JPH07211669A - めっき装置及びめっき方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 循環方式のめっき装置及びめっき方法に関
し、めっき品質、めっき精度の向上及び安定化を図り、
且つめっきコストの低減及びめっき効率の向上を図る。 【構成】 めっき液貯蔵タンク１に該タンク１内のめっ
き液面8Sの高さを規定する液面センサ６を設け、めっき
液供給用の第１の配管３とめっき液回収用の第２の配管
４の該めっき液貯蔵タンク１への接続部をそれぞれ該め
っき液面8Sよりも下部に設け、且つ該タンク１内に該規
定された液面位置を通過して上下に移動自在なタンク容
量可変用可動部７を配置し、該タンク容量可変用可動部
７の上下移動によって該タンク内のめっき液面8Sの高さ
をめっき液量の変動に関わらず常に該液面センサ６で規
定する一定の高さに保ってめっき処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はめっき装置に係り、特に
半導体装置の製造工程等において、電極や配線を形成す
る際の電気めっき或いは無電解めっきに用いられる循環
方式のめっき装置に関する。

【０００２】近年、半導体ＩＣの微細化、高集積化に伴
って、該ＩＣに配設される配線やバンプ電極には、大き
さや厚さの高精度化が要求されている。そのため、上記
高精度の配線やバンプ電極をめっき手段によって形成す
る際には、めっき液の温度や濃度及び気泡混入の防止等
の十分な管理が必要になっている。また、上記配線やバ
ンプ電極の形成に用いられるめっき液は高価で、且つ毒
性や危険性を有するものが多いため、使用するめっき液
の量を可能な限り減少させることも、コストダウンや環
境衛生の面から極めて重要である。

【０００３】

【従来の技術】半導体装置の製造工程において、例えば
バンプ電極の形成に用いられるめっき手段には、半導体
基板の片面のみにめっきを行うことが可能な噴流式のめ
っき方法が用いられ、めっき装置には上記噴流めっきに
適した循環方式のめっき装置が使用されている。

【０００４】図５は従来の循環方式のめっき装置の模式
図断面図で、(a) は停止状態、(b)は動作状態を示して
いる。同図に示されるように、上記バンプ電極形成等の
めっき処理に用いられていた従来の循環方式のめっき装
置は、多くは、１基のめっき液貯蔵タンクに貯蔵された
めっき液を複数台のめっき処理槽に供給してめっき処理
が行われるように構成されており、その停止状態を示す
図４(a) のように、めっき液貯蔵タンク１内に収容され
ているめっき液８の液面8Sより高い位置に例えば第１、
第２、第３の噴流式めっき処理槽2A、2B、2C等を配置
し、それらの排液口20A 、20B 、20C 等とめっき液貯蔵
タンク１の所定の高さの位置とが、幹状の第２の配管4M
と枝状の第２の配管4A、4B、4C等でそれぞれ接続され、
且つ、それらめっき処理槽2A、2B、2C等の給液口21A 、
21B 、21C 等とめっき液貯蔵タンク１の前記第２の配管
4Mの開口部4aより低い所定位置とが、その位置に開口部
3aを有する幹状の第１の配管3Mと、途中に液送ポンプ5
A、5B、5C等が挿入された枝状の第１の配管3A、3B、3C
等でそれぞれ接続され、更にめっき液貯蔵タンク１内に
めっき液８を所定の温度に加熱するためのヒータ９が挿
入された構造を有していた。

【０００５】そして、図示しないが、めっき液貯蔵タン
ク１内のめっき液８を所定の温度に昇温させた後、液送
ポンプ5A〜5C等の何れかを駆動させている状態で、めっ
き処理槽2A〜2C等の何れかの内側の槽2AA 〜2CA 等の何
れかから噴出し外側の槽2AB〜2CB 等の何れかへオーバ
フローしているめっき液８の噴流上に被処理半導体基板
等を接触させ、それらの接触面に所望の金属のめっきが
なされるが、その際、上記従来のめっき装置において
は、めっき処理槽の全台数を十分に充たすうるような大
きな容量を有するめっき液貯蔵槽１の全体にめっき液８
を満たさなければならないために大量のめっき液８が必
要になり、高価なめっき材料を用いる半導体装置等にお
いてはめっき費用の大幅な増大を招くと同時に、所定の
めっき温度にめっき液温を上昇あるいは下降させるする
時間が長引いて作業効率が低下するという問題が生じて
いた。

