(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被めっき体にめっきを行なうめっき部と、めっき液及びめっき液を含む液の調整を行う管理部とからなるめっき装置において、
前記めっき部はめっき液を収容すると共に、陽極電極と陰極としての前記被めっき体を対向して配置しめっきを行なうめっき槽、前記被めっき体をめっき後に洗浄する洗浄装置を具備し、
前記管理部はめっき液の成分及び／又は濃度を調整する調整槽、該調整槽にめっき液及び補充剤液を注入する補充機構、該調整槽のめっき液の一部を抽出して該めっき液の成分分析又は／及び濃度測定をする分析装置、前記洗浄装置で前記被めっき体を洗浄した洗浄液中に含まれる金属イオンを取り除いて一般排水とする装置、前記一般排水を排出する排水機構を具備し、
前記めっき部と前記管理部をそれぞれ別々の部屋に設置できるように別体として構成し、前記管理部の調整槽と前記めっき部のめっき槽を配管で接続し、該調整槽からめっき部へ、めっき部から調整槽にめっき液を循環させる液循環機構を設け、
前記めっき部を前記管理部が設置された第２の部屋よりクリーン度の高い第１の部屋に設置したことを特徴とするめっき装置。
【請求項２】
請求項１に記載のめっき装置において、
前記第１の部屋はクリーンルームであり、前記第２の部屋は該クリーンルームよりクリーン度の低いユーティリティルームであることを特徴とするめっき装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のめっき装置において、
前記第１の部屋に設置されるめっき部は複数であるのに対し、前記第２の部屋に設置される管理部は１つであることを特徴とするめっき装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はめっき装置に関し、特に被めっき体を洗浄した洗浄液中に含まれる金属イオンを除去して一般排水とする金属イオン除去機能を具備するめっき装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造プロセスでは、めっき工程は配線用又は膜付用として多用されている。図６は従来のこの種のめっき装置の構成を示す図である。めっき装置は図示するように、めっき部１と管理部２とからなり、めっき部１にはめっき槽１−２が、管理部２に補充槽２−２と補充槽２−３が設置されている。
【０００３】
めっき槽１−２にはめっき液１−１が収容され、該めっき液１−１中には治具に装着された被めっき基板１−４と陽極電極（溶解性）１−３とが対向して配置され、該被めっき基板１−４と陽極電極１−３との間にはめっき電源１−５が接続されている。また、ポンプ１−１４及び温度調節器１−１５が設けられ、ポンプ１−１４によりめっき液１−１が温度調節器１−１５に送られ、該温度調節器１−１５でめっきを行なうに最適な液温に調整されてめっき槽１−２に戻されるようになっている。
【０００４】
補充槽２−３には所定濃度のめっき液（例えば所定濃度の硫酸銅を主体とした溶液）２−８が収容されて、めっき液２−８はポンプ２−１１により配管３を通してめっき槽１−２に供給されるようになっており、補充槽２−２には添加剤液２−７が収容され、ポンプ２−９により配管４を通してめっき槽１−２に供給されるようになっている。運転時には図示しない分析装置でめっき槽１−２内のめっき液１−１の組成及び濃度を分析し、該組成及び濃度が所定の値に維持されるように、補充槽２−２や補充槽２−３から添加剤液２−７やめっき液２−８がめっき槽１−２に供給される。
【０００５】
被めっき基板１−４と陽極電極１−３の間にめっき電源１−５からめっき電流を通電すると、溶解性の陽極電極（例えば、含リン銅電極）１−３から放出された金属イオン（例えば、Ｃｕ2+）は被めっき基板１−４の表面に付着し、金属めっき膜が形成される。陽極電極１−３はめっき液１−１中に金属イオンを放出して消耗していくから、定期的に該陽極電極１−３を交換する必要がある。
【０００６】
