹窄的螺旋狀圖形。
[0130](實施例2)
[0131]對于由上述實施例1獲得的晶圓實施第3無框架鍍敷工序。在第3無框架鍍敷工序中，剝離外部框架，電流密度為6`0A/100cm2，槳的往復次數為100往復/分，包含預鍍圖形的整體的厚度為約180 μ m。
[0132]圖16是分別表示晶圓上的螺旋狀鍍敷圖形的各個試樣的光學顯微鏡照片的縮略圖和圖形的厚度的模式圖。另外，圖17是螺旋狀鍍敷圖形的詳細的SEM圖像照片。
[0133]如圖16所示，晶圓上9個點的各個試樣的圖形厚度雖然多少有點不均勻，但是均收納于177~189μπι的范圍內，厚度的平均為183μπι，其范圍成為12μπι。另外，在圖17的電子顯微鏡照片中，也能夠確認形成縱橫比高而且間距非常狹窄的螺旋狀圖形。
[0134](實施例3)
[0135]在與實施例1相同的條件下實施線圈圖形的厚度成為140 μ m的各向異性鍍敷方法。此時，在第2無框架鍍敷工序中將提供給鍍敷圖形的電流密度作為參數，并對于30、40、50、60 (Α/lOOcm2)的各個條件進行測定。
[0136]圖18是表示電流密度與鍍敷圖形的間隔寬度的關系的圖表。
[0137]由圖18可以了解到，由線和間隔圖形構成的鍍敷圖形的間隔寬度與電流密度的增加成比例。因此，顯然可以通過提高電流密度來擴展間隔寬度，相反，可以通過降低電流密度來縮窄間隔寬度。可以認為如果施加電流密度(電位)變大的話，則金屬離子稀薄層也變厚而變得牢固，伴隨于此間隔寬度也擴展。
[0138](實施例4)
[0139]在與實施例1相同的條件下實施線圈圖形的厚度成為140 μ m的各向異性鍍敷方法。此時，在第2無框架鍍敷工序中將鍍敷液的攪拌速度作為參數，并對于80、90、lOO(rpm)的各個條件進行測定。此時的電流密度為50A/100cm2。
[0140]圖19是表示攪拌速度與間隔寬度的關系的圖表。
[0141]如圖19所示，可以了解到由線和間隔圖形構成的鍍敷圖形的間隔寬度與攪拌速度的增加成反比例。因此，顯然可以通過提高攪拌速度來縮窄間隔寬度，相反，可以通過降低攪拌速度來擴展間隔寬度。因此，可以認為如果攪拌速度快的話則金屬離子稀薄層的破壞區域擴展，所以間隔寬度變窄。
[0142](實施例5) [0143]在與實施例1相同的條件下實施線圈圖形的厚度成為140 μ m的各向異性鍍敷方法。此時，在第2無框架鍍敷工序中將鍍敷液中的光亮劑(SPS)的濃度作為參數，并對于1、
5、10 (mg/L)的各個條件進行測定。
[0144]圖20是表示鍍敷液中的SPS濃度與間隔寬度的關系的圖表。
[0145]如圖20所示，可以了解到由線和間隔圖形構成的鍍敷圖形的間隔寬度與SPS濃度的增加成比例。因此，顯然可以通過提高SPS濃度來擴展間隔寬度，相反，可以通過降低SPS濃度來縮窄間隔寬度。因此，可以認為如果SPS濃度變高的話，則與提高電流密度的情況相同，金屬離子稀薄層也變厚而變得牢固，伴隨于此間隔寬度也擴展。
[0146](實施例6)
[0147]在與實施例1相同的條件下實施線圈圖形的厚度成為140 μ m的各向異性鍍敷方法。此時，在第2無框架鍍敷工序中將鍍敷液中的硫酸銅濃度作為參數，并對于150、200、250 (g/L)的各個條件進行測定。
[0148]圖21是表示鍍敷液中的硫酸銅濃度與間隔寬度的關系的圖表。
