專(zhuān)利名稱(chēng)：化學(xué)處理方法和化學(xué)處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)處理方法和化學(xué)處理裝置，利用它們將材料上形成的金屬膜刻蝕成預(yù)定的圖案。
背景技術(shù)：
TAB(膠帶自動(dòng)粘結(jié))技術(shù)作為在長(zhǎng)而柔性的承載帶上組裝半導(dǎo)體芯片的組裝技術(shù)，長(zhǎng)期以來(lái)一直引起人們的關(guān)注。這一TAB技術(shù)是非常有用的，因?yàn)槔贸休d帶的柔性能夠進(jìn)行三維組裝，而且可以在同一承載帶上組裝多個(gè)半導(dǎo)體芯片。
在應(yīng)用于TAB技術(shù)的承載帶上，形成了由金屬(如金和銅)制成的各種布線圖案，以便與半導(dǎo)體芯片實(shí)現(xiàn)電連接。這一類(lèi)型的承載帶被分成“雙層承載帶”(在承載帶上無(wú)需任何粘合劑，通過(guò)濺射或類(lèi)似方法直接形成金屬膜)和“三層承載帶”(利用粘合劑在承載帶上粘附金屬箔)。與三層承載帶相比，雙層承載帶具有優(yōu)良的電特性，并由于不使用粘合劑，其能夠提高半導(dǎo)體芯片的加工速率。因此，雙層承載帶是最近最通用的承載帶。
在這一雙層承載帶中，在膠帶和金屬膜之間形成了金屬底涂層以提高它們之間的粘合。

圖1顯示了常常用作金屬底涂層的金屬以及這些金屬底涂層的主要性能。
如圖1中所示，從例如機(jī)械特性、化學(xué)穩(wěn)定性和導(dǎo)電性方面來(lái)考慮時(shí)，作為金屬底涂層的銅、鎳-鉻基金屬、鎳-釩基金屬和鉻基金屬中的任何一種都具有足夠的初始強(qiáng)度。
這些金屬底涂層當(dāng)中，銅、鎳-鉻基金屬和鎳-釩基金屬是不穩(wěn)定的，并且在高溫環(huán)境和高濕度環(huán)境中容易損壞，而且不適合于使用氰化物鍍金溶液的鍍金過(guò)程。然而，這三種金屬底涂層易于刻蝕成預(yù)定圖案。
與以上三種金屬底涂層相比，鉻基金屬對(duì)高溫環(huán)境和高濕度環(huán)境有耐受性。另外，鉻基金屬能夠很好地使用氰化物鍍金溶液來(lái)進(jìn)行鍍金。
不幸地，這一鉻基金屬必須在高溫下通過(guò)特殊的蝕刻方法來(lái)進(jìn)行刻蝕，而且該金屬必須使用有害的處理溶液如高錳酸鉀來(lái)處理。這將在廢液處置時(shí)，增加環(huán)境的負(fù)荷，而且所產(chǎn)生的六價(jià)鉻的處理近年來(lái)受到越來(lái)越嚴(yán)格的控制。也就是說(shuō)，會(huì)導(dǎo)致各種不利情況的出現(xiàn)。因此，鉻基金屬不適宜于刻蝕。因此，需要能夠容易地刻蝕這些金屬的化學(xué)處理法和化學(xué)處理裝置。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供能夠容易地刻蝕那些不適宜刻蝕的金屬(尤其鉻)的化學(xué)處理方法，和使用這一化學(xué)處理方法的化學(xué)處理裝置。
本發(fā)明涉及化學(xué)處理方法和化學(xué)處理裝置，利用它們將材料上形成的金屬膜刻蝕成預(yù)定的圖案。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過(guò)使用含有酸根的酸性處理溶液或含有鹵素離子的堿處理溶液，對(duì)作為陰極的金屬膜進(jìn)行電解還原處理。然后將該金屬膜在另一種酸性處理溶液中浸泡。含有酸根的酸性處理溶液的優(yōu)選例子是鹽酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、羧酸(RCOOH)、氟化氫(HF)和磷酸(H3PO4)。鹵素離子的優(yōu)選例子是氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KCl)和碘化鉀(KI)。優(yōu)選，另一種酸性處理溶液含有鹵素離子。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在含有氯離子的處理溶液中對(duì)作為陰極的金屬膜進(jìn)行電解還原處理。然后將該金屬膜在一種酸性處理溶液中浸泡。這一酸性處理溶液優(yōu)選含有鹵素離子。
在如上所述的本發(fā)明中，在需要形成薄膜的材料上所形成的金屬膜能夠通過(guò)簡(jiǎn)單方法被刻蝕成預(yù)定圖案，即利用電解還原處理將在金屬膜的表面上形成的氧化物加以還原，并在此之后進(jìn)行酸浸泡處理。
作為構(gòu)成金屬膜的金屬，可以使用鉻、鈦、鎢、鈀和鉬中的一種。還可以使用含有鉻、鈦、鎢、鈀和鉬中的至少一種的合金。作為合金，優(yōu)選使用鎳鉻合金。尤其當(dāng)該金屬膜含有鉻時(shí)，可以防止六價(jià)鉻的產(chǎn)生。
在該電解還原處理中，該金屬膜也可以部分地在含有氯離子的處理溶液中浸泡。在這種情況下，該金屬膜不必完全地浸泡在處理溶液中，例如，它僅僅需要部分地將金屬膜浸入處理溶液中。因?yàn)檫@減少了處理溶液的用量，所使用的處理溶液能夠節(jié)約。
在該電解還原處理中，還有可能將金屬膜浸泡在含有鹵素離子的酸性處理溶液，優(yōu)選含有氯離子的酸性處理溶液中，并對(duì)作為陰極的金屬膜進(jìn)行電解還原。因?yàn)樵诮饘倌そ菰诤宣u素離子的酸性處理溶液(優(yōu)選含有氯離子的酸性處理溶液)中的同時(shí)，對(duì)作為陰極的金屬膜進(jìn)行電解還原，因此該金屬膜能夠容易地被刻蝕成預(yù)定圖案，同時(shí)還原在金屬膜的表面上形成的氧化物。
本發(fā)明的其他目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將在下面的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且部分地從該說(shuō)明書(shū)中明顯看出，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施來(lái)學(xué)習(xí)到。本發(fā)明的這些目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)可利用下文特別指出的手段和組合來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
附圖簡(jiǎn)介這些附圖，作為說(shuō)明書(shū)的一部分被引入，用于說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案，而且與上面給出的生產(chǎn)描述和下面給出的優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明一起，用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1顯示了常常用作金屬底涂層的金屬以及這些金屬底涂層的主要性能。
圖2A顯示了一種采用本發(fā)明實(shí)施方案的化學(xué)處理方法來(lái)形成薄膜的材料的剖視圖；圖2B顯示了圖2A中所示的材料涂上光刻膠后的剖視圖；圖2C為圖2B中所示的材料經(jīng)由光掩模曝光過(guò)程的剖視圖；圖2D為形成了光致抗蝕圖案的材料的剖視圖；圖2E顯示了材料的剖視圖，該材料上的銅膜已按照光致抗蝕圖案被刻蝕除去；圖2F是材料的剖視圖，與圖2E所示的狀態(tài)相比，該材料上的鉻膜也被刻蝕除去了；圖2G是材料的剖視圖，與圖2F所示的狀態(tài)相比，該材料上的光刻膠已被除去；圖3A是陰極電解還原處理的原理示意圖；圖3B是陰極電解還原處理的原理示意圖；圖3C是酸浸泡處理的原理示意圖；圖4是酸電解處理的原理示意圖；圖5是垂向進(jìn)給型化學(xué)處理裝置的示意性側(cè)面剖視圖；圖6是構(gòu)成圖5中所示的化學(xué)處理裝置的陰極電解還原設(shè)備的示意性前視圖；圖7是該化學(xué)處理裝置的示意性側(cè)面剖視圖；圖8是水平進(jìn)給型化學(xué)處理裝置的示意性側(cè)面剖視圖；圖9是化學(xué)處理裝置的示意性側(cè)面剖視圖；圖10是陰極電解還原設(shè)備的縱向側(cè)面剖視圖；圖11是酸浸泡設(shè)備的縱向的側(cè)面剖視圖；圖12是化學(xué)處理裝置的電解設(shè)備的縱向的側(cè)面的剖視圖；圖13給出了在不同的處理?xiàng)l件下進(jìn)行化學(xué)處理時(shí)，銅膜和鉻膜的刻蝕狀態(tài)的試驗(yàn)結(jié)果；圖14給出了在改變圖13中所示的實(shí)驗(yàn)No.7的各種條件時(shí)，鉻膜的刻蝕狀態(tài)的試驗(yàn)結(jié)果；
圖15是顯示了在陰極電解還原過(guò)程中，含有氯離子的酸性處理溶液對(duì)鉻膜的表面的鉻還原的影響；圖16是顯示了陰極電解還原過(guò)程中，處理溶液pH對(duì)鉻膜刻蝕的影響；和圖17是顯示了在分別用鹽酸、硫酸和NaCl溶液作處理溶液的酸浸泡過(guò)程中，六價(jià)鉻在處理溶液中的存在情況。
發(fā)明詳述下面參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施方案。然而，本發(fā)明的范圍并不局限于附圖中所示的這些實(shí)施方案。
下面分別解釋本發(fā)明的第一和第二化學(xué)處理方法。圖2A到2G的各剖視圖顯示了在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的化學(xué)處理方法的每一過(guò)程中，在需要形成薄膜的材料上的金屬膜的狀態(tài)的例子。
首先，如圖2A中所示，在需要形成薄膜的材料110的一個(gè)表面上由濺射或類(lèi)似方法形成了具有預(yù)定膜厚的鉻膜120。在該鉻膜120上，由濺射或類(lèi)似方法形成了具有預(yù)定膜厚的銅膜130。以這種方式，獲得了待處理材料100。作為材料110，有可能使用由例如聚酰亞胺、玻璃環(huán)氧樹(shù)脂(glass epoxy)、雙馬來(lái)酰亞胺三嗪樹(shù)脂(BT樹(shù)脂)或聚酯制成的片狀或承載帶狀柔性基材或由例如硅制成的半導(dǎo)體片。