【０００６】また、めっき液貯蔵タンク１の容量が十分
に大きくない場合には、稼働状態を示す図５(b) のよう
に、複数台の液送ポンプ5A〜5C等を同時に動作させて複
数のめっき処理槽2A〜2C等で同時にめっき処理を行った
時、同時に運転される液送ポンプ5A〜5C等の台数の増大
に伴う合計の液送量の増大によってめっき液貯蔵タンク
１内のめっき液８の液面8Sが低下する。その場合、液送
ポンプ5A〜5C等の液送（噴流）量は、ポンプの回転数が
一定の場合でも、液面の高さ即ち吸引口における液の静
圧に比例して変わる性質があるため、同時動作台数の相
違による上記めっき液貯蔵タンク１内のめっき液面8Sの
変動によってめっき処理槽2A〜2C等におけるめっき液８
の噴流量が変動し、めっき品質やめっき厚さが変動する
という問題を生じていた。この問題を避けるために、め
っき液の循環流量を一定に保つ調節機構付の流量計を挿
入する方法もあるが、流量計が高価なこと、及びめっき
液に対する耐性が低いこと等により実現されなかった。

【０００７】そして更に、前記図５(b) に示すように、
めっき液貯蔵槽１内のめっき液面8Sが、この貯蔵槽１内
へめっき液８を回収する第２の配管4Mの開口部4a以下に
下がった際には、この開口部4aからめっき槽１内に大気
中を経て注ぎ込まれるめっき液８に巻き込まれてめっき
液８内に気泡10が混入する。そしてこの気泡10が被処理
基板11A 、11B 、11C 等の被めっき面に付着し、めっき
欠陥を発生させるという問題も生じていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明では、め
っき液貯蔵タンクに接続されている複数のめっき処理槽
の稼働台数が増して、該めっき液貯蔵タンクに残留する
めっき液量が大幅に減少した際にも、液送ポンプの能力
が変わらないでめっき処理槽における一定の噴流量が得
られと共にめっき液内に気泡が巻き込まれることのない
循環方式のめっき装置及びめっき方法を提供し、めっき
品質の向上、めっき品質及びめっき膜厚の安定化を図る
と共に、めっき液総量の減少を可能にしてめっき費用の
低減及びめっき効率の向上を図ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題の解決は、めっ
き液貯蔵タンクと、該貯蔵タンクのめっき液面より高い
位置に底面を有して配置されためっき処理槽とを有し、
該めっき液貯蔵タンク内のめっき液を途中に揚液ポンプ
の介在する第１の配管により該めっき処理槽内へ順次送
り込み、且つ過剰になっためっき処理槽のめっき液を第
２の配管を通じて落差により順次該めっき液貯蔵タンク
内へ回収する循環方式のめっき装置において、該めっき
液貯蔵タンクに該タンク内のめっき液面の高さを規定す
る液面センサを設け、該第１の配管と第２の配管の該め
っき液貯蔵タンクへの接続部をそれぞれ該めっき液面よ
りも下部に設け、且つ該タンク内に該規定された液面位
置を通過して上下に移動自在なタンク容量可変用可動部
を配置し、該タンク容量可変用可動部の上下移動によっ
て該タンク内のめっき液面の高さをめっき液量の変動に
関わらず常に該液面センサで規定する一定の高さに保っ
てめっき処理を行う本発明によるめっき装置、若しく
は、上記めっき装置を用い、前記タンク容量可変用可動
部の上下により前記めっき液貯蔵タンク内のめっき液面
を該めっき液貯蔵タンクへの前記第１及び第２の配管の
接続部より上位の一定の高さに保った状態で、該めっき
液貯蔵タンクと前記めっき処理槽との間でめっき液を循
環させながらめっき処理を行う本発明によるめっき方法
によって達成される。

【００１０】

【作用】図１は本発明の原理説明図で、(a) は停止時、
(b) は稼働時を表している。図中の、１はめっき液貯蔵
タンク、２はめっき処理槽、３はめっき液供給用の第１
の配管、４はめっき液回収用の第２の配管、５は液送ポ
ンプ、６は液面センサ、７はタンク容量可変用可動部、
８はめっき液を示す。

【００１１】本発明に係る循環方式のめっき装置は、図
１(a) 及び(b) に示すように、めっき液貯蔵タンク１に
めっき液８の液面を一定の位置に規定する液面センサ６
を配設し、且つ該めっき液貯蔵タンク１内に前記液面の
位置を通過して上下に移動自在なタンク容量可変用可動
部７を配置する。