[0149]如圖21所示，可以了解到由線和間隔圖形構成的鍍敷圖形的間隔寬度與硫酸銅濃度的增加成反比例。因此，顯然可以通過提高硫酸銅濃度來縮窄間隔寬度，相反，可以通過降低硫酸銅濃度來擴展間隔寬度。因此，可以認為如果硫酸銅濃度變高的話，則難以形成金屬離子稀薄層，間隔寬度變窄。
[0150](實施例7)
[0151]基本的鍍敷條件與上述實施例1相同，使預鍍圖形的線寬度為25 μ m，求得使相對于此的間隔寬度在15~60 μ m的范圍內變化的時候的產品的制造成品率。預鍍圖形的間隔寬度以每5μπι的刻度進行變化。其結果表示于表1中。
[0152][表 I]
[0153]
間隔寬度(μ m) [?5 [20 [25 [30 [35 [40 [45 [δ? [δ5 [θ?成品率5 15 35 70 95 99 100~100~100~Τ00
[0154]由表1可知，在間隔寬度為30 μ m以下的時候成品率成為70%以下，成為非常低的成品率。相對于此，在間隔寬度為35 μ m以上的時候成品率成為95%以上，成為非常高的成品率。根據以上的結果，顯然可知相對于預鍍圖形的線寬度的間隔寬度的比優選為1.4以上，如果是其以下的話，則得不到第I無框架鍍敷工序后的圖形表面的圓角，用于獲得良好的間隔寬度的成品率降低。
[0155](實施例8)
[0156]基本的鍍敷條件與上述實施例1相同，求得使預鍍圖形的縱橫比在0.1~5.0的范圍內變化的時候的短路率以及電阻值。還有，電阻值是將良好值作為100的時候的標準值。其結果表不于表2中。
[0157][表2]
[0158]
【權利要求】
1.一種各向異性鍍敷方法，其特征在于: 是施加電流來形成涂膜的各向異性鍍敷方法， 一邊由鍍敷液的攪拌部分地破壞在鍍敷形成用的金屬膜或者形成于該金屬膜的表面的所述涂膜的表面產生的所述鍍敷液的金屬離子稀薄層中的、存在于想要選擇性地鍍敷成長的方向上的該金屬離子稀薄層一邊形成所述涂膜。
2.如權利要求1所述的各向異性鍍敷方法，其特征在于: 所述涂膜的形成方向的截面形狀為圓弧狀，維持該圓弧狀而進行鍍敷成長。
3.如權利要求1所述的各向異性鍍敷方法，其特征在于: 所述涂膜的平面形狀為線和間隔圖形。
4.如權利要求1所述的各向異性鍍敷方法，其特征在于: 所述涂膜形成時的電流密度為30~70A/100cm2。
5.如權利要求1所述的各向異性鍍敷方法，其特征在于: 所述鍍敷液含有銅離子以及二硫化物。
6.如權利要求3所述的各向異性鍍敷方法，其特征在于: 控制選自所述電流的電流密度、所述鍍敷液的組成、所述鍍敷液的攪拌速度以及自所述涂膜至所述鍍敷液的攪拌位置的距離中的至少一個參數，并控制所述線和間隔圖形的間隔覽度。`
7.一種薄膜線圈，其特征在于: 具有由權利要求1~6中的任意一項的各向異性鍍敷方法形成的螺旋狀圖形。