在此之后，如圖2B中所示，在該銅膜130上涂上光刻膠140。然后，如圖2C中所示，該光刻膠140通過(guò)光掩模150來(lái)曝光并用預(yù)定的顯影劑來(lái)顯影。通過(guò)這一處理，如圖2D中所示，在銅膜130上形成了預(yù)定的光致抗蝕圖案。
示于圖2D中的材料100浸泡在預(yù)定的處理溶液中，以便對(duì)銅膜130進(jìn)行濕刻蝕，然后洗滌材料100。這一處理在下面稱(chēng)作“銅濕法蝕刻處理”，而進(jìn)行該處理的過(guò)程在下面被稱(chēng)作“銅濕法刻蝕過(guò)程”。因此，如圖2E中所示，獲得了材料100，在該材料上銅膜130已被按照光致抗蝕圖案刻蝕成預(yù)定圖案。
在此之后，將圖2E中所示的材料100用作陰極，通過(guò)使用預(yù)定的處理溶液，由初生態(tài)氫(nascent hydrogen)對(duì)鉻膜120進(jìn)行電解還原。這一電解還原處理在下面稱(chēng)作“陰極電解還原處理”，進(jìn)行該處理的過(guò)程在下面被稱(chēng)作“陰極電解還原過(guò)程”。這一陰極電解還原處理的處理溶液是含有酸根的酸性處理溶液或含有鹵素離子的堿處理溶液。處理溶液優(yōu)選是含酸根的酸性處理溶液，例如，鹽酸、硫酸、羧酸或氟化氫。例如，使用含氯離子的處理溶液，如由K.K.MURATA制造的SAS。
圖3A和3B是陰極電解還原處理的原理示意圖。在這一陰極電解還原處理中，如圖3A中所示，用作陰極的材料100與用作正電極的電極板22一起，完全地浸泡在容器20中所裝的處理溶液24中。如圖3B中所示，電極板22和材料100也可部分地浸泡在處理溶液24中。例如，鉻膜120通過(guò)濕刻蝕過(guò)程在其表面上形成氧化鉻膜而自身鈍化。因此，在該陰極電解還原過(guò)程中，這一氧化物膜被還原成金屬鉻。用去離子水洗滌經(jīng)陰極電解還原處理后的材料100。
在此之后，通過(guò)將材料100在預(yù)定的處理溶液24中浸泡預(yù)定時(shí)間來(lái)進(jìn)行鉻膜120的浸泡處理。這一浸泡處理在下面稱(chēng)作“酸浸泡處理”，進(jìn)行該處理的過(guò)程在下面被稱(chēng)作“酸浸泡過(guò)程”。
用于這一酸浸泡處理的處理溶液是含有鹵素離子的酸性處理溶液，優(yōu)選，含有氯離子的酸性處理溶液，例如由K.K.MURATA制造的SAS。
酸浸泡處理的處理溶液26的濃度比在上述的陰極電解還原處理中使用的處理溶液的濃度更稠。圖3C是酸浸泡處理的原理示意圖。如圖2F中所示，經(jīng)過(guò)按照?qǐng)D3C中所示的原理來(lái)進(jìn)行這一酸浸泡處理，能夠在材料100的鉻膜120上刻蝕出預(yù)定圖案，而不對(duì)材料110的表面造成任何損害。
然后用去離子水洗滌圖2F中所示的材料100，使用預(yù)定處理溶液除去保留在材料100上的光刻膠140。將除去了光刻膠140的材料100洗滌并干燥。
通過(guò)以上所述的各個(gè)過(guò)程，如圖2G中所示，在材料110上形成的鉻膜120和銅膜130能夠按照光致抗蝕圖案被刻蝕成預(yù)定圖案。
在如上所述的第一化學(xué)處理方法中，在材料110上形成的鉻膜120通過(guò)依次進(jìn)行陰極電解還原處理和酸浸泡處理，即結(jié)合這些簡(jiǎn)單的過(guò)程，而被刻蝕成預(yù)定圖案。同時(shí)還防止了六價(jià)鉻的產(chǎn)生。這導(dǎo)致了各處理溶液的廢液處置能夠容易進(jìn)行的優(yōu)點(diǎn)。
在陰極電解還原過(guò)程和酸浸泡過(guò)程中的所有處理中，不但避免了六價(jià)鉻的產(chǎn)生，而且在不使用任何氰化物化合物作為處理溶液的情況下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鉻膜120的刻蝕。與常規(guī)方法相比這大大地減少了廢液處置的勞動(dòng)。而且，能夠使用相對(duì)廉價(jià)的氯化物型化學(xué)品如鹽酸、NaCl溶液和由K.K.MURATA制造的SAS作為陰極電解還原處理和酸浸泡處理中的處理溶液。因?yàn)殂t膜120能夠通過(guò)使用這些處理溶液來(lái)刻蝕，大大地降低了鉻刻蝕的成本。
圖2E所示的待處理材料100可通過(guò)進(jìn)行與上述第一化學(xué)處理方法相同的處理來(lái)獲得。在此之后，如圖4中所示，材料100和作為正電極的電極板22被浸泡在容器20中所裝的預(yù)定處理溶液28中。在這一狀態(tài)下，材料100被用作陰極在處理溶液28中對(duì)鉻膜120進(jìn)行電解還原。這一電解還原處理在下面稱(chēng)作“酸電解處理”，進(jìn)行該處理的過(guò)程在下面被稱(chēng)作“酸電解過(guò)程”。這一酸電解處理的處理溶液28是含有鹵素離子的酸性處理溶液，優(yōu)選，含有氯離子的酸性處理溶液，如由K.K.MURATA制造的SAS。
通過(guò)這一酸電解處理，能夠?qū)t膜120刻蝕成圖2F中所示的預(yù)定圖案，同時(shí)在鉻膜120的表面上形成的氧化鉻膜被還原。在此之后，進(jìn)行與第一化學(xué)處理方法相同的處理，獲得在圖2G中所示的材料100。
在上述的第二化學(xué)處理方法中，在需要形成薄膜的材料110上所形成的鉻膜120能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)程即酸電解處理而刻蝕成預(yù)定圖案，而且六價(jià)鉻的產(chǎn)生也可以防止。另外，在第二化學(xué)處理方法中，第一化學(xué)處理方法中的陰極電解還原處理和酸浸泡處理這兩個(gè)過(guò)程能夠通過(guò)酸電解處理這一個(gè)過(guò)程來(lái)完成。陰極電解還原處理和酸浸泡處理這兩個(gè)過(guò)程之間還需要有一個(gè)洗滌處理。因此，通過(guò)僅僅進(jìn)行酸電解處理這一個(gè)過(guò)程可以節(jié)約洗滌處理的勞動(dòng)。
在第一和第二種化學(xué)處理方法，鉻膜120被刻蝕。然而，本發(fā)明不局限于鉻。例如，即使在使用鈦、鎢、鈀和鉬時(shí)，本發(fā)明的化學(xué)處理方法也能夠?qū)⑦@些金屬刻蝕成預(yù)定圖案。同樣，即使在使用含有鉻、鈦、鎢、鈀和鉬中的至少一種的合金時(shí)，本發(fā)明的化學(xué)處理方法也能夠?qū)⒑辖鹂涛g成預(yù)定圖案。作為合金，優(yōu)選使用鎳鉻合金。
下面通過(guò)[應(yīng)用實(shí)例1]到[應(yīng)用實(shí)例6]分別描述使用以上第一和第二化學(xué)處理方法的各種化學(xué)處理裝置的應(yīng)用實(shí)例，即第一化學(xué)處理方法的陰極電解還原處理和酸浸泡處理的各種裝置，和第二化學(xué)處理方法的酸電解處理的各種裝置。
到[應(yīng)用實(shí)例4]涉及用于對(duì)承載帶上所形成的金屬膜進(jìn)行刻蝕的裝置。[應(yīng)用實(shí)例5]和[應(yīng)用實(shí)例6]涉及用于對(duì)半導(dǎo)體片上所形成的金屬膜進(jìn)行刻蝕的裝置。假定，如圖2E中所示，在承載帶或半導(dǎo)體片上形成鉻膜120，并且銅膜130和光刻膠140依次在鉻膜120上被刻蝕成預(yù)定圖案。
應(yīng)用實(shí)例1涉及采用上述的第一化學(xué)處理方法的“垂向進(jìn)給型”裝置的例子，其中承載帶是豎立進(jìn)給的，即進(jìn)給時(shí)膠帶的橫向處于垂直方向。圖5是垂向進(jìn)給型化學(xué)處理裝置示意性側(cè)面剖視圖； 圖6是圖5中所示的化學(xué)處理裝置的陰極電解還原設(shè)備的示意性前視圖。
如圖5中所示，化學(xué)處理裝置30包括用于進(jìn)行承載帶C1的陰極電解還原處理的陰極電解還原設(shè)備31，用于洗滌承載帶C1的洗滌裝置32和34，和用于進(jìn)行承載帶C1的酸浸泡處理的酸浸泡設(shè)備33。
用于進(jìn)給承載帶C1的進(jìn)給裝置(未顯示)被設(shè)置在圖5的陰極電解還原設(shè)備31的左端。另外，用于卷繞承載帶C1的卷繞設(shè)備(未顯示)被設(shè)置在洗滌裝置34的右端。
如圖5和6中所示，陰極電解還原設(shè)備31具有箱形的外處理浴31a。內(nèi)處理浴31b是在該外處理浴31a的大體上中心的部位形成的。外處理浴31a的底部也用作內(nèi)處理浴31b的底部。內(nèi)處理浴31b的側(cè)壁稍微低于外處理浴31a的側(cè)壁。
供應(yīng)管31c的一端連接到內(nèi)處理浴31b的底部。泵31d、熱交換器31e和過(guò)濾器31f沿供應(yīng)管31c排列。供應(yīng)管31c的另一端連接到罐31g。罐31g含有處理溶液31h。處理溶液31h是一種含有酸根的酸性處理溶液或含有鹵素離子的堿處理溶液。優(yōu)選，處理溶液31h是含有氯離子的處理溶液，如由K.K.MURATA制造的SAS。排放管31i和31j各有一端連接到在外處理浴31a和內(nèi)處理浴31b之間的底部。排放管31i和31j的另一端連接到罐31g。
當(dāng)泵31d運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，罐31g中的處理溶液31h經(jīng)由熱交換器31e和過(guò)濾器31f而流過(guò)供應(yīng)管31c，并供應(yīng)給內(nèi)處理浴31b。當(dāng)預(yù)定量的處理溶液31h被供應(yīng)給內(nèi)處理浴31b時(shí)，處理溶液31h在內(nèi)處理浴31b之外從它的側(cè)壁上方流過(guò)。也就是說(shuō)，處理溶液31h從內(nèi)處理浴31b中溢流到在外處理浴31a的側(cè)壁和內(nèi)處理浴31b的側(cè)壁之間形成的溢流部分31k中。流入溢流部分31k中的處理溶液31h通過(guò)排放管31i和31j被收集到罐31g中。在此之后，處理溶液31h如上所述反復(fù)地循環(huán)通過(guò)各個(gè)構(gòu)件。
