JP2003277996A - Plating apparatus, and method for preparing composition of plating solution - Google Patents

Plating apparatus, and method for preparing composition of plating solution

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JP2003277996A
JP2003277996A JP2002075825A JP2002075825A JP2003277996A JP 2003277996 A JP2003277996 A JP 2003277996A JP 2002075825 A JP2002075825 A JP 2002075825A JP 2002075825 A JP2002075825 A JP 2002075825A JP 2003277996 A JP2003277996 A JP 2003277996A
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plating
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solution
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plating apparatus capable of adjusting the composition of the plating solution to an adequate value irrespective of the total amount of the plating solution, and checking whether or not the composition of the plating solution is adequate after adjustment. <P>SOLUTION: This plating apparatus includes a plating solution storage tank 1 to store a large volume of plating solution, plating cups 2a-2d to perform the plating to works to be plated, a pure water feeder 21 to feed pure water to the plating solution storage tank 1, and a thinner solution feeder 31 to feed the thinner solution to the plating solution storage tank 1. A temperature sensor 15 to measure the temperature of the plating solution and an electromagnetic conductivity meter 16 to measure the conductivity of the plating solution are fitted to the plating solution storage tank 1. Solution feed branch pipes 4a-4d are provided between the plating solution storage tank 1 and the plating cups 2a-2d, and an absorbance meter 11 to measure the absorbance of the plating solution is interposed in the solution feed branch pipe 4a. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、メッキ液の組成を
調整できるメッキ装置、およびメッキ液の組成を調整す
るメッキ液組成調整方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a plating apparatus capable of adjusting the composition of a plating solution, and a plating solution composition adjusting method for adjusting the composition of a plating solution.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば、半導体装置の製造工程におい
て、電解メッキにより半導体ウエハに銅の薄膜が形成さ
れることがある。このようなメッキ処理において、一般
に、目的金属である銅の塩、支持電解質、および水を主
成分として含むメッキ液が用いられる。メッキ液の組成
は主として水の蒸発などにより適正組成から徐々にずれ
ていくことが知られている。適正組成からずれたメッキ
液を用いると、良好な薄膜を形成することができない。
2. Description of the Related Art For example, in a semiconductor device manufacturing process, a copper thin film may be formed on a semiconductor wafer by electrolytic plating. In such a plating process, a plating solution containing copper salt, which is a target metal, a supporting electrolyte, and water as main components is generally used. It is known that the composition of the plating solution gradually deviates from the proper composition mainly due to evaporation of water. If a plating solution deviating from the proper composition is used, a good thin film cannot be formed.

【0003】この問題を解決するための先行技術は、た
とえば、特開平6−33251号公報に開示されてい
る。この先行技術によれば、メッキ装置内に収容される
メッキ液の総量が設定され、この総量に対するメッキ液
の減少分を水の減少分とみなして、メッキ液の総量が一
定になるように水が補給される。
A prior art for solving this problem is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 6-33251. According to this prior art, the total amount of the plating liquid contained in the plating apparatus is set, and the amount of reduction of the plating liquid with respect to this total amount is regarded as the amount of reduction of water, and the total amount of plating liquid is kept constant. Is replenished.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、メッキ装置
は、一般に、大量のメッキ液を収容するメッキ液収容槽
(タンク)、処理対象物にメッキ処理を施すメッキカッ
プ、メッキ液をメッキ液収容槽とメッキカップとの間で
循環させるための配管等を備えており、メッキ液はこれ
らの各部に分散して存在する。特にメッキカップは複数
設けられている場合があり、これら複数のメッキカップ
のすべてが同時に使用されるとは限らない。すなわち、
メッキ液はすべてのメッキカップに存在している場合も
あれば、一部のメッキカップにのみ存在している場合も
ある。したがって、メッキ液の総量を知ることは困難で
ある。
However, a plating apparatus generally includes a plating liquid storage tank (tank) for storing a large amount of plating liquid, a plating cup for plating an object to be processed, and a plating liquid storage tank for the plating liquid. And a plating cup for circulating the plating solution between the plating cup and the plating cup, and the plating solution is dispersed and present in each of these portions. In particular, a plurality of plating cups may be provided, and not all of these plurality of plating cups are used at the same time. That is,
The plating solution may be present in all the plating cups, or may be present in only some of the plating cups. Therefore, it is difficult to know the total amount of plating liquid.