8.一種各向異性鍍敷方法，其特征在于: 具備: 將由具有第I線寬度、第I間隔寬度以及第I厚度的第I線和間隔圖形構成的預鍍圖形形成于基板的主面的工序； 在將所述基板浸于鍍敷液中的狀態下使第I電流流向所述預鍍圖形，在沒有個別地強制各個線圖形的各向異性成長的框架的狀態下，使所述預鍍圖形各向同性地鍍敷成長，形成由具有寬于所述第I線寬度的第2線寬度、小于所述第I間隔寬度的第2間隔寬度以及厚于第I厚度的第2厚度并且在各個線圖形的上部具有彎曲面的第2線和間隔圖形構成的第I鍍敷圖形的工序； 在將所述基板浸于所述鍍敷液中的狀態下使大于所述第I電流的第2電流流向所述第I鍍敷圖形，在所述第I鍍敷圖形的表面產生金屬離子稀薄層，并且攪拌所述鍍敷液而部分地破壞各個線圖形的上部的所述金屬離子稀薄層，從而在沒有個別地強制各個線圖形的各向異性成長的框架的狀態下，使所述第I鍍敷圖形各向異性地鍍敷成長，形成由具有厚于所述第2厚度的第3厚度并且在各個線圖形的上部具有彎曲面的第3線和間隔圖形構成的第2鍍敷圖形的工序。
9.如權利要求8所述的各向異性鍍敷方法，其特征在于: 所述鍍敷液為包含銅離子以及光亮劑的硫酸銅鍍敷液。
10.如權利要求8所述的各向異性鍍敷方法，其特征在于: 所述第I電流的電流密度為3~20A/100cm2， 所述第2電流的電流密度為30~70A/100cm2。
11.如權利要求8所述的各向異性鍍敷方法，其特征在于: 將所述鍍敷液的攪拌構件配置于所述基板的所述主面的上方，使所述攪拌構件在與所述基板平行的方向上反復進退移動來攪拌所述鍍敷液，由此部分地破壞各個線圖形的上部的所述金屬離子稀薄層。
12.如權利要求11所述的各向異性鍍敷方法，其特征在于: 所述攪拌構件是由截面為三角形的棒狀體構成的槳。
13.如權利要求11所述的各向異性鍍敷方法，其特征在于: 所述攪拌構件是由具有格子構造的板狀構件構成的攪拌格子。
14.如權利要求8~10中的任意一項所述的各向異性鍍敷方法，其特征在于: 使所述基板自身在與該基板平行的方向上反復進退移動來攪拌所述鍍敷液，由此部分地破壞各個線圖形的上部的所述金屬離子稀薄層。
15.如權利要求8所述的各向異性鍍敷方法，其特征在于: 所述第I~第3線和間隔圖形為螺旋狀圖形。
16.如權利要求8所述的各向異性鍍敷方法，其特征在于: 在形成所述第I鍍敷圖 形之前，進一步具備形成包圍所述預鍍圖形的至少最外側的外部框架的工序， 所述外部框架具有垂直于所述基板的主面的側面，該側面形成于與所述最外側的線圖形的側面隔開第3間隔寬度的位置。
17.如權利要求16所述的各向異性鍍敷方法，其特征在于: 所述第3間隔寬度寬于所述第2間隔寬度。
18.—種薄膜線圈，其特征在于: 具備: 基板；以及 形成于所述基板上的螺旋狀圖形， 所述螺旋狀圖形具備: 預鍍層，形成于所述基板上，由具有第I線寬度、第I間隔寬度以及第I厚度的第I螺旋狀圖形所構成； 第I無框架鍍層，由具有寬于所述第I線寬度的第2線寬度、小于所述第I間隔寬度的第2間隔寬度以及厚于第I厚度的第2厚度、在各個線圖形的上部具有彎曲面并且覆蓋所述預鍍層的所述第I螺旋狀圖形的上面以及側面的第2螺旋狀圖形所構成； 第2無框架鍍層，由具有所述第2線寬度、所述第2間隔寬度以及厚于所述第2厚度的第3厚度、在各個線圖形的上部具有彎曲面并且覆蓋所述第I無框架鍍層的所述第2螺旋狀圖形的第3螺旋狀圖形所構成。
【文檔編號】H01F41/04GK103695972SQ201310435022
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月23日 優先權日:2012年9月27日
【發明者】上島聰史, 太田尚志, 鈴木將典, 出口友季 申請人:Tdk株式會社