如圖5和6中所示，在外處理浴31a和內(nèi)處理浴31b的側(cè)壁當(dāng)中，在側(cè)壁的預(yù)定部分中形成了作為長(zhǎng)的垂直孔的狹縫311和31m，承載帶C1穿過(guò)它們。狹縫31l和31m各自具有比承載帶C1的寬度和長(zhǎng)度更大的寬度和長(zhǎng)度。應(yīng)該指出的是，在內(nèi)處理浴31b中的處理溶液31h也通過(guò)狹縫31m流入到溢流部分31k中。
電極31n被放置在內(nèi)處理浴31b的內(nèi)部。在內(nèi)處理浴31b中，電極31n面對(duì)一個(gè)表面，即，承載帶C1的形成了膜的那一表面。電極31n連接到電源31x的正極。
在外處理浴31a的側(cè)壁當(dāng)中，電極輥31y和31z被排列在荷載承載帶C1的側(cè)壁和未荷載承載帶C1的側(cè)壁之外。電極輥31y和31z與一個(gè)表面接觸，即，承載帶C1的形成了鉻膜和銅膜的那一表面。
該電極輥31y和31z連接到電源31x的負(fù)極。
洗滌裝置32和34和酸浸泡設(shè)備33具有大體上與陰極電解還原設(shè)備31相同的設(shè)置。
洗滌裝置32具有箱形的外處理浴32a，并且內(nèi)處理浴32b是在該外處理浴32a的大體上中心部分形成的。供應(yīng)管32c連接到內(nèi)處理浴32b的底部。排放管32i和32j連接到外處理浴32a的底部。罐32g含有用于洗滌承載帶C1的去離子水32h。
當(dāng)泵32d運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，罐32g中的去離子水32h經(jīng)由熱交換器32e和過(guò)濾器32f流過(guò)供應(yīng)管32c，并且供應(yīng)到內(nèi)處理浴32b中。在此之后，罐32g中的去離子水32h流入到在內(nèi)處理浴32b的側(cè)壁上方的溢流部分32k中。去離子水32h通過(guò)排放管32i和32j被收集到罐32g中，并按照如上方式進(jìn)行循環(huán)。
在外處理浴32a和內(nèi)處理浴32b的側(cè)壁當(dāng)中，在側(cè)壁的預(yù)定部分中形成了狹縫321和32m，承載帶C1穿過(guò)它們。承載帶C1是在它穿過(guò)狹縫321和32m時(shí)被進(jìn)給，并浸泡在內(nèi)處理浴32b內(nèi)的去離子水32h中。
酸浸泡設(shè)備33具有箱形的外處理浴33a，并且內(nèi)處理浴33b是在外處理浴33a的大體上中心部分形成的。供應(yīng)管33c連接到內(nèi)處理浴33b的底部。排放管33i和33j連接到外處理浴33a的底部。罐33g含有處理溶液33h。處理溶液33h是酸性處理溶液，優(yōu)選，含有鹵素離子的酸性處理溶液，如由K.K.MURATA制造的SAS。
當(dāng)泵33d運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在罐33g中的處理溶液33h經(jīng)由熱交換器33e和過(guò)濾器33f流過(guò)供應(yīng)管33c，并且供應(yīng)到內(nèi)處理浴33b中。在此之后，在罐33g中的處理溶液33h流入到在內(nèi)處理浴33b的側(cè)壁上方的溢流部分33k中。處理溶液33h通過(guò)排放管33i和33j被收集到罐33g中，并按照如上方式進(jìn)行循環(huán)。
在外處理浴33a和內(nèi)處理浴33b的側(cè)壁當(dāng)中，在側(cè)壁的預(yù)定部分中形成了狹縫33l和33m，承載帶C1穿過(guò)它們。承載帶C1是在它穿過(guò)狹縫33l和33m時(shí)被進(jìn)給的，并浸泡在內(nèi)處理浴33b內(nèi)的處理溶液33h中。
洗滌裝置34具有箱形的外處理浴34a，并且內(nèi)處理浴34b是在該外處理浴34a的大體上中心部分形成的。供應(yīng)管34c連接到內(nèi)處理浴34b的底部。排放管34i和34j連接到外處理浴34a的底部。罐34g裝有用于洗滌承載帶C1的去離子水34h。
當(dāng)泵34d運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，罐34g中的去離子水34h經(jīng)由熱交換器34e和過(guò)濾器34f流過(guò)供應(yīng)管34c，并且供應(yīng)到內(nèi)處理浴34b中。在此之后，罐34g中的去離子水34h流入到在內(nèi)處理浴34b的側(cè)壁上方的溢流部分34k中。該去離子水34h通過(guò)排放管34i和34j被收集到罐34g中，并按照如上方式進(jìn)行循環(huán)。
在外處理浴34a和內(nèi)處理浴34b的側(cè)壁當(dāng)中，在側(cè)壁的預(yù)定部分中形成了狹縫34l和34m，承載帶C1穿過(guò)它們。承載帶C1穿過(guò)狹縫34l和34m進(jìn)給，并浸泡在內(nèi)處理浴34b內(nèi)的去離子水34h中。
輸送輥(未顯示)設(shè)置在設(shè)備31到34的兩側(cè)。這些輸送輥將承載帶C1夾在它們之間并沿著相反的方向彼此靠近地旋轉(zhuǎn)。承載帶C1通過(guò)輸送輥的旋轉(zhuǎn)而被輸送。如上所述，電極輥31y和31z設(shè)置在陰極電解還原設(shè)備31的兩側(cè)上。輸送輥與電極輥31y和31z相對(duì)地排列，而承載帶C1則被插在它們之間下面解釋化學(xué)處理裝置30的操作。
當(dāng)電極輥31y和31z和輸送輥沿著預(yù)定方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，承載帶C1在進(jìn)料方向上從該進(jìn)料裝置(未顯示)進(jìn)給。于是，承載帶C1穿過(guò)設(shè)備31到34的內(nèi)處理浴31b到34b，并由卷繞設(shè)備(未顯示)所卷繞。
下列處理是在設(shè)備31到34中進(jìn)行的。
也就是說(shuō)，在陰極電解還原設(shè)備31中，內(nèi)處理浴31b充滿(mǎn)了處理溶液31h，并且在電極輥31y和31z與電極31n之間施加電壓。在這一狀態(tài)下，承載帶C1穿過(guò)該狹縫31l和31m，并穿過(guò)內(nèi)處理浴31b。當(dāng)穿過(guò)內(nèi)處理浴31b時(shí)，承載帶C1接受陰極電解還原處理。也就是說(shuō)，在外處理浴31a外部，電極輥31y和31z與承載帶C1的表面接觸，在該表面上形成了金屬膜。因此，在內(nèi)處理浴31b中，在鉻膜的表面上所形成的氧化鉻膜被還原。
在洗滌裝置32中，內(nèi)處理浴32b中填充了去離子水32h。承載帶C1穿過(guò)狹縫321和32m，并且在穿過(guò)內(nèi)處理浴32b時(shí)用去離子水32h洗滌。
在酸浸泡設(shè)備33中，內(nèi)處理浴中33b充滿(mǎn)了處理溶液33h。承載帶C1穿過(guò)該狹縫33l和33m，并且接受在內(nèi)處理浴33b中的酸浸泡處理。也就是說(shuō)，承載帶C1在輸送的同時(shí)是浸泡在內(nèi)處理浴33b的處理溶液33h中的，而在承載帶C1上形成的鉻膜被刻蝕成預(yù)定圖案。
在洗滌裝置34中，內(nèi)處理浴34b中填充了去離子水34h。承載帶C1穿過(guò)該狹縫341和34m，并且在穿過(guò)內(nèi)處理浴34b時(shí)得到去離子水34h的洗滌。經(jīng)洗滌裝置34洗滌的承載帶C1通過(guò)干燥設(shè)備(未顯示)來(lái)干燥，并通過(guò)卷繞設(shè)備(未顯示)卷繞。
經(jīng)過(guò)上述操作，在承載帶C1上的鉻膜能夠被刻蝕成預(yù)定圖案。還能夠防止六價(jià)鉻的產(chǎn)生。
如圖5和6中所示，在陰極電解還原設(shè)備31的陰極電解還原處理中，有可能完全地用處理溶液31h來(lái)填裝內(nèi)處理浴31b，并且將承載帶C1完全浸泡到處理溶液31h中。也有可能用處理溶液31h來(lái)不完全地填充內(nèi)處理浴31b，將承載帶C1的表面的一部分浸泡在處理溶液31h中，在該表面上形成金屬膜。
應(yīng)用實(shí)例2使用一種采用上述第二化學(xué)處理方法的裝置，并且它是一種與應(yīng)用實(shí)例1的裝置類(lèi)似的垂向進(jìn)給型化學(xué)處理裝置。圖7是該化學(xué)處理裝置的示意性剖視圖。如圖7中所示，化學(xué)處理裝置40包括用于進(jìn)行承載帶C2的酸電解處理的電解設(shè)備41，和用于洗滌承載帶C2的洗滌裝置42。
在化學(xué)處理裝置40中，類(lèi)似于在圖5中示出的化學(xué)處理裝置30，進(jìn)料裝置和卷繞設(shè)備(都未顯示)被設(shè)置在電解設(shè)備41和洗滌裝置42的兩端。
電解設(shè)備41具有與圖5和6中示出的陰極電解還原設(shè)備31大體上相同的設(shè)置。然而，在電解設(shè)備41中，電極輥41y被設(shè)置在外處理浴411的進(jìn)料裝置端。電解設(shè)備41與陰極電解還原設(shè)備31的差異還在于罐41g裝有酸性處理溶液，優(yōu)選含有鹵素離子如氯離子的酸性處理溶液41h。酸性處理溶液41h的優(yōu)選例子是由K.K.MURATA制造的SAS。
洗滌裝置42具有大體上與圖5中示出的洗滌裝置32和34相同的設(shè)置。所以在洗滌裝置42中，罐42g中的去離子水42h借助于泵42d的運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)由熱交換器42e和過(guò)濾器42f流過(guò)供應(yīng)管42c和內(nèi)處理浴42b。該去離子水42h從溢流部分42k循環(huán)到排放管42i和42j。
下面解釋化學(xué)處理裝置40的操作。
當(dāng)電極輥41y和輸送輥沿著預(yù)定方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，承載帶C2被卷繞，并分別穿過(guò)在電解設(shè)備41和洗滌裝置42中的內(nèi)處理浴41b和42b。
下列處理是在設(shè)備41和42中進(jìn)行的。