上記構成のめっき装置において、めっき後の被めっき基板１−４を洗浄するには多くの洗浄水が排出される。特に被めっき基板１−４が半導体ウエハ等の半導体用基板である場合、多くの洗浄水や純水を消費する。また、この洗浄水にはめっき液が含まれているために金属イオン除去等の処理を必要とするため排水処理設備に大きな負担がかかる。また、めっき液の劣化によるめっき液の廃液処理を行なう場合にも同様のことがいえる。
【０００７】
そこで、めっき装置に洗浄水処理機能及びめっき廃液再生機能を持たせ、めっき液及びめっき液を含む液の処理について自己完結的な専用処理機能を持たせることは、一般設備の負荷軽減を考慮すると効率的な方法といえる。このとき、めっき液を調整・管理するめっき液調整機能、洗浄に使用済みの洗浄水から金属イオンを取り除く金属イオン除去機能、めっき廃液を再調整・再生するめっき液再生機能をクリーン度が要求されるめっき部１が設置されている部屋とは異なる部屋に設置し、めっき液の管理やめっき液の処理及び洗浄水の処理を行なうことはメンテナンス上大きなメリットがあるが、従来このような要望に答えるめっき装置が開発されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、めっき装置に洗浄水処理機能及びめっき廃液再生機能、めっき液及びめっき液を含む液の処理について自己完結的な専用処理機能を持たせ、且つこれらの諸機能をクリーン度が要求されるめっき部が設置されている部屋とは異なる部屋で行なわれるようにし、効率的でメンテナンス上も好適なめっき装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、被めっき体にめっきを行なうめっき部と、めっき液及びめっき液を含む液の調整を行う管理部とからなるめっき装置において、めっき部はめっき液を収容すると共に、陽極電極と陰極としての被めっき体を対向して配置しめっきを行なうめっき槽、被めっき体をめっき後に洗浄する洗浄装置を具備し、管理部はめっき液の成分及び／又は濃度を調整する調整槽、該調整槽にめっき液及び補充剤液を注入する補充機構、該調整槽のめっき液の一部を抽出して該めっき液の成分分析又は／及び濃度測定をする分析装置、洗浄装置で被めっき体を洗浄した洗浄液中に含まれる金属イオンを取り除いて一般排水とする装置、一般排水を排出する排水機構を具備し、めっき部と前記管理部をそれぞれ別々の部屋に設置できるように別体として構成し、管理部の調整槽とめっき部のめっき槽を配管で接続し、該調整槽からめっき部へ、めっき部から調整槽にめっき液を循環させる液循環機構を設け、めっき部を管理部が設置された第２の部屋よりクリーン度の高い第１の部屋に設置したことを特徴とする。
【００１０】
上記のように、管理部にめっき液の成分及び／又は濃度を調整する調整槽、該調整槽にめっき液及び補充剤液を注入する補充機構、該調整槽のめっき液の一部を抽出して該めっき液の成分分析又は／及び濃度測定をする分析装置、洗浄装置で被めっき体を洗浄した洗浄液中に含まれる金属イオンを取り除いて一般排水とする装置、一般排水を排出する排水機構を具備し、めっき部と前記管理部をそれぞれ別々の部屋に設置できるように別体として構成し、管理部の調整槽とめっき部のめっき槽を配管で接続し、該調整槽からめっき部へ、めっき部から調整槽にめっき液を循環させる液循環機構を設け、めっき部を管理部が設置された第２の部屋よりクリーン度の高い第１の部屋に設置したので、洗浄水処理及びめっき廃液再生、めっき液及びめっき液を含む液の処理からなる自己完結的な専用処理機能を有することなる。従って、これらの処理が効率的に行われると同時に、めっき装置の殆どのメンテナンス作業を管理部が設置されているクリーン度の低い第２の部屋で行うことができ、メンテナンス作業が向上すると共にめっき部が設置されているクリーン度の高い第１の部屋の汚染を防止できる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のめっき装置において、第１の部屋はクリーンルームであり、第２の部屋は該クリーンルームよりクリーン度の低いユーティリティルームであることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のめっき装置において、第１の部屋に設置されるめっき部が複数であるのに対し、第２の部屋に設置される管理部は１つであることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るめっき装置の構成例を示す図である。図１において、図６と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示す。本めっき装置は図示するように、めっき部１と管理部２とからなる。