【0005】また、メッキ装置内のメッキ液の減少は、
すべて水の蒸発によるものとは限らず、メッキ液の一部
は半導体ウエハなどの処理対象物とともに持ち出され
る。この場合、水だけではなく支持電解質や目的金属
(銅)の塩もメッキ装置から持ち出される。したがっ
て、メッキ液の総量に対する減少量に相当する量の水を
補充すると、支持電解質濃度や目的金属の濃度は所定の
支持電解質濃度や所定の目的金属濃度より低くなる。
Further, the reduction of the plating liquid in the plating apparatus is
Not all is caused by evaporation of water, and a part of the plating solution is taken out together with an object to be processed such as a semiconductor wafer. In this case, not only water but also the supporting electrolyte and the salt of the target metal (copper) are taken out from the plating apparatus. Therefore, if the amount of water corresponding to the reduction amount with respect to the total amount of the plating solution is replenished, the concentration of the supporting electrolyte and the concentration of the target metal become lower than the predetermined concentration of the supporting electrolyte and the predetermined concentration of the target metal.

【0006】さらに、上記の先行技術にあっては、水を
補給した後メッキ液が実際に適正組成になったか否かを
確認することができなかった。そこで、この発明の目的
は、メッキ液の総量によらず、メッキ液を適正組成に調
整できるメッキ装置を提供することである。この発明の
他の目的は、メッキ液の組成の調整操作をした後、メッ
キ液の組成が適正なものになったか否かを確認できるメ
ッキ装置を提供することである。
Further, in the above-mentioned prior art, it was not possible to confirm whether or not the plating solution actually had an appropriate composition after replenishing water. Then, the objective of this invention is to provide the plating apparatus which can adjust a plating liquid to an appropriate composition, irrespective of the total amount of plating liquid. Another object of the present invention is to provide a plating apparatus capable of confirming whether or not the composition of the plating solution has become appropriate after adjusting the composition of the plating solution.

【0007】この発明のさらに他の目的は、メッキ液の
総量によらず、メッキ液を適正組成に調整できるメッキ
液組成調整方法を提供することである。この発明のさら
に他の目的は、メッキ液の組成の調整操作をした後、メ
ッキ液の組成が適正なものになったか否かを確認できる
メッキ液組成調整方法を提供することである。
Still another object of the present invention is to provide a method for adjusting the composition of a plating solution which can adjust the plating solution to an appropriate composition regardless of the total amount of the plating solution. Still another object of the present invention is to provide a plating solution composition adjusting method capable of confirming whether or not the composition of the plating solution has become appropriate after the operation of adjusting the composition of the plating solution.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
課題を解決するための請求項1記載の発明は、目的金属
を含む金属塩、支持電解質、および水を含むメッキ液を
用いて処理対象物に当該目的金属のメッキを施すメッキ
装置であって、メッキ液を収容するメッキ液収容部
(1,3,4a〜4d,2a〜2d,8a〜8d,9,
10)と、メッキ液中の支持電解質の濃度を測定する支
持電解質濃度測定手段(11,15,16)と、上記メ
ッキ液収容部に収容されたメッキ液に水を添加する水添
加手段(21)と、上記支持電解質濃度測定手段により
測定されたメッキ液中の支持電解質濃度が所定の支持電
解質濃度より高いか否かを判別し、測定された支持電解
質濃度が上記所定の支持電解質濃度より高いと判別され
たことに基づいて、上記水添加手段を制御してメッキ液
に水を添加する支持電解質濃度制御手段(20)とを備
えたことを特徴とするメッキ装置である。
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention According to the first aspect of the invention for solving the above problems, an object to be treated using a plating solution containing a metal salt containing a target metal, a supporting electrolyte and water. A plating apparatus for plating an object with a target metal, the plating solution containing section (1, 3, 4a to 4d, 2a to 2d, 8a to 8d, 9,
10), a supporting electrolyte concentration measuring means (11, 15, 16) for measuring the concentration of the supporting electrolyte in the plating solution, and a water adding means (21) for adding water to the plating solution accommodated in the plating solution accommodating portion. ), And whether or not the supporting electrolyte concentration in the plating solution measured by the supporting electrolyte concentration measuring means is higher than a predetermined supporting electrolyte concentration, and the measured supporting electrolyte concentration is higher than the predetermined supporting electrolyte concentration. Based on the above determination, the plating apparatus is provided with a supporting electrolyte concentration control means (20) for controlling the water addition means to add water to the plating solution.