在電解設(shè)備41中，內(nèi)處理浴41b裝有處理溶液41h。從內(nèi)處理浴41b中溢流的處理溶液41h通過(guò)排放管41i和41j從溢流部分41k中收集到罐41g中。通過(guò)泵41d的運(yùn)轉(zhuǎn)，處理溶液41h經(jīng)由熱交換器41e和過(guò)濾器41f從罐41 g流入到供應(yīng)管41c中，并循環(huán)到內(nèi)處理浴41b中。另外，在電解設(shè)備41中，電源41x在電極輥41y和電極41n之間施加電壓。
在這一狀態(tài)下，承載帶C2穿過(guò)狹縫41l和41m，并穿過(guò)內(nèi)處理浴41b。在穿過(guò)內(nèi)處理浴41b時(shí)，承載帶C2接受酸電解處理。也就是說(shuō)，在外處理浴41a外部，電極輥41y與承載帶C2的帶有金屬膜的表面接觸。所以，當(dāng)承載帶C2貼靠電極41n時(shí)，在鉻膜表面上形成的氧化鉻膜被還原。在此之后，當(dāng)被還原的鉻膜區(qū)域隨承載帶C2的進(jìn)給而遠(yuǎn)離面對(duì)電極41n的區(qū)域時(shí)，在承載帶C2上的鉻膜利用內(nèi)處理浴41b中的處理溶液41h被刻蝕成預(yù)定圖案。
在洗滌裝置42中，在外處理浴42a內(nèi)部的內(nèi)處理浴42b被填裝去離子水42h。承載帶C2穿過(guò)狹縫421和42m，并且在穿過(guò)內(nèi)處理浴42b時(shí)得到離子水42h的洗滌。被洗滌裝置42所洗滌的承載帶C2通過(guò)干燥設(shè)備(未顯示)來(lái)干燥，并被卷繞設(shè)備(未顯示)所卷繞。
經(jīng)過(guò)上述操作，在承載帶C2上的鉻膜能夠被刻蝕成預(yù)定圖案。同時(shí)還能夠防止六價(jià)鉻的產(chǎn)生。
應(yīng)用實(shí)例3涉及采用上述的第一化學(xué)處理方法的“水平進(jìn)給型”裝置，其中承載帶在被進(jìn)給時(shí)是水平的。圖8是水平進(jìn)給型化學(xué)處理裝置的示意性側(cè)面剖視圖；如圖8中所示，化學(xué)處理裝置50包括用于進(jìn)行承載帶C3的陰極電解還原處理的陰極電解還原設(shè)備51、用于洗滌承載帶C3的洗滌裝置52和54和用于進(jìn)行承載帶C3的酸浸泡處理的酸浸泡設(shè)備53。
在化學(xué)處理裝置50中，類(lèi)似于在圖5-7中示出的化學(xué)處理裝置30和40，用于進(jìn)給承載帶C3的進(jìn)料裝置(未顯示)被設(shè)置在圖8中的陰極電解還原設(shè)備51的左端，用于卷繞承載帶C3的卷繞設(shè)備(未顯示)被設(shè)置在圖8中洗滌裝置54的右端。
陰極電解還原設(shè)備51中的處理浴51a裝有處理溶液51b。處理溶液51b是含有酸根的酸性處理溶液或含有鹵素離子的堿處理溶液。優(yōu)選，處理溶液51b是含有氯離子的處理溶液，如由K.K.MURATA制造的SAS。輸送管51c的兩端連接到處理浴51a的底部。泵51d、熱交換器51e和過(guò)濾器51f輸送管51c的中部排列。當(dāng)泵51d運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，處理浴51a中的處理溶液51b流過(guò)輸送管51c并經(jīng)由熱交換器51e和過(guò)濾器51f返回到處理浴51a中。這樣，在陰極電解還原設(shè)備51中，就形成了處理溶液51b的循環(huán)系統(tǒng)。
兩個(gè)電極輥51g和51h設(shè)置在處理浴51a上，并且連接到電源51i的負(fù)極。用于支承電極輥51g和51h的備用輥51j和51k分別排列在電極輥51g和51h之下。在處理浴51a中，放置用于改變承載帶C3的進(jìn)給方向的進(jìn)給輥51l。
承載帶C3夾在電極輥51g和備用輥51j之間，卷繞在處理浴51a中的進(jìn)給輥51l上，并且?jiàn)A在電極輥51h和備用輥51k之間。帶有金屬膜的承載帶C3的表面與電極輥51g和51h接觸。
在處理浴51a中，設(shè)置了兩個(gè)電極51m和51n。這兩個(gè)電極被連接到電源51i的正極，并且貼靠承載帶C3。需要指出的時(shí)，在處理浴51a中，電極51m和51n貼靠承載帶C3帶有金屬膜的一面。
洗滌裝置52中的處理浴52a裝有去離子水52b。輸送管52c的兩端連接到處理浴52a的底部。泵52d、熱交換器52e和過(guò)濾器52f沿著輸送管52c的中部排列。當(dāng)泵52d運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，處理浴52a中的去離子水52b流過(guò)輸送管52c并經(jīng)由熱交換器52e和過(guò)濾器52f返回到處理浴52a中。在洗滌裝置52中，形成了去離子水52b的這一循環(huán)系統(tǒng)。
四個(gè)輸送輥52g、52h、52i和52j設(shè)置在處理浴52a之上。也就是說(shuō)，輸送輥52g和52h在承載帶C3的進(jìn)給方向上的上游側(cè)配對(duì)，而輸送輥52i和52j在下游側(cè)配對(duì)。在處理浴52a中，放置用于改變承載帶C3的進(jìn)給方向的進(jìn)給輥521。
承載帶C3夾在輸送輥52g和52h之間，并卷繞在處理浴52a中的進(jìn)給輥521上。在洗滌裝置52中，形成了承載帶C3的這一進(jìn)給系統(tǒng)。
酸浸泡設(shè)備53中的處理浴53a裝有處理溶液53b。處理溶液53b是酸性處理溶液，優(yōu)選，含有鹵素離子如氯離子的酸性處理溶液。這一酸性處理溶液的例子是由K.K.MURATA制造的SAS。輸送管53c的兩端連接到處理浴53a的底部。泵53d、熱交換器53e和過(guò)濾器53f沿輸送管53c的中部排列。當(dāng)泵53d運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，處理浴53a中的處理溶液53b流過(guò)輸送管53c并經(jīng)由熱交換器53e和過(guò)濾器53f返回到處理浴53a中。在酸浸泡設(shè)備53中，形成了處理溶液53b的這一循環(huán)系統(tǒng)。
四個(gè)輸送輥53g、53h、53i和53j設(shè)置在處理浴53a之上。也就是說(shuō)，輸送輥53g和53h在承載帶C3的進(jìn)給方向的上游側(cè)配對(duì)，而輸送輥53i和53j在下游側(cè)配對(duì)。在處理浴53a中，放置用于改變承載帶C3的進(jìn)給方向的進(jìn)給輥531。
承載帶C3夾在輸送輥53g和53h之間，卷繞在處理浴53a中的進(jìn)給輥531上，并且?jiàn)A在輸送輥53i和53j之間。
洗滌裝置54具有與洗滌裝置52相同的設(shè)置。也就是說(shuō)，處理浴54a裝有去離子水54b。由輸送管54c、泵54d、熱交換器54e、過(guò)濾器54f和處理浴54a組成的循環(huán)系統(tǒng)具有與洗滌裝置52相同的設(shè)置。同時(shí)，由在處理浴54a之上的四個(gè)輸送輥54g、54h、54i、54j和處理浴54a中的進(jìn)給輥541組成的進(jìn)給系統(tǒng)具有與洗滌裝置52相同的設(shè)置。
在設(shè)備51、52、53和54的處理浴51a、52a、53a和54a中，溶液51b、52b、53b和54b利用攪拌器(未顯示)等來(lái)攪拌。
下面解釋化學(xué)處理裝置50的操作。
當(dāng)包括電極輥51g和51h在內(nèi)的輸送輥沿著預(yù)定方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，承載帶C3在進(jìn)給方向上從進(jìn)給裝置進(jìn)給，并由卷繞設(shè)備卷繞穿過(guò)設(shè)備51到54的處理浴51a到54a。如圖8中所示，從傍邊看承載帶C3是以之字形進(jìn)給的。
下列處理是在設(shè)備51到54中進(jìn)行的。
在陰極電解還原裝置51中，處理浴51a填充了處理溶液51b，并且在電極輥51g和51h與電極51m和51n之間施加電壓。在這一狀態(tài)下，承載帶C3在穿過(guò)處理浴51a時(shí)，接受陰極電解還原處理。也就是說(shuō)，在處理浴51a之外，電極輥51g和51h與承載帶C3的帶有金屬膜的表面接觸。因此，在電極51m和51n的影響下，在鉻膜的表面上形成的氧化鉻膜被還原。
在洗滌裝置52中，處理浴52a填充了去離子水52b，承載帶C3在穿過(guò)處理浴52a時(shí)用去離子水52b洗滌。
在酸浸泡設(shè)備53中，處理浴53a填充了處理溶液53b，承載帶C3在穿過(guò)處理浴53a時(shí)接受酸浸泡處理。也就是說(shuō)，承載帶C3在進(jìn)給時(shí)被浸泡在處理浴53a內(nèi)的處理溶液53b中，鉻膜被刻蝕成預(yù)定圖案。
在洗滌裝置54中，處理浴54a填充了去離子水54b，承載帶C3在穿過(guò)處理浴54a時(shí)用去離子水54b洗滌。被洗滌裝置54所洗滌的承載帶C3通過(guò)干燥設(shè)備(未顯示)來(lái)干燥，并被卷繞設(shè)備(未顯示)所卷繞。
由上述操作，在承載帶C3上的鉻膜能夠被刻蝕成預(yù)定圖案。同時(shí)還能夠防止六價(jià)鉻的產(chǎn)生。
應(yīng)用實(shí)例4使用一種采用上述第二化學(xué)處理方法的裝置，其是一種與應(yīng)用實(shí)例3的裝置類(lèi)似的水平進(jìn)給型化學(xué)處理裝置。圖9是該化學(xué)處理裝置的示意性側(cè)面剖視圖。如圖9中所示，化學(xué)處理裝置60包括用于進(jìn)行承載帶C4的酸電解處理的電解設(shè)備6 1和用于洗滌承載帶C4的洗滌裝置62。
在化學(xué)處理裝置60中，類(lèi)似于在圖8中示出的化學(xué)處理裝置50，進(jìn)給裝置和卷繞設(shè)備(都未顯示)被設(shè)置在圖9中示出的電解設(shè)備61和洗滌裝置62的兩端。