【００１４】
めっき部１には、めっき槽１−２と洗浄装置１−６が設けられている。めっき槽１−２内にはめっき液１−１が収容され、該めっき液１−１中に陽極電極１−３と陰極となる治具に装着された被めっき基板（例えば、半導体ウエハ）１−４が対向して配置されている。陽極電極１−３と被めっき基板１−４の間にはめっき電源１−５が接続され、該めっき電源１−５から陽極電極１−３と被めっき基板１−４の間にめっき電流を通電することにより、被めっき基板１−４の表面に金属めっき膜（例えば、銅めっき膜）を形成する。
【００１５】
洗浄装置１−６はめっき後の被めっき基板１−４’を洗浄するための装置で、めっき後の被めっき基板１−４’に向けて洗浄水（例えば、純水）１−７を噴射する洗浄ノズル１−８と、該洗浄ノズル１−８から噴射された使用済みの洗浄水１−７’を受けて収容する洗浄水槽１−９と、該洗浄水槽１−９の洗浄済みの洗浄水１−７’を管理部２に送るポンプ１−１０を具備する。
【００１６】
管理部２は調整槽２−１、補充槽２−２、補充槽２−３、めっき液再生装置２−４、金属イオン採取器２−５及び分析装置２−６を具備する。調整槽２−１には調整されためっき液１−１が収容され、補充槽２−２には添加剤液２−７が収容され、補充槽２−３には所定濃度のめっき液（例えば所定濃度の硫酸銅を主体とした溶液）２−８が収容されている。添加剤液２−７はポンプ２−９により配管２−１０を通して調整槽２−１に供給されるようになっており、めっき液２−８はポンプ２−１１により配管２−１２を通して調整槽２−１に供給されるようになっている。
【００１７】
調整槽２−１とめっき槽１−２とは配管３及び配管４で接続されており、調整槽２−１のめっき液１−１はポンプ２−１３によりフィルタ２−１４及び配管３を通してめっき槽１−２に送られ、めっき槽１−２のめっき液１−１はポンプ１−１１により配管４を通って調整槽２−１に送られるようになっている。つまり配管３、ポンプ２−１３、フィルタ２−１４、配管４及びポンプ１−１１は、調整槽２−１とめっき槽１−２の間をめっき液１−１を循環させるめっき液循環機構を構成している。
【００１８】
調整槽２−１のめっき液１−１はポンプに２−１５によりめっき液再生装置２−４に送られ、該液再生装置２−４でめっき液１−１中の老かい物の除去及び金属イオン濃度や水素イオン指数等が調整される。該老かい物の除去及び金属イオン濃度や水素イオン指数等が調整されためっき液１−１はポンプ２−１６によりフィルタ２−１７を通って調整槽２−１に送られる。つまり、ポンプ２−１５、ポンプ２−１６及びフィルタ２−１７は調整槽２−１とめっき液再生装置２−４の間をめっき液１−１を循環させる循環機構を構成している。
【００１９】
めっき部１の洗浄水槽１−９の洗浄に使用済みの洗浄水１−７’はポンプ１−１０により配管１−１２を通して管理部２の金属イオン採取器２−５に送られ、該金属イオン採取器２−５で洗浄水１−７’から金属イオン（例えば、Ｃｕ2+）を採取（除去）して、該金属イオンを除去した使用済みの洗浄水１−７’を一般排水２−１８として排出する。また、２−１９は温度調節器であり、調整槽２−１のめっき液１−１はポンプ２−２０により該温度調節器２−１９を通って液温が調整され、所定の液温に維持されるようになっている。
【００２０】
また、ポンプ２−１３で調整槽２−１から送り出されためっき液１−１の一部は分析装置２−６に送られ、めっき液の成分及び／又は濃度が分析される。その分析結果に基づいて、ポンプ２−９やポンプ２−１１を起動し、補充槽２−２内の添加剤液２−７や補充槽２−３内のめっき液２−８を調整槽２−１に補充し、調整槽２−１内のめっき液１−１の成分及び／又は濃度を調整するようになっている。
【００２１】