【0009】なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態
における対応構成要素等を表す。以下、この項において
同じ。この発明によれば、支持電解質濃度制御手段によ
り支持電解質濃度が所定の濃度より高いと判別される
と、水添加手段が制御されて、メッキ液収容部内のメッ
キ液に水が添加される。その結果、メッキ液の支持電解
質濃度は低くなる。その後、支持電解質濃度測定手段に
より、メッキ液の支持電解質濃度を測定して所定の支持
電解質濃度以下になったか否かを確認できる。
The alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later. The same applies in this section below. According to the present invention, when the supporting electrolyte concentration control means determines that the supporting electrolyte concentration is higher than the predetermined concentration, the water adding means is controlled to add water to the plating liquid in the plating liquid accommodating portion. As a result, the supporting electrolyte concentration of the plating solution becomes low. After that, the supporting electrolyte concentration measuring means can measure the supporting electrolyte concentration of the plating solution to confirm whether or not the supporting electrolyte concentration is below a predetermined supporting electrolyte concentration.

【0010】支持電解質濃度が上限値と下限値とで管理
されている場合(所定の管理幅で管理されている場
合)、水を添加した後の支持電解質濃度がこの上限値と
下限値との間にあれば、支持電解質濃度は適正な濃度に
調整されたことになる。水添加手段により添加される水
の量は、水を添加した後の支持電解質濃度が低くなりす
ぎないように設定することが好ましい。メッキ液の組成
が蒸発などによる水分の減少によってのみ変化したとみ
なせる場合は、水以外のすべての成分は一様に濃度が高
くなる。したがって、この場合、水を添加して支持電解
質濃度を適正な濃度に下げることにより、すべての成分
が適正な濃度になる。すなわち、メッキ液は適正組成に
調整される。
When the supporting electrolyte concentration is controlled by the upper limit value and the lower limit value (when it is controlled by a predetermined control width), the supporting electrolyte concentration after the addition of water is between the upper limit value and the lower limit value. If there is, the supporting electrolyte concentration has been adjusted to an appropriate concentration. The amount of water added by the water addition means is preferably set so that the concentration of the supporting electrolyte after adding water will not be too low. When it can be considered that the composition of the plating solution is changed only by the decrease of water content due to evaporation or the like, the concentration of all components other than water is uniformly increased. Therefore, in this case, by adding water to reduce the concentration of the supporting electrolyte to an appropriate concentration, all the components have appropriate concentrations. That is, the plating solution is adjusted to have an appropriate composition.

【0011】支持電解質濃度はメッキ液の総量によらず
測定可能であるので、このメッキ装置はメッキ液の総量
によらず、メッキ液を適正組成に調整できる。メッキ液
収容部は、たとえば、大量のメッキ液を収容するメッキ
液収容槽、処理対象物にメッキ処理を施すメッキカッ
プ、メッキ液をメッキ液収容槽とメッキカップとの間で
循環させるための配管等を含むものであってもよい。メ
ッキ液がメッキ液収容槽、メッキカップ、配管などに分
散して存在していても、メッキ液の調整操作を行うこと
ができる。
Since the supporting electrolyte concentration can be measured regardless of the total amount of the plating liquid, this plating apparatus can adjust the plating liquid to an appropriate composition regardless of the total amount of the plating liquid. The plating liquid storage unit is, for example, a plating liquid storage tank that stores a large amount of plating liquid, a plating cup that performs a plating process on an object to be processed, and a pipe for circulating the plating liquid between the plating liquid storage tank and the plating cup. Etc. may be included. Even if the plating solution is dispersed and present in the plating solution storage tank, the plating cup, the pipe, etc., the adjustment operation of the plating solution can be performed.

【0012】請求項2記載の発明は、上記メッキ液収容
部に収容されたメッキ液を攪拌するメッキ液攪拌手段
(P1〜P4)をさらに備えたことを特徴とする請求項
1記載のメッキ装置である。メッキ液へ水を添加した
後、メッキ液攪拌手段によりメッキ液収容部内のメッキ
液を攪拌してメッキ液を均一にすることができる。これ
により、メッキ液収容部内のメッキ液全体の平均的な支
持電解質濃度を測定することができる。したがって、メ
ッキ液収容部内のメッキ液の支持電解質濃度が、所定の
支持電解質濃度より高いか否かを正確に判別できる。
The invention according to claim 2 is further provided with a plating liquid stirring means (P1 to P4) for stirring the plating liquid stored in the plating liquid storage portion. Is. After adding water to the plating solution, the plating solution can be made uniform by agitating the plating solution in the plating solution accommodating portion by the plating solution stirring means. This makes it possible to measure the average supporting electrolyte concentration of the entire plating solution in the plating solution storage section. Therefore, it is possible to accurately determine whether or not the supporting electrolyte concentration of the plating liquid in the plating liquid accommodating portion is higher than a predetermined supporting electrolyte concentration.