【００１２】このような構成を有するめっき装置におい
ては、停止時の(a) 図に示すように、めっき液８の量が
少なくてその液面8Sが液面センサ６で規定する高さに達
しない時には、液面センサ８の情報信号により動作する
タンク容量可変用可動部７がめっき液８中に下降し貯蔵
タンク１のめっき液８の収容されている部分の実容量を
減少させ、めっき液８の液面を液面センサ６の規定する
高さまで押し上げる。

【００１３】そしてめっき装置の可動時には(b) 図に示
すように、めっき処理槽２、液送ポンプ５及び第１、第
２の配管３、４に充たされる量に対応して一層減少する
タンク１内のめっき液量を液面センサ６からの情報信号
によって容量可変用可動部７を更に下降して補い、めっ
き液貯蔵タンク１内のめっき液面8Sを、常時、液面セン
サ６で規定する高さに保持しつつ、めっき液貯蔵タンク
１とめっき処理槽２の間でめっき液８を循環させてめっ
き処理槽２上の被処理基板（図示せず）にめっきがなさ
れる。

【００１４】図では、１基のめっき液貯蔵タンクと１台
のめっき処理槽が組み合わされ、当初からめっき液量が
不足してきる場合が示されているが、１基のめっき液貯
蔵タンクが複数台のめっき処理槽を受持ち、めっき処理
槽の稼働台数の増加によってめっき液貯蔵タンク内のめ
っき液量が減少してその液面が低下する際にも、同様に
タンク容量可変用可動部が下降してめっき液面を液面セ
ンサで規定する高さに上昇させてめっき動作が行われ、
まためっき処理槽の可動台数が減少してタンク内のめっ
き液面が上昇した際には、液面センサからの情報信号に
よりタンク容量可変用可部体が上昇してめっき液面を液
面センサで規定する高さまで下降させてめっき動作が行
われる。

【００１５】本発明のめっき装置においては、上記のよ
うに、めっき液量の不足、めっき処理槽の増減に伴うめ
っき液貯蔵タンク内のめっき液量の変動に関係なく常に
貯蔵タンク内のめっき液面の高さを一定に保ってめっき
処理がなされる。

【００１６】従って、図１(b) におけるめっき液供給用
の第１の配管３の貯蔵タンク１内への開口部3aの位置と
液面センサ６で規定する液面位置との間の一定の液高に
対応して液送ポンプ５に及ぼされる静圧は一定になり、
液送ポンプ５の液送量は常に一定になり均一なめっきが
なされる。また、めっき液回収用の第２の配管４の貯蔵
タンク１内への開口部4aを液面センサ６で規定する高さ
より低い位置に設けておけば、上記開口部4aは常にめっ
き液８中に埋没しているので、該開口部4aにおいてめっ
き液８中に気泡が巻き込まれることはなく、従ってめっ
き欠陥が減少する。更にまた、上記図１の説明からも明
らかなように、本発明のめっき装置においては、タンク
容量可変用可動部７をめっき液８中に挿入し貯蔵タンク
１内のめっき液面8Sを所定の高さに上昇させてめっき動
作が行われるので、その際貯蔵タンク１におけるめっき
液８の収容される部分の実容量は減少しており、必要な
めっき液量はタンク容量可変用可動部７を持たない従来
の装置より減少する。

【００１７】

【実施例】以下本発明を、図示実施例により具体的に説
明する。図２は本発明に係るめっき装置の第１の実施例
の模式断面図、図３は同じく第２の実施例の模式断面
図、図４は同じく第３の実施例の模式断面図である。全
図を通じ同一対象物は同一符合で示す。

【００１８】図２に示す第１の実施例は、３台のめっき
処理槽と１基のめっき液貯蔵タンクとを組み合わせた循
環方式のめっき装置に本発明を適用した例で、(a) はめ
っき処理槽１台稼働の状態、(b) はめっき処理槽３台稼
働の状態を示している。また、図中の符号の、１はめっ
き液貯蔵タンク、2A、2B、2Cは第１〜第３のめっき処理
槽、3M、3A、3B、3Cはめっき液供給用の第１の配管、4
M、4A、4B、4Cはめっき液回収用の第２の配管、5A、5
B、5Cは液送ポンプ、６は液面センサ、7 はタンク容量
可変用可動部、８はめっき液、8Sはめっき液面、９はヒ
ータを示す。