電解設(shè)備61中的處理浴61a裝有處理溶液61b。處理溶液61b是含有鹵素離子的酸性處理溶液，優(yōu)選，含有氯離子的處理溶液，如由K.K.MURATA制造的SAS。該電解設(shè)備61具有與圖8中示出的陰極電解還原設(shè)備51的循環(huán)系統(tǒng)類(lèi)似的循環(huán)系統(tǒng)。即，處理溶液61b通過(guò)由供應(yīng)管61c、泵61d、熱交換器61e、過(guò)濾器61f和處理浴61a組成的循環(huán)系統(tǒng)在各個(gè)構(gòu)件之間循環(huán)。
電極輥61g被放置在處理浴61a之上，并與電源61i的負(fù)極相連接。用于支承電極輥61g的備用輥61h被放置在電極輥61g之下。電極輥61g和備用輥61h設(shè)置在承載帶C4進(jìn)給方向的上游側(cè)。彼此靠近的兩個(gè)輸送輥61j和61k設(shè)置在承載帶C4進(jìn)給方向的下游側(cè)。在處理浴61a中，放置用于改變承載帶C4的進(jìn)給方向的進(jìn)給輥611。
承載帶C4夾在電極輥61g和備用輥61h之間，卷繞在處理浴61a中的進(jìn)給輥611上，并夾在電極輥61j和進(jìn)給輥61k之間。承載帶C4帶有金屬膜的一面與電極輥61g接觸。
電極61m被放置在處理浴61a中，并連接到電源61i的正極。需要指出的是，在處理浴61a中，在承載帶C4到達(dá)進(jìn)給輥611之前，電極61m貼靠承載帶C4帶有金屬膜的一面。
洗滌裝置62具有與圖8中示出的洗滌裝置52相同的設(shè)置。也就是說(shuō)，處理浴62a裝有去離子水62b。由輸送管62c、泵62d、熱交換器62e、過(guò)濾器62f和處理浴62a組成的循環(huán)系統(tǒng)，和由在處理浴62a之上的四個(gè)輸送輥62g、62h、62i和62j組成的進(jìn)給系統(tǒng)以及在處理浴62a內(nèi)部的進(jìn)給輥621具有與前面描述的洗滌裝置52相同的設(shè)置。
下面解釋化學(xué)處理裝置60的操作。
當(dāng)包括電極輥61g在內(nèi)的輸送輥沿預(yù)定方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，承載帶C4在進(jìn)給方向上經(jīng)進(jìn)給裝置進(jìn)給，并由卷繞設(shè)備卷繞穿過(guò)設(shè)備61和62的處理浴61a和62a。如圖9中所示，從傍邊看承載帶C4是以之字形進(jìn)給的。
下列處理是在設(shè)備61和62中進(jìn)行的。
在電解裝置61中，處理浴61a中填充了處理溶液61b，并在電極輥61g和電極61m之間施加電壓。在這一狀態(tài)下，承載帶C4在穿過(guò)處理浴61a時(shí)接受酸電解處理。
即，在處理浴61a之外，電極輥61g與承載帶C4帶有金屬膜的一面接觸。因此，當(dāng)貼靠電極61m時(shí)，在電極61m的影響下，在鉻膜的表面上形成的氧化鉻膜被還原。在此之后，還原的鉻膜通過(guò)進(jìn)給輥611來(lái)進(jìn)給。因?yàn)殂t膜浸泡在處理溶液61b中，該鉻膜被處理溶液61b刻蝕成預(yù)定圖案。
在洗滌裝置62中，處理浴62a中填充了去離子水62b，承載帶C4在穿過(guò)處理浴62a時(shí)用去離子水62b洗滌。被洗滌裝置62所洗滌的承載帶C4通過(guò)干燥設(shè)備(未顯示)來(lái)干燥，并被卷繞設(shè)備(未顯示)所卷繞。
由上述操作，在承載帶C4上形成的鉻膜能夠刻蝕成預(yù)定圖案。同時(shí)還能夠防止六價(jià)鉻的產(chǎn)生。
到[應(yīng)用實(shí)例4]公開(kāi)了對(duì)于都在一個(gè)表面上有金屬膜的承載帶C1、C2、C3和C4所作的處理。另外，在兩個(gè)表面上具有金屬膜的承載帶也能夠按照如上方式來(lái)進(jìn)行處理。在這種情況下，在填充了處理溶液的處理浴中電極貼靠承載帶的兩表面，并連接到電源的正極。
在[應(yīng)用實(shí)例1]的陰極電解還原設(shè)備31中，用填充了處理溶液31h的內(nèi)處理浴31b來(lái)進(jìn)行陰極電解還原處理。然而，除了這一設(shè)置，還可以在內(nèi)處理浴31b中安裝與供應(yīng)管31c連通的淋浴噴頭，使得這一淋浴噴頭面向形成金屬膜的承載帶C1的表面，并從淋浴噴頭中將處理溶液31h噴向承載帶C1。
類(lèi)似于陰極電解還原設(shè)備31，還可以在酸浸泡設(shè)備33中的內(nèi)處理浴33b內(nèi)安裝淋浴噴頭，并從淋浴噴頭中將處理溶液33h噴向承載帶C1。
如果在承載帶C1的兩個(gè)表面上都有金屬膜，則將淋浴噴頭安裝在陰極電解還原設(shè)備31和酸浸泡設(shè)備33的內(nèi)處理浴31b和33b中，以面向承載帶C1的兩個(gè)表面，處理溶液31h和33h從這些淋浴噴頭噴向承載帶C1。
此外，在[應(yīng)用實(shí)例3]的陰極電解還原設(shè)備51中，用填充了處理溶液51b的內(nèi)處理浴51a來(lái)進(jìn)行陰極電解還原處理。另外，除了這一排列，還可以在內(nèi)處理浴51a中安裝與供應(yīng)管51c連通的淋浴噴頭，使得這一淋浴噴頭面向承載帶C3的帶有金屬薄膜的表面，并從淋浴噴頭中將處理溶液51b噴向承載帶C3。
類(lèi)似于陰極電解還原設(shè)備51，還可以在酸浸泡設(shè)備53內(nèi)的處理浴53a中安裝淋浴噴頭，并從淋浴噴頭中將處理溶液53b噴向承載帶C3。
如果需要在承載帶C3的兩個(gè)表面上形成金屬膜，則將淋浴噴頭安裝在陰極電解還原設(shè)備51和酸浸泡設(shè)備53的處理浴51a和53a中，以便面向承載帶C3的兩個(gè)表面，處理溶液51b和53b從這些淋浴噴頭噴向承載帶C3。
應(yīng)用實(shí)例5涉及采用上述第一化學(xué)處理方法的化學(xué)處理裝置，其可用于在半導(dǎo)體片上形成預(yù)定的金屬膜刻蝕圖案。這一化學(xué)處理裝置包括用于對(duì)半導(dǎo)體片上的金屬膜進(jìn)行陰極電解還原處理的陰極電解還原設(shè)備和用于在陰極電解還原處理之后對(duì)半導(dǎo)體片上的金屬膜進(jìn)行酸浸泡處理的酸浸泡設(shè)備。
首先，下面將解釋陰極電解還原設(shè)備。
圖10是陰極電解還原設(shè)備71的縱向側(cè)面剖視圖。如圖10中所示，將下部敞開(kāi)的杯子2放置在支承臺(tái)1上，放置時(shí)使杯子2的敞開(kāi)表面面向下。支承臺(tái)1在垂直方向上可活動(dòng)，并且杯子2被固定到設(shè)備主體上。因此，支承臺(tái)1與固定于設(shè)備主體上的杯子2可上下運(yùn)動(dòng)。
在支承臺(tái)1中形成了吸取通道3。該吸取通道3通過(guò)在吸取通道3之下的管道3a被連接到抽吸設(shè)備如真空泵(未顯示)中。在支承臺(tái)1的上部，形成了通向上方的大量抽吸孔3b。包圍抽吸孔3b的表面自上向外傾斜，從而在支承臺(tái)1上形成了傾斜的嚙合表面1a。當(dāng)需要結(jié)合杯子2時(shí)，將傾斜的嚙合表面1a與導(dǎo)向環(huán)9(下面要描述)的傾斜的嚙合表面9b相嚙合，從而有效地將支承臺(tái)1與杯子2對(duì)準(zhǔn)。
在杯子2內(nèi)部的上部形成了篩狀陽(yáng)極電極4。該陽(yáng)極電極4連接到電源19的陽(yáng)極5。在杯子2的較低部分中，形成了由彈性氟橡膠(vitonrubber)制成的圓板狀密閉片6，以包圍杯子2的敞開(kāi)面。在密閉片6的下表面，形成了三個(gè)板狀陰極7。該陰極7是等間隔的，即，以120。的中心角分開(kāi)，并且連接到電源19的陰極8。
導(dǎo)向環(huán)9疊加在密閉片6的下側(cè)上并與其構(gòu)成整體。在杯子2的較低部分中，在等間隔的三個(gè)位置形成了對(duì)準(zhǔn)凸出2a，即，以120°的中心角分開(kāi)。在與對(duì)準(zhǔn)凸出2a的一對(duì)一的對(duì)應(yīng)中，在密閉片6中形成了對(duì)準(zhǔn)通孔6a，在陰極7中形成對(duì)準(zhǔn)通孔7a，和在導(dǎo)向環(huán)9的上部形成對(duì)準(zhǔn)凹口9a。
對(duì)準(zhǔn)凸出2a貫穿對(duì)準(zhǔn)通孔6a和7a，并與對(duì)準(zhǔn)凹口9a接合，從而將密閉片6和陰極7固定于杯子2上。在導(dǎo)向環(huán)9的內(nèi)圓周上形成了自上向外傾斜的傾斜的嚙合表面9b。該傾斜的嚙合表面9b與支承臺(tái)1的傾斜的嚙合表面1a接合。
當(dāng)如上所述的杯子2、密閉片6、陰極7和導(dǎo)向環(huán)9被整合時(shí)，該陰極7在導(dǎo)向環(huán)9內(nèi)部伸出約3-4mm，剩余部分完全地被密閉片6和導(dǎo)向環(huán)9所覆蓋。因此，僅僅各陰極7的端部與處理溶液12接觸，剩余部分根本不與處理溶液12接觸。O形環(huán)10介于導(dǎo)向環(huán)9的下部表面和支承臺(tái)1之間。
半導(dǎo)體片W1被支持在支承臺(tái)1上，而半導(dǎo)體片W1的邊緣被夾緊在密閉片6和支承臺(tái)1之間。另外，該半導(dǎo)體片W1經(jīng)連接端子(未顯示)連接到各陰極7的端部。
罐13裝有處理溶液12，它流入杯子2中。處理溶液12是含有酸根的酸性處理溶液或含有鹵素離子的堿處理溶液。優(yōu)選，處理溶液12是含有氯離子的處理溶液，如由K.K.MURATA制造的SAS。用于將罐13中的處理溶液12泵抽出來(lái)的泵14位于罐13之上。在泵14和杯子2的較低部分之間形成了供應(yīng)通道15。由泵14從罐13中泵抽出的處理溶液12通過(guò)供應(yīng)通道15流入杯子2中。
在杯子2的上部的大體上中心的部分中形成了排放通道16。在杯子2外部，安全閥17與排放通道16相連接。返回通道18是從排放通道16和安全閥17之間的通路中分出來(lái)的，并與罐13相連。
接著描述酸浸泡設(shè)備。