上記構成のめっき装置において、めっき電源１−５から所定値の電圧を印加することにより、溶解性の陽極電極（例えば、含リン銅電極）１−３から放出された金属イオン（例えば、Ｃｕ2+）は被めっき基板１−４の表面に付着し、金属めっき膜が形成される。めっき運転の継続と被めっき基板１−４の処理枚数に伴い、めっき液１−１の組成、濃度及びめっき液量が変化する。その変化の状態に応じて、調整槽２−１に補充槽２−２の添加剤液２−７や補充槽２−３のめっき液２−８を補充し、めっき液１−１の組成成分及び濃度を所定の値に維持する。なお、補充槽２−２の添加剤液２−７としては、有機添加剤液（ポリマー、レベラー、キャリア及びＨＣｌの混合溶液）が用いられる。
【００２２】
上記構成のめっき装置のめっき部１をクリーンルーム等のクリーン度の高い第１の部屋に設置し、管理部２をユーティリティルーム等のクリーン度の低い第２の部屋に設置する。これにより、めっき部１の洗浄装置１−６の洗浄水槽１−９中の洗浄に使用済みの洗浄水１−７’はポンプ１−１０により管理部２の金属イオン採取器２−５に送られ、金属イオンが除去され、一般排水２−１８となって排出される。
【００２３】
図２は本発明に係るめっき装置の他の構成例を示す図である。図２において、図１と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示す。本めっき装置が図１に示すめっき装置と異なる点は、管理部２に金属イオン採取器２−５に替えて洗浄水再生装置２−２１を設け、めっき部１のポンプ１−１０により配管１−１２を通して洗浄水槽１−９中の洗浄に使用済みの洗浄水１−７’を該洗浄水再生装置２−２１に送り、該洗浄水再生装置２−２１で洗浄水１−７’中の金属イオン及び異物を除去して洗浄水を再生している点である。そして再生した洗浄水を配管１−１３を通して、めっき部１の洗浄ノズル１−８に供給し、洗浄水１−７として利用する。また、洗浄水再生装置２−２１には必要に応じて純水２−２２が補給される。
【００２４】
図３は金属イオン採取器２−５の構成例を示す図である。金属イオン採取器２−５はｐＨ調整槽１２及びキレート樹脂塔１４を具備し、図１のめっき部１の洗浄水槽１−９の洗浄に使用済みの洗浄水１−７’はポンプ１−１０により配管１−１２を通ってｐＨ調整槽１２に送られ収容される。ここでｐＨ調整槽１２に中和剤が注入され、洗浄水１−７’のｐＨ値が調整される。ｐＨ値が調整された洗浄水１−７’はポンプ１３によりキレート樹脂塔１４に送られる。
【００２５】
洗浄水１−７’がキレート樹脂塔１４を通ると、洗浄水１−７’中に例えば金属イオンとしてＣｕ2+イオンが含まれていると、化学反応（Ｒ＝Ｃａ＋Ｃｕ2+→Ｒ＝Ｃｕ＋Ｃａ2+  但し、Ｒは官能基を示す）により、Ｃａ2+より選択性の強いＣｕ2+イオンは該キレート樹脂塔１４のＣａ型キレート樹脂のＣａ2+と置き換わり、Ｃｕ2+イオンが官能基の末端に吸着し、洗浄水中のＣｕ2+イオンが除去される。このようにキレート樹脂塔１４で金属イオンの除去された洗浄水１−７’は一般排水２−１８となって排出される。
【００２６】
図４は洗浄水再生装置２−２１の構成例を示す図である。本洗浄水再生装置２−２１は洗浄排水貯蔵槽２１、界面活性剤塔２２、紫外線殺菌塔２３、アニオン交換樹脂塔２４、カチオン交換樹脂塔２５を具備する。図２のめっき部１の洗浄水槽１−９の洗浄に使用済みの洗浄水１−７’はポンプ１−１０により、配管１−１２を通して洗浄排水貯蔵槽２１に貯留される。
【００２７】
洗浄排水貯蔵槽２１の洗浄水１−７’はポンプ２６はフィルタ２７を通し異物を除去した後、界面活性剤塔２２を通ることにより有機添加の分解物や老かい物を吸着除去してから、紫外線殺菌塔２３を通して雑菌の繁殖を抑え、更にアニオン交換樹脂塔２４とカチオン交換樹脂塔２５を通ることにより、それぞれ洗浄水１−７’陰イオンと陽イオンとを水酸イオンＯＨ−と水素イオンＨ＋とに置き換え、樹水に再生する。この後フィルタ２８を通って異物が除去され、再生された純水となって三方弁２９から配管１−１３を通って、めっき部１の洗浄ノズル１−８に供給される。なお、洗浄排水貯蔵槽２１には必要に応じて、純水３０が開閉弁３１を介して補給される。
【００２８】