【００１９】(a) に示す３台のめっき処理槽の中の2Aを
１台しか可動しない状態では、例えばめっき液貯蔵タン
ク１内のめっき液８内へタンク容量可変用可動部７を浅
く挿入し、該タンク１内のめっき液面8Sを液面センサ６
の高さに維持した状態で、めっき処理槽2A上で図示しな
い半導体ウエーハに対するめっきがなされる。

【００２０】めっき処理の行われている間めっき液貯蔵
タンク１内の液面8Sは液面センサ６からの情報信号によ
って常に前記液面センサ６が規定する高さに制御され
る。また、(b) に示すように３台のめっき処理槽2A、2
B、2Cの総てを可動した際には、前記１台稼働の場合に
比べてめっき処理槽、液送ポンプ、第１、第２の配管内
に収容されるめっき液量が増しめっき液貯蔵タンク１内
のめっき液８の量が減少するので、液面センサ６からの
情報信号によりタンク容量可変用可動部７を深く下降さ
せることによってその減少分を補い、該タンク１内のめ
っき液面8Sを液面センサ６で規定される高さに維持し、
めっき処理槽2A、2B、2C上で図示しない半導体基板に対
するめっき処理がなされる。

【００２１】以上により、液送ポンプ5A、5B、5C等の吸
引口側に係るめっき液８の静圧は常に一定に保たれるの
で、液送ポンプ5A、5B、5C等の液送量は一定に維持さ
れ、めっき品質及びめっき厚さが均一化される。

【００２２】図３に示す第２の実施例は、本発明を適用
しためっき装置においてめっき液貯蔵タンク内に配置す
るタンク容量可変用可動部をフィルターによって構成し
た例で、(a) は停止時、(b) は稼働時を示している。図
中、１はめっき液貯蔵タンク、２はめっき処理槽、３は
めっき液供給用の第１の配管、４はめっき液回収用の第
２の配管、５は液送ポンプ、６は液面センサ、８はめっ
き液、8Sはめっき液面、17はフィルターからなるタンク
容量可変用可動部、17A 、17B 、17C は第１、第２、第
３のフィルターを示す。

【００２３】この例において、めっき液８の量は図(a)
に示されるように停止の状態でもその液面8Sが液面セン
サ６で規定する高さに達しない程少量である。従って動
作時(b) においては、タンク容量可変用可動部17を構成
する例えば第１のフィルター17A と第２のフィルター17
B をめっき液８の底部まで挿入し、且つ第３のフィルタ
ー17C を２／３程度の深さに挿入して、めっき液貯蔵タ
ンク１内のめっき液面8Sを液面センサ６で規定する高さ
に制御してめっき処理が行われる。そして蒸発や掬い上
げ等でめっき液８が更に徐々に減少する際には、前記フ
ィルターの中の第３のフィルター17C を更に深く挿入
し、タンク１内のめっき液面8Sを常に前記液面センサ６
で規定する高さに維持しながらめっき処理が行われる。
また、何等かの事情で液量が増えた際には上記と逆に第
３のフィルター17C 或いはそれ以外のフィルターを引上
げてタンク１内のめっき液面8Sを液面センサ６で規定す
る高さに制御してめっき処理が行われる。

【００２４】なお、上記構成においてはめっき液貯蔵タ
ンク１への第１の配管３と第２の配管４の開口部3aと4a
とは該タンク１の対向する面に設けられ、フィルター17
A 、17B 、17C 等は該タンク１をめっき液８の流通方向
に沿って複数の部屋に分離するように設けられる。従っ
て、この構造においては、めっき液の汚染を濾過しめっ
き液を清浄化し、それによって前記めっき品質及びめっ
き厚さを均一化する効果に加えて、めっき品質を一層高
める効果が生ずる。

【００２５】図４に示す第３の実施例は、本発明を適用
しためっき装置においてめっき液貯蔵タンク内に配置す
るタンク容量可変用可動部をめっき液の攪拌装置によっ
て構成した例で、(a) は停止時、(b) は稼働時を示して
いる。図中の27はタンク容量可変用可動部を構成する攪
拌装置を示し、その他の符号は図３と同一対象物を示し
ている。

【００２６】この例においては、図(a) に示すように、
液量が不足し液面センサ６で規定する高さに達しない貯
蔵タンク１内のめっき液面8Sを、液面センサ６からの情
報信号に基づいて、図(b) に示すように、タンク容量可
変用可動部の攪拌装置27をめっき液８中に所要の深さに
挿入することにより液面センサ６で規定する高さまで上
昇させてめっき処理が行われる。