圖11是酸浸泡設(shè)備72的縱向側(cè)面剖視圖。如圖11中所示，將下部敞開(kāi)的杯子82放置在支承臺(tái)81上，放置時(shí)使杯子82的敞開(kāi)表面向下。在杯子82的下部，形成了由彈性氟橡膠(viton rubber)制成的圓板狀密閉片6(未示出)，從而包圍杯子82的敞開(kāi)面。支承臺(tái)81在垂直方向是可活動(dòng)的，并且杯子82被固定到設(shè)備主體上。因此，支承臺(tái)81與固定于設(shè)備主體上的杯子82可上下運(yùn)動(dòng)。
在支承臺(tái)81中形成了吸取通道83。吸取通道83通過(guò)在吸取通道83之下的管道85a連接到抽吸設(shè)備如真空泵(未顯示)。在支承臺(tái)81的上部，形成了通向上方的大量抽吸孔83b。該抽吸孔83b全部被杯子82覆蓋。O形環(huán)84介于杯子82的下部和支承臺(tái)81之間。
半導(dǎo)體片W1被夾在杯子82的下部和支承臺(tái)81之間。
罐85位于杯子82之下，其中裝有處理溶液86，它流入該杯子82中。處理溶液86是酸性處理溶液，例如，含有鹵素離子(優(yōu)選氯離子)的酸性處理溶液。這一酸性處理溶液的優(yōu)選例子是由K.K.MURATA制造的SAS。用于將處理溶液86從罐85中泵抽出來(lái)的泵87位于罐85之上。在泵87和杯子82之間形成供應(yīng)通道88。由泵87從罐85中泵抽出的處理溶液86通過(guò)供應(yīng)通道85流入杯子82中。
在杯子82的上部的大體上中心的部分中形成了排放通道89。在杯子82外部，安全閥90與排放通道89相連。返回通道91是從排放通道89和安全閥90之間的通道中分支出來(lái)的，并連接到該罐85。
下面解釋在圖10和11中示出的陰極電解還原設(shè)備71和酸浸泡設(shè)備72的操作。
首先，在陰極電解還原設(shè)備71中，通過(guò)讓支承臺(tái)1向下運(yùn)動(dòng)將支承臺(tái)1與杯子2分開(kāi)。在此之后，將半導(dǎo)體片W1固定在支承臺(tái)1的支承表面上，使得半導(dǎo)體片W1上形成的金屬膜面朝上。連接于管道3a的抽吸設(shè)備被啟動(dòng)以對(duì)抽吸孔3b施加抽吸力，據(jù)此由吸取力將半導(dǎo)體片W1固定于支承臺(tái)1上。
隨后，在半導(dǎo)體片W1因此被固定的同時(shí)，提供O形環(huán)10的支承臺(tái)1可向上運(yùn)動(dòng)而將支承臺(tái)1的傾斜嚙合表面1a與導(dǎo)向環(huán)9的傾斜嚙合表面9b相嚙合，從而將支承臺(tái)1與杯子2對(duì)準(zhǔn)。以這種方式，杯子2的內(nèi)部完全地被密閉片(clothing sheet)6的下部表面和O形環(huán)10所封閉。在這一狀態(tài)下，半導(dǎo)體片W1的邊緣與密閉片6的下部表面緊密接觸，并且半導(dǎo)體片W1上的金屬膜與陰極7相連。
在此之后，啟動(dòng)泵14通過(guò)供應(yīng)通道15將處理溶液12從罐13中供應(yīng)到杯子2中。因此，處理溶液12從半導(dǎo)體片W1上方流入該杯子2中，并且隨時(shí)間而積累在杯子2中。在這一階段中，安全閥17仍然關(guān)閉，杯子2中的空氣被排放到罐13，然后通過(guò)排放通道16和返回通道18被排放到外部，因此在管道系統(tǒng)中沒(méi)有保留空氣。與杯子2的內(nèi)部空氣類(lèi)似，在半導(dǎo)體片W1的表面上產(chǎn)生的氣體也被排放到外部。
當(dāng)陽(yáng)極電極4充分浸泡在流入杯子2中的處理溶液12中，處理溶液12通過(guò)排放通道16而到達(dá)返回通道18時(shí)，對(duì)半導(dǎo)體片W1進(jìn)行陰極電解還原處理。即，由電源19在陽(yáng)極4和各陰極7之間施加電流達(dá)到預(yù)定時(shí)間，從而將半導(dǎo)體片W1上的鉻膜轉(zhuǎn)變成陰極。于是，鉻膜在處理溶液12中接受電解還原，因此在鉻膜的表面上形成的氧化鉻膜被還原。
經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間的電流供應(yīng)以完成陰極電解還原處理之后，開(kāi)通安全閥17以便將排放通道16和返回通道18暴露于大氣。因此，返回通道18中的處理溶液12通過(guò)返回通道18被收集到罐13中。因?yàn)楣?3位于杯子2之下，在杯子2中的處理溶液12也通過(guò)供應(yīng)通道15和泵14被收集到罐13中。在此之后，支承臺(tái)1向下運(yùn)動(dòng)，以釋放因抽吸作用而固定于支承表面上的半導(dǎo)體片W1。這樣，利用陰極電解還原設(shè)備71的陰極電解還原處理得以完成。
在此之后，半導(dǎo)體片W1利用轉(zhuǎn)移設(shè)備(未顯示)如轉(zhuǎn)移機(jī)器人被轉(zhuǎn)移到洗滌裝置(未顯示)，并由洗滌裝置進(jìn)行洗滌。當(dāng)該洗滌處理完成時(shí)，該半導(dǎo)體片W1被轉(zhuǎn)移到圖11中示出的酸浸泡設(shè)備72中。
在酸浸泡設(shè)備72中，通過(guò)讓支承臺(tái)81向下運(yùn)動(dòng)將支承臺(tái)81與杯子82分開(kāi)。半導(dǎo)體片W1固定在支承臺(tái)81的支承表面上，使得半導(dǎo)體片W1的金屬膜面朝上。連接在管道83a上的抽吸設(shè)備被啟動(dòng)，以對(duì)抽吸孔83b施加抽吸力，從而由吸取力將半導(dǎo)體片W1固定于支承臺(tái)81上。
隨后，在半導(dǎo)體片W1因此被固定的同時(shí)，提供O形環(huán)84的支承臺(tái)81向上運(yùn)動(dòng)而將支承臺(tái)81與杯子82對(duì)齊。如此，杯子82的內(nèi)部完全地密閉。
在此之后，啟動(dòng)泵87，通過(guò)供應(yīng)通道88將處理溶液86從罐85中供應(yīng)到杯子82中。于是，處理溶液86從半導(dǎo)體片W1上方流入該杯子82中，并且隨時(shí)間而積累在杯子82中。在這一階段中，安全閥90仍然關(guān)閉，杯子82中的空氣被排放到罐85中，然后通過(guò)排放通道89和返回通道91被排放到外部，因此在管道系統(tǒng)中沒(méi)有保留空氣。與杯子82的內(nèi)部空氣類(lèi)似，半導(dǎo)體片W1的表面上產(chǎn)生的氣體也排放到外部。
當(dāng)預(yù)定量的處理溶液86積累在杯子82中時(shí)，停止處理溶液86從罐85中的供應(yīng)，并且對(duì)于半導(dǎo)體片W1進(jìn)行酸浸泡處理。即，將半導(dǎo)體片W1在杯子82中的處理溶液86中浸泡預(yù)定時(shí)間。于是，半導(dǎo)體片W1上的鉻膜被刻蝕成預(yù)定圖案。
在此之后，開(kāi)通安全閥90，以便將排放通道89和返回通道91暴露于大氣。于是，返回通道91中的處理溶液86通過(guò)返回通道91被收集到罐85中。因?yàn)楣?5位于杯子82之下，在杯子82中的處理溶液86也通過(guò)供應(yīng)通道88和泵87被收集到罐85中。在此之后，支承臺(tái)81向下運(yùn)動(dòng)，以釋放因抽吸作用而固定于支承表面上的半導(dǎo)體片W1。這樣，利用酸浸泡設(shè)備72的酸浸泡處理得以完成。
由上述操作，在半導(dǎo)體片W1上形成的鉻膜能夠刻蝕出預(yù)定圖案。同時(shí)還能夠防止六價(jià)鉻的產(chǎn)生。
應(yīng)用實(shí)例6涉及采用前述的第二化學(xué)處理方法的化學(xué)處理裝置，據(jù)此，與應(yīng)用實(shí)例5中一樣，在半導(dǎo)體片上的金屬膜被刻蝕成預(yù)定圖案。圖12是化學(xué)處理裝置的電解設(shè)備80的示意性剖視圖。電解設(shè)備80具有與圖10中示出的陰極電解還原設(shè)備7 1大體上相同的設(shè)置和作用。因此，用與圖10中所示的陰極電解還原設(shè)備71中相同的參考數(shù)字表示電解設(shè)備80中的相同部件，并因此省略其注釋。另外，下面簡(jiǎn)單地描述電解設(shè)備80的操作。在圖12中示出的電解設(shè)備80中，罐13裝有處理溶液95，它是含有鹵素離子的酸性處理溶液，優(yōu)選，含有氯離子的處理溶液，如由K.K.MURATA制造的SAS。
下面將描述電解設(shè)備80的操作。
即，類(lèi)似于圖10中示出的陰極電解還原設(shè)備71，在電解設(shè)備80中，半導(dǎo)體片w2被放置在預(yù)定位置，支承臺(tái)1和杯子2被整合，處理溶液95被提供到杯子2中。當(dāng)預(yù)定量的處理溶液95被收集在杯子2中時(shí)，對(duì)于半導(dǎo)體片W2進(jìn)行酸電解處理。
更具體地說(shuō)，由電源19在陽(yáng)極4和各陰極7之間施加電流達(dá)到預(yù)定時(shí)間，從而在處理溶液95中對(duì)半導(dǎo)體片W2的鉻膜(作為陰極)進(jìn)行電解還原。即，還原在鉻膜的表面上形成的氧化鉻膜。然后停止電源19的供電。通過(guò)維持這一狀態(tài)，將半導(dǎo)體片W2繼續(xù)浸泡在酸性處理溶液95中。于是，在半導(dǎo)體片W2上的鉻膜被刻蝕成預(yù)定圖案。
在此之后，處理溶液95被收集到罐85中，半導(dǎo)體片W2解除了因抽吸作用而對(duì)支承臺(tái)81的附著，于是便完成了使用電解設(shè)備80進(jìn)行的酸電解處理。
由上述操作，在半導(dǎo)體片W2上形成的鉻膜能夠被刻蝕成預(yù)定圖案。同時(shí)還能夠防止六價(jià)鉻的產(chǎn)生。
在如上所述的[應(yīng)用實(shí)例1]到[應(yīng)用實(shí)例6]中解釋的第一和第二種化學(xué)處理方法和裝置中，在承載帶上或在半導(dǎo)體片上的鉻膜能被刻蝕成預(yù)定圖案。這些化學(xué)處理方法和化學(xué)處理裝置類(lèi)似地適用于在各種基材如承載帶和柔性基材上形成布線圖案、隆起點(diǎn)等。該方法和裝置也能夠適用于在由例如硅制造的半導(dǎo)體片上形成電路圖案(例如IC和LSI)。該方法和裝置能夠特別地廣泛地適用于將材料上形成的鉻膜刻蝕成預(yù)定圖案的技術(shù)領(lǐng)域。