図５はめっき液再生装置２−４の構成例を示す図である。めっき液再生装置２−４は界面活性剤塔４１、界面活性剤塔４２、めっき液再生槽４３、添加剤液槽４４、添加剤液槽４５、硫酸銅溶液槽４６、硫酸槽４７及び塩酸槽４８を具備する。図１又は図２の調整槽２−１からの老かい物等を含んだめっき液１−１がフィルタ４９を通過することによって固形パーティクルが除去される。更に特性の異なる界面活性剤塔４１及び４２に通すことによって有機添加剤の分解物等の老かい物が除去される。ここで特性の異なる２つの界面活性剤塔４１及び４２を設ける理由は、有機添加物の分解物や老かい物は分子量の大きいものから小さいものまであり、これを効率良く吸着するためには、複数の種類の界面活性剤塔を必要とするからである。
【００２９】
次に、異なる界面活性剤塔４２を通っためっき液１−１はめっき液再生槽４３に貯留される。めっき液再生槽４３には添加剤液槽４４からポンプ５５により第１の添加剤５０が、添加剤液槽４５からポンプ５６により第２の添加剤５１が、硫酸銅溶液槽４６からポンプ５７により硫酸銅溶液５２が、硫酸槽４７からポンプ５８により硫酸溶液５３が、塩酸槽４８からポンプ５９により塩酸溶液５４がそれぞれ供給されるようになっている。
【００３０】
ここでめっき液を適正な成分組成にするために濃度の高い硫酸銅溶液５２を追加し、銅イオン濃度を適正値にする。そして硫酸溶液５３や塩酸溶液５４を加え、水素イオン指数（ｐＨ値）と塩素イオン濃度を調整する。そして、有機添加剤である第１の添加剤５０、有機添加剤である第２の添加剤５１を加えてめっき液１−１を調整する。調整されためっき液１−１はポンプ２−１６によりフィルタ２−１７を通して調整槽２−１に送られる。なお、めっき再生槽４３には開閉弁６０を介して純水６１が必要に応じて補給されるようになっている。
【００３１】
また、上記例では図１及び図２に示す構成のめっき装置において、めっき部１を設置する第１の部屋をクリーンルームとする例を示したが、クリーンルームに限定されるものではなく、クリーンブース、クリーンベンチ、クリーンボックス等のクリーン度の高い部屋又は領域であればよい。
【００３２】
また、上記図１及び図２に示すめっき装置の構成例では、めっき電源１−５を該めっき部１に設け第１の部屋に設置するように図示しているが、このめっき電源１−５を管理部２が設置されている第２の部屋に設け、ここから給電するように構成してもよい。こうすることにより、めっき電源１−５のメンテナンス作業も管理部２が設置される第２の部屋で行なうことができる。特にめっき電源１−５に蓄電池を用いる場合は、ダーティな蓄電池のメンテナンス作業をクリーン度の低い第２の部屋で行なうことになり、好ましい。
【００３３】
また、上記図１及び図２に示すめっき装置の構成例では、１個のめっき部１に対して１個の管理部を設けるように構成しているが、複数個のめっき部１に対して、１個の管理部２を設け、複数個のめっき部１を第１の部屋に設置し、１個の管理部２を第２の部屋に設け、１個の管理部で複数個のめっき部を管理できるように構成してもよい。
【００３４】
また、上記図１乃至図２に示すめっき装置の構成例では、省略したが、めっき液や電解液等の液の流量を測定するフローメータ、圧力を測定する圧力計、温度計等、メンテナンスを必要とする機器は管理部２の設置されるクリーン度の低い第２の部屋へ設置する。これにより、めっき部１が設置されたクリーン度の高い第１の部屋をこれらのメンテナンスで汚染させる心配がなくなる。
【００３５】
なお、上記実施形態例では被めっき体として、半導体ウエハ等の半導体用の被めっき基板１−４に金属めっき膜を形成する場合を例に説明したが、被めっき体はこれに限定されるものではない。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、各請求項に記載の発明によれば、管理部にめっき液の成分及び／又は濃度を調整する調整槽、該調整槽にめっき液及び補充剤液を注入する補充機構、該調整槽のめっき液の一部を抽出して該めっき液の成分分析又は／及び濃度測定をする分析装置、洗浄装置で被めっき体を洗浄した洗浄液中に含まれる金属イオンを取り除いて一般排水とする装置、一般排水を排出する排水機構を具備し、めっき部と管理部をそれぞれ別々の部屋に設置できるように別体として構成し、管理部の調整槽とめっき部のめっき槽を配管で接続し、該調整槽からめっき部へ、めっき部から調整槽にめっき液を循環させる液循環機構を設け、めっき部を管理部が設置された第２の部屋よりクリーン度の高い第１の部屋に設置したので、下記のような優れた効果が得られる。