【００２７】その際、攪拌装置は攪拌動作をさせるの
で、この例においては、めっき品質及びめっき厚さの均
一性が一層高まる。なお本発明は、上記実施例に示した
噴流式めっき処理槽を備えた循環方式のめっき装置に限
らず、浸漬式のめっき処理槽を具備する循環方式のめっ
き装置にも勿論適用される。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、め
っき液循環方式のめっき装置において、めっき液貯蔵タ
ンクに貯蔵されるめっき液の液面の高さを、常に、該貯
蔵タンクへのめっき液供給用配管及びめっき液回収用配
管の接続部より高位の一定の位置に保ってめっき処理が
行われるので、めっき液の循環量は均一に保たれ、且つ
めっき液に気泡が混入するのも防止され、めっき品質及
びめっき厚さ精度の向上、めっき品質及びめっき厚さの
均一化が図れる。

【００２９】また本発明によれば、めっき液量が少ない
場合でもめっき液貯蔵タンク内のめっき液面を規定の高
さに維持してめっき処理を行うことができるので、めっ
き液費用の低減が図れると同時に、めっき液温の調整時
間が短縮されめっき効率の向上が図れる。

【００３０】従って、本発明はめっきにより配線やバン
プ電極の形成がなされる半導体ＩＣ等の歩留りや信頼性
向上及びコストダウンに寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理説明図

【図２】 本発明に係るめっき装置の第１の実施例の模
式断面図

【図３】 本発明に係るめっき装置の第２の実施例の模
式断面図

【図４】 本発明に係るめっき装置の第３の実施例の模
式断面図

【図５】 従来の循環方式のめっき装置の模式図断面図

【符号の説明】

１ めっき液貯蔵タンク ２ めっき処理槽 ３ 第１の配管 ４ 第２の配管 ５ 液送ポンプ ６ 液面センサ ７ タンク容量可変用可動部 ８ めっき液 8S めっき液面 ９ ヒータ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 めっき液貯蔵タンク(1) と、該貯蔵タン
   ク(1) のめっき液面(8S)より高い位置に底面を有して配
   置されためっき処理槽(2) とを有し、該めっき液貯蔵タ
   ンク(1) 内のめっき液(8) を途中に液送ポンプ(5) の介
   在する第１の配管(3) により該めっき処理槽(2) 内へ順
   次送り込み、且つ過剰になっためっき処理槽(2) のめっ
   き液(8) を第２の配管(4) を通じて落差により順次該め
   っき液貯蔵タンク(1) 内へ回収する循環方式のめっき装
   置において、 該めっき液貯蔵タンク(1) に該タンク(1) 内のめっき液
   面(8S)の高さを規定する液面センサ(6) を設け、該第１
   の配管(3) と第２の配管(4) の該めっき液貯蔵タンク
   (1) への接続部をそれぞれ該めっき液面(8S)よりも下部
   に設け、且つ該タンク(1) 内に該規定された液面位置を
   通過して上下に移動自在なタンク容量可変用可動部(7)
   を配置し、該タンク容量可変用可動部(7) の上下移動に
   よって該タンク内のめっき液面(8S)の高さをめっき液量
   の変動に関わらず常に該液面センサ(6) で規定する一定
   の高さに保ってめっき処理を行うことを特徴とするめっ
   き装置。
2. 【請求項２】 前記タンク容量可変用可動部が、角柱状
   若しくは円柱状の物体よりなることを特徴とする請求項
   １記載のめっき装置。
3. 【請求項３】 前記タンク容量可変用可動部が、前記め
   っき液貯蔵タンクを前記第１の配管と第２の配管の接続
   部の間で複数の部屋に分割するフィルターよりなること
   を特徴とする請求項１記載のめっき装置。
4. 【請求項４】 前記タンク容量可変用可動部がめっき液
   の攪拌装置よりなることを特徴とする請求項１記載のめ
   っき装置。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３または４記載のめっき
   装置を用い、前記タンク容量可変用可動部の上下により
   前記めっき液貯蔵タンク内のめっき液面を該めっき液貯
   蔵タンクへの前記第１及び第２の配管の接続部より高位
   の一定の高さに保った状態で、該めっき液貯蔵タンクと
   前記めっき処理槽との間でめっき液を循環させながらめ
   っき処理を行うことを特徴とするめっき方法。