在[應(yīng)用實(shí)例1]到[應(yīng)用實(shí)例6]中描述的裝置中，鉻膜被刻蝕。然而，即使在使用鈦、鎢、鈀、鉬和含有鉻、鈦、鈀和鉬中的至少一種的合金時(shí)，這些金屬能夠通過(guò)[應(yīng)用實(shí)例1]到[應(yīng)用實(shí)例6]的裝置被刻蝕成預(yù)定圖案。作為合金，優(yōu)選使用鎳鉻合金。另外，第一和第二種化學(xué)處理方法不僅適用于在膠帶如承載帶上形成的金屬膜，而且也適用于在片上形成的金屬膜。在這種情況下，各處理僅僅需要以間歇方式進(jìn)行，與[應(yīng)用實(shí)例5]和[應(yīng)用實(shí)例6]中的解釋一樣。
此外，在[應(yīng)用實(shí)例1]到[應(yīng)用實(shí)例6]中描述的裝置中，還可以在處理溶液的循環(huán)系統(tǒng)和供應(yīng)系統(tǒng)中設(shè)置分離薄膜。這樣即使在鉻膜的刻蝕過(guò)程中產(chǎn)生了六價(jià)鉻，在收集處理溶液時(shí)，也可以使用分離薄膜來(lái)防止六價(jià)鉻作為廢液流向外部。
下面是由本發(fā)明人進(jìn)行的與上述第一和第二化學(xué)處理方法相關(guān)的各種試驗(yàn)，依次稱(chēng)作[實(shí)驗(yàn)1]到[實(shí)驗(yàn)4]，其中將描述各試驗(yàn)的結(jié)果和考慮因素。
在試驗(yàn)1中，通過(guò)在根據(jù)上述化學(xué)處理方法的銅濕法蝕刻處理、陰極電解還原處理和酸浸泡處理中作一些變化，和通過(guò)改變這些處理的各種條件，來(lái)試驗(yàn)銅膜和鉻膜的刻蝕狀態(tài)。試驗(yàn)1的結(jié)果列于圖13中。
參見(jiàn)圖13，在一段聚酰亞胺膠帶上依次覆蓋鉻膜和銅膜，將所獲得的材料作為試驗(yàn)No.1和2中的待處理材料。另外，在一段聚酰亞胺膠帶上先形成鉻膜，再在這一鉻膜上形成已刻蝕成預(yù)定圖案的銅膜，將所獲得的材料作為試驗(yàn)No.3-8中的待處理材料(樣品)。在圖13中，“同時(shí)(A)”表示通過(guò)使用相同的處理溶液來(lái)進(jìn)行銅濕法蝕刻處理和酸浸泡處理，但不進(jìn)行任何陰極電解還原處理?！案髯?B)”表示該銅濕法蝕刻處理和陰極電解還原處理和/或酸浸泡處理各自獨(dú)立地進(jìn)行，即在銅濕法蝕刻處理之后進(jìn)行陰極電解還原處理和/或酸浸泡處理?！瓣?yáng)極電解氧化(C)”表示，代替陰極電解還原處理，通過(guò)將待處理材料用作陽(yáng)極，在預(yù)定的處理溶液中進(jìn)行電解氧化，據(jù)此將鉻膜氧化。在圖1 3的右上角中的“銅剝離”和“Cr剝離”的欄中，銅膜和鉻膜的刻蝕狀態(tài)是由“○”或“×”表示?！啊稹被颉啊痢笔且罁?jù)在各處理之后能否在視覺(jué)上觀察到聚酰亞胺膠帶來(lái)確定的。
在試驗(yàn)No.1和2中，銅膜被刻蝕成預(yù)定圖案，但該鉻膜沒(méi)有刻蝕。這意味著即使是使用同一處理溶液來(lái)同時(shí)進(jìn)行銅濕法蝕刻處理和酸浸泡處理時(shí)，鉻膜也不能夠與銅膜同時(shí)被刻蝕成預(yù)定圖案。
在試驗(yàn)No.3-6中，鉻膜沒(méi)有因浸泡而被刻蝕，陽(yáng)極電解氧化和陰極電解還原處理獨(dú)立地進(jìn)行。
在試驗(yàn)No.7中，當(dāng)對(duì)于待處理材料進(jìn)行陰極電解還原處理和酸浸泡處理時(shí)，鉻膜被刻蝕。更具體地說(shuō)，待處理材料被用作陰極在由K.K.MURATA制造的SAS(作為含氯離子的處理溶液)中進(jìn)行電解還原，同時(shí)用同一處理溶液浸泡該材料，鉻膜被刻蝕成預(yù)定圖案。應(yīng)該指出，作為試驗(yàn)No.7的條件，“處理溶液濃度(vol％)50/50”，“電流密度(A/dm2)5/”，“溫度(℃)30/30”，和“時(shí)間(sec)2/8和5/8”分別表示在陰極電解還原過(guò)程中處理溶液濃度是50vol％，電流密度是5A/dm2，處理溶液溫度是30℃，處理時(shí)間是2和5秒；在酸浸泡過(guò)程中處理溶液濃度是50vol％，處理溶液溫度是30℃，處理時(shí)間是8秒。
在試驗(yàn)No.8中，當(dāng)亞硫酸氫鈉作為還原劑被添加到處理溶液中時(shí)，該鉻膜沒(méi)有被刻蝕。即，如果沒(méi)有進(jìn)行用于還原氧化物膜的陰極電解還原過(guò)程，即使添加還原鉻膜表面上所形成的氧化鉻膜的添加劑來(lái)簡(jiǎn)單地進(jìn)行浸泡，鉻膜也不能被刻蝕。
在試驗(yàn)2中，更具體地說(shuō)為了驗(yàn)證試驗(yàn)1的試驗(yàn)No.7的結(jié)果，通過(guò)改變?cè)囼?yàn)1的試驗(yàn)No.7的各種條件來(lái)測(cè)試鉻膜的刻蝕狀態(tài)。圖14顯示了試驗(yàn)2的結(jié)果。作為待處理材料，可以使用通過(guò)在一段聚酰亞胺膠帶上形成鉻膜并在這一鉻膜上形成已刻蝕成預(yù)定圖案的銅膜所獲得的材料。
在圖14的右上角的“Cr剝離”的欄中，“O”意指鉻膜被刻蝕。這可以根據(jù)在各處理之后能否在視覺(jué)上觀察到這一段聚酰亞胺膠帶來(lái)確定。
在試驗(yàn)No.1中，即使在1A/dm2的較低電流密度下進(jìn)行陰極電解還原處理時(shí)，鉻膜也可以被刻蝕成預(yù)定圖案。在試驗(yàn)No.2中，當(dāng)電流密度提高到5A/dm2，即電流密度比試驗(yàn)No.1中更高時(shí)，處理時(shí)間被縮短。
在試驗(yàn)No.3-6中，即使當(dāng)在5vol％的較低處理溶液濃度下進(jìn)行酸浸泡處理和陰極電解還原處理時(shí)，鉻膜被刻蝕成預(yù)定圖案。
在試驗(yàn)No.3-8中，當(dāng)提高酸浸泡處理和陰極電解還原處理中的處理溶液濃度時(shí)，該處理時(shí)間被縮短。這意味著處理溶液濃度與處理速度有關(guān)。
在試驗(yàn)3中，基于試驗(yàn)1的試驗(yàn)No.7和試驗(yàn)2，證實(shí)了在陰極電解還原過(guò)程中，在含有氯離子的酸性處理溶液作用下，是否在鉻膜表面上發(fā)生鉻的還原。更具體地說(shuō)，在該陰極電解還原過(guò)程中，通過(guò)使用NaCl溶液作為含有氯離子的中性處理溶液，代替含有氯離子的酸性處理溶液，來(lái)進(jìn)行陰極電解還原處理。在此之后，通過(guò)省略酸浸泡過(guò)程或通過(guò)進(jìn)行酸浸泡過(guò)程來(lái)測(cè)試鉻膜的刻蝕狀態(tài)。試驗(yàn)3的結(jié)果示于圖15中。作為待處理材料，可以使用通過(guò)在一段聚酰亞胺膠帶上形成鉻膜并在這一鉻膜上形成已刻蝕成預(yù)定圖案的銅膜所獲得的材料。
在圖15的右上角中的“Cr剝離”的欄中，鉻膜的刻蝕狀態(tài)是由“○”或“×”表示?！啊稹被颉啊痢笔且罁?jù)在各處理之后能否在視覺(jué)上觀察到該段聚酰亞胺膠帶來(lái)確定的。
在試驗(yàn)No.1中，在使用NaCl溶液作為含有氯離子的中性處理溶液，僅僅進(jìn)行陰極電解還原處理時(shí)，鉻膜沒(méi)有被刻蝕。與作為對(duì)照試驗(yàn)的試驗(yàn)No.1對(duì)比，在試驗(yàn)No.2中，當(dāng)按順序來(lái)進(jìn)行使用NaCl溶液作為含有氯離子的中性處理溶液的陰極電解還原處理和使用由K.K.MURATA制造的SAS的浸泡處理時(shí)，鉻膜被刻蝕成預(yù)定圖案。
試驗(yàn)No.2揭示了即使使用含有氯離子的中性處理溶液來(lái)代替含有氯離子的酸性處理溶液，進(jìn)行陰極電解還原處理時(shí)，鉻膜也能夠刻蝕成預(yù)定圖案。也就是說(shuō)，不僅含有氯離子的酸性處理溶液，而且含有氯離子的中性處理溶液也能夠適用于陰極電解還原過(guò)程。這大概表明鉻膜表面上的氧化鉻在處理溶液中的還原，是受到處理溶液中的氫的影響，而不是含有氯離子的酸性處理溶液的影響。
在試驗(yàn)4中，證明了在陰極電解還原過(guò)程中處理溶液的pH依賴(lài)性。更具體地說(shuō)，在陰極電解還原過(guò)程中，代替酸性處理溶液，使用通過(guò)向作為含有氯離子的中性處理溶液的NaCl溶液中添加NaOH，據(jù)此改變這一NaCl溶液的pH到5，7，9和10，所獲得的處理溶液，來(lái)進(jìn)行陰極電解還原處理。在此之后，通過(guò)進(jìn)行酸浸泡過(guò)程來(lái)測(cè)試鉻膜的刻蝕狀態(tài)。圖16顯示了試驗(yàn)的結(jié)果。
作為待處理材料，可使用通過(guò)在一段聚酰亞胺膠帶上形成鉻膜所獲得的材料。在圖16的右上角中的“Cr剝離”的欄中，鉻膜的刻蝕狀態(tài)是由“○”或“×”表示?！啊稹被颉啊痢笔且罁?jù)在各處理之后能否在視覺(jué)上觀察到聚酰亞胺膠帶來(lái)確定。試驗(yàn)No.1到4的結(jié)果揭示，不管pH是中性還是堿性，鉻膜都能夠可靠地被刻蝕。
在試驗(yàn)5中，六價(jià)鉻是否存在于本發(fā)明的化學(xué)處理方法的處理溶液中可通過(guò)使用鹽酸、硫酸和中性NaCl溶液作為處理溶液來(lái)檢測(cè)。需要指出的是，由火焰原子吸收光譜法來(lái)檢測(cè)包括三價(jià)鉻和六價(jià)鉻在內(nèi)的鉻，和使用普通的二苯卡巴肼吸收分光光度法來(lái)檢測(cè)六價(jià)鉻。作為待處理材料，可以使用通過(guò)在一段聚酰亞胺膜上形成鉻膜并在這一鉻膜上形成已刻蝕成預(yù)定圖案的銅膜所獲得的材料。圖17顯示試驗(yàn)5的結(jié)果。
參見(jiàn)圖17，“鉻(D)”表示在各處理溶液中的三價(jià)鉻和六價(jià)鉻。
圖17表明，在所有的鹽酸、硫酸和中性NaCl溶液中檢測(cè)鉻。然而，雖然在硫酸中檢測(cè)到六價(jià)鉻，但是，在鹽酸和NaCl溶液中幾乎沒(méi)有或完全沒(méi)有檢測(cè)到六價(jià)鉻。當(dāng)中性NaCl溶液用作酸浸泡過(guò)程的處理溶液時(shí)，該鉻膜沒(méi)有被刻蝕成預(yù)定圖案?；谶@些結(jié)果，試驗(yàn)5揭示，當(dāng)含有氯離子的酸性處理溶液用作酸浸泡過(guò)程中的處理溶液時(shí)，幾乎沒(méi)有或完全沒(méi)有產(chǎn)生六價(jià)鉻。