【００３７】
（１）洗浄処理からなる自己完結的な専用処理機能を有することにより、排水処理を効率的に行うことができる。
【００３８】
（２）めっき装置の殆どのメンテナンス作業を管理部が設置されているクリーン度の低い第２の部屋で行うことができ、メンテナンス作業効率が向上すると共にめっき部が設置されているクリーン度の高い第１の部屋の汚染を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るめっき装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明に係るめっき装置の構成例を示す図である。
【図３】金属イオン採取器の構成例を示す図である。
【図４】洗浄水再生装置の構成例を示す図である。
【図５】めっき液再生装置の構成例を示す図である。
【図６】従来のめっき装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１            めっき部
１−１        めっき液
１−２        めっき槽
１−３        陽極電極
１−４        被めっき基板
１−５        めっき電源
１−６        洗浄装置
１−７        洗浄水
１−８        洗浄ノズル
１−９        洗浄水槽
１−１０      ポンプ
１−１１      ポンプ
２            管理部
２−１        調整槽
２−２        補充槽
２−３        補充槽
２−４        めっき液再生装置
２−５        金属イオン採取器
２−６        分析装置
２−７        添加剤液
２−８        めっき液
２−９        ポンプ
２−１１      ポンプ
２−１３      ポンプ
２−１４      フィルタ
２−１５      ポンプ
２−１６      ポンプ
２−１７      フィルタ
２−１８      一般排水
２−１９      温度調節器
２−２０      ポンプ
２−２１      洗浄水再生装置
２−２２      純水
１１
１２          ｐＨ調整槽
１３          ポンプ
１４          キレート樹脂塔
２１          洗浄排水貯蔵槽
２２          界面活性剤塔
２３          紫外線殺菌塔
２４          アニオン交換樹脂塔
２５          カチオン交換樹脂塔
２６          ポンプ
２７          フィルタ
２８          フィルタ
２９          三方弁
３０          純水
３１          開閉弁
４１          界面活性剤塔
４２          界面活性剤塔
４３          めっき液再生槽
４４          添加剤液槽
４５          添加剤液槽
４６          硫酸銅溶液槽
４７          硫酸槽
４８          塩酸槽
４９          フィルタ
５０          第１の添加剤
５１          第２の添加剤
５２          硫酸銅溶液
５３          硫酸溶液
５４          塩酸溶液
５５          ポンプ
５６          ポンプ
５７          ポンプ
５８          ポンプ
５９          ポンプ
６０          開閉弁
６１          純水
【図１】
0003967479.tif 000002
【図２】
0003967479.tif 000003
【図３】
0003967479.tif 000004
【図４】
0003967479.tif 000005
【図５】
0003967479.tif 000006
【図６】
0003967479.tif 000007