作為上面描述的化學(xué)處理方法的實(shí)際例子下面給出實(shí)施例1和2。
(實(shí)施例1)在25μm厚的聚酰亞胺薄膜的一個(gè)表面通過(guò)濺射法涂敷500埃厚的金屬鉻膜，然后通過(guò)同樣方法涂敷1μm厚的銅膜。在此之后，在涂有這些鉻膜和銅膜的聚酰亞胺薄膜表面進(jìn)一步涂敷7μm厚度銅膜，據(jù)此制備了具有8μm的銅膜厚度的膜式承載帶。在這一膜式承載帶上，通過(guò)使用光刻膠由預(yù)定方法形成了預(yù)定的電路圖案，從而形成了抗刻蝕膜。
隨后，通過(guò)在下面給出的條件(1)下通過(guò)浸泡來(lái)刻蝕銅膜，獲得了具有預(yù)定電路圖形的膜式承載帶。鉻膜的鉻沒(méi)有被刻蝕掉，而是作為殘留物保留在聚酰亞胺薄膜表面上。
(1)刻蝕條件刻蝕溶液 ...A-process(由Meltex K.K.制造)浴溫度 ...50±1℃pH 8.1-8.5銅濃度 140±5g/L處理時(shí)間 30秒在蝕刻處理過(guò)程中，攪拌蝕刻溶液，同時(shí)振蕩待處理材料。
然后，在下面給出的條件(2)下，通過(guò)陰極電解還原處理來(lái)還原鉻膜。
(2) 陰極電解還原處理?xiàng)l件處理溶液...SAS(由K.K.MURATA制造)處理溶液濃度50mL/L浴溫度 30±1℃極性...待處理材料是陰極電流密度...2A/dm2電解時(shí)間...3秒隨后，通過(guò)在下面給出的條件(3)下進(jìn)行酸浸泡處理，鉻膜的鉻被刻蝕掉。
(3)酸浸泡處理?xiàng)l件處理溶液 ...SAS(由K.K.MURATA制造)處理溶液濃度 ...500mL/L浴溫度 ...30±1℃處理時(shí)間 ...15秒(實(shí)施例2)按照與實(shí)施例1中同樣的程序進(jìn)行處理，直至在與實(shí)施例1中類(lèi)似的聚酰亞胺薄膜的一個(gè)表面上的銅膜被刻蝕為止。與實(shí)施例1中一樣，在銅膜被刻蝕之后，鉻膜的鉻沒(méi)有被刻蝕，而是作為殘留物保留在聚酰亞胺薄膜表面上。
接著，在下面給出的條件(4)下，同時(shí)對(duì)鉻膜進(jìn)行陰極電解還原處理和酸浸泡處理。即，待處理材料被浸泡在處理溶液中，陰極電解還原處理進(jìn)行預(yù)定的時(shí)間。因此，鉻膜表面被還原，鉻緊接著溶于處理溶液中并從聚酰亞胺薄膜上除去。也就是說(shuō)，鉻膜表面被還原，并在同樣的過(guò)程中在處理溶液中被刻蝕。
(4)陰極電解還原處理和酸浸泡處理的條件處理溶液 ...SAS(由K.K.MURATA制造)處理溶液濃度 ...500mL/L浴溫度 ...30±1℃處理時(shí)間 ...15秒極性 ...待處理材料是陰極電流密度 ...2A/dm2附加的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)對(duì)于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是容易實(shí)現(xiàn)的。因此，本發(fā)明在總體上并不局限于這里給出和描述的特定細(xì)節(jié)和代表性的實(shí)施方案。因此，在不脫離由所附權(quán)利要求和它們的等同物所定義的一般發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍的前提下，可作各種改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.化學(xué)處理方法，使用該方法將待成膜的材料(100)上形成的金屬膜(110)刻蝕成預(yù)定圖案，其特征包括通過(guò)使用含有酸根的第一酸性處理溶液或含有鹵素離子的堿性處理溶液，對(duì)作為陰極的金屬膜(110)進(jìn)行電解還原處理的陰極電解還原步驟；和在陰極電解還原步驟之后，將金屬膜(110)浸泡在第二種酸性處理溶液中的酸浸泡步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于第一酸性處理溶液是選自鹽酸、硫酸、羧酸、氟化氫和磷酸中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述鹵素離子來(lái)自氯化鈉、氯化鉀和碘化鉀中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于第二酸性處理溶液含有鹵素離子。
5.化學(xué)處理方法，使用該方法將待成膜的材料(100)上形成的金屬膜(110)刻蝕成預(yù)定圖案，其特征包括通過(guò)使用含有鹵素離子的處理溶液對(duì)作為陰極的金屬膜(110)進(jìn)行電解還原的陰極電解還原步驟；和在陰極電解還原之后，將金屬膜(110)浸泡在酸性處理溶液中的酸浸泡步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于酸性處理溶液含有鹵素離子。
7.根據(jù)權(quán)利要求4到6中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于所述鹵素離子是氯離子。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到6的方法，其特征在于所述陰極電解還原步驟包括將金屬膜(110)的一部分浸泡在含有鹵素離子的處理溶液中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于形成金屬膜(110)的金屬是選自鉻、鈦、鎢、鈀和鉬中的一種金屬。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于形成金屬膜(110)的金屬是含有鉻、鈦、鎢、鈀和鉬中的至少一種的合金。
11.化學(xué)處理方法，使用該方法將待成膜的材料上形成的金屬膜(110)刻蝕成預(yù)定圖案，其特征在于所述金屬膜(110)被浸泡在含有鹵素離子的酸性處理溶液中，將金屬膜(110)作為陰極進(jìn)行電解還原。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到5和11中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于形成金屬膜(110)的金屬是選自鉻、鈦、鎢、鈀和鉬中的一種金屬。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到5和11中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于形成金屬膜(110)的金屬是含有鉻、鈦、鎢、鈀和鉬中的至少一種的合金。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于鹵素離子是氯離子。
15.化學(xué)處理裝置(30、50)，使用該裝置將待成膜的材料(100)上形成的金屬膜(110)刻蝕成預(yù)定圖案，其特征在于其包括陰極電解還原設(shè)備(31、51)，其通過(guò)使用含有酸根的第一酸性處理溶液或含有鹵素離子的堿處理溶液對(duì)作為陰極的金屬膜(110)進(jìn)行電解還原處理；和酸浸泡設(shè)備(33、53)，在由陰極電解還原設(shè)備(31、51)進(jìn)行電解還原處理之后，其將金屬膜(110)浸泡在第二酸性處理溶液中。
16.化學(xué)處理裝置(40、60)，使用該裝置將待成膜的材料(100)上形成的金屬膜(110)刻蝕成預(yù)定圖案，其特征在于其包括電解設(shè)備(41、61)，后者將金屬膜(110)浸泡在含有鹵素離子的酸性處理溶液中，并對(duì)作為陰極的金屬膜(110)進(jìn)行電解還原處理。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16的裝置(30、40、50、60)，其特征在于所述鹵素離子是氯離子。
18.根據(jù)權(quán)利要求15或16的裝置(30、40、50、60)，其特征在于在電解還原處理中，金屬膜(110)的一部分被浸泡在含有鹵素離子或酸根的處理溶液中。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置(30、40、50、60)，其特征在于所述鹵素離子是氯離子。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置(30、40、50、60)，其特征在于形成金屬膜(110)的金屬是選自鉻、鈦、鎢、鈀和鉬中的一種金屬。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置(30、40、50、60)，其特征在于形成金屬膜(110)的金屬是含有鉻、鈦、鎢、鈀和鉬中的至少一種的合金。
22.根據(jù)權(quán)利要求15或16的裝置(30、40、50、60)，其特征在于形成金屬膜(110)的金屬是選自鉻、鈦、鎢、鈀和鉬中的一種金屬。
23.根據(jù)權(quán)利要求15或16的裝置(30、40、50、60)，其特征在于形成金屬膜(110)的金屬是含有鉻、鈦、鎢、鈀和鉬中的至少一種的合金。
全文摘要
本發(fā)明的化學(xué)處理裝置是裝置(30)，在待成膜的材料(C1)上形成的鉻膜被該裝置刻蝕成預(yù)定圖案。這一裝置包括陰極電解還原設(shè)備(31)，用于使用含有氯離子的處理溶液對(duì)作為陰極的鉻膜進(jìn)行電解還原處理，和酸浸泡設(shè)備(33)，用于在由陰極電解還原設(shè)備(31)進(jìn)行電解還原處理之后將鉻膜浸泡在酸性處理溶液中。
文檔編號(hào)H05K3/38GK1495292SQ03154639
公開(kāi)日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2003年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月21日
發(fā)明者山本充彥, 米村正雄, 澤瀉由果, 前原智子, 子, 果, 雄 申請(qǐng)人:卡西歐邁克羅尼克斯株式會(huì)社, 村田株式會(huì)社