【0013】メッキ装置が、メッキ液収容槽とメッキカ
ップとの間などでメッキ液を循環させることができるも
のである場合、メッキ液攪拌手段は、たとえば、メッキ
液を循環させるためのポンプとすることができる。水添
加手段は、水を流すための給水配管と、この給水配管に
介装されこの給水配管を流れる水の流路を開閉する開閉
弁と、上記給水配管に流れる水の流量を所定の流量に調
整する流量調整機構とを備えたものであってもよい。こ
の場合、支持電解質濃度制御手段が、上記水添加手段を
制御してメッキ液に水を添加する際、上記開閉弁を所定
時間開くように制御することにより、上記所定量の水を
メッキ液に添加するものであってもよい。
When the plating apparatus can circulate the plating solution between the plating solution storage tank and the plating cup, the plating solution stirring means is, for example, a pump for circulating the plating solution. be able to. The water adding means includes a water supply pipe for flowing water, an on-off valve which is interposed in the water supply pipe and opens and closes a flow path of the water flowing through the water supply pipe, and a flow rate of the water flowing through the water supply pipe to a predetermined flow rate. A flow rate adjusting mechanism for adjusting may be provided. In this case, the supporting electrolyte concentration control means controls the water addition means to add water to the plating solution, and by controlling the on-off valve to open for a predetermined time, the predetermined amount of water is added to the plating solution. It may be added.

【0014】請求項3記載の発明は上記支持電解質濃度
制御手段が、上記支持電解質濃度測定手段により測定さ
れた支持電解質濃度が上記所定の支持電解質濃度以下と
判別されるまで、上記水添加手段によるメッキ液への所
定量の水の添加と、上記支持電解質濃度測定手段による
支持電解質濃度の測定とを繰り返すように制御すること
を特徴とする請求項1または2記載のメッキ装置であ
る。この発明によれば、水を添加した後の支持電解質濃
度が所定の支持電解質濃度より低くなかった場合でも、
さらに水を添加することによって、支持電解質濃度を所
定の支持電解質濃度以下にする、または、所定の支持電
解質濃度に近づけることができる。水の添加と支持電解
質濃度の測定とを繰り返すことにより、メッキ液を適正
組成にすることができる。
According to a third aspect of the present invention, the supporting electrolyte concentration control means uses the water adding means until the supporting electrolyte concentration measured by the supporting electrolyte concentration measuring means is determined to be equal to or lower than the predetermined supporting electrolyte concentration. The plating apparatus according to claim 1 or 2, wherein addition of a predetermined amount of water to the plating solution and control of the measurement of the supporting electrolyte concentration by the supporting electrolyte concentration measuring means are repeated. According to this invention, even when the supporting electrolyte concentration after adding water is not lower than the predetermined supporting electrolyte concentration,
By further adding water, the concentration of the supporting electrolyte can be made equal to or lower than the predetermined concentration of the supporting electrolyte, or can be brought close to the predetermined concentration of the supporting electrolyte. By repeating the addition of water and the measurement of the supporting electrolyte concentration, the plating solution can be made to have an appropriate composition.

【0015】このメッキ装置がメッキ液攪拌手段を備え
ている場合、水を添加するときにメッキ液を攪拌して均
一にすることとしてもよい。このメッキ装置は、さら
に、メッキ液収容部内のメッキ液の液面を検知する液面
センサ(レベル計)を備えていてもよい。この場合、水
の添加によりメッキ液の総量が増えても、液面センサの
検知結果に基づいてメッキ液がメッキ液収容部から溢れ
ないように制御(たとえば、水の添加を中止)すること
ができる。
When this plating apparatus is equipped with a plating solution stirring means, the plating solution may be stirred to make it uniform when water is added. The plating apparatus may further include a liquid level sensor (level meter) that detects the liquid level of the plating liquid in the plating liquid storage portion. In this case, even if the total amount of the plating solution increases due to the addition of water, it is possible to control (for example, stop adding the water) so that the plating solution does not overflow from the plating solution container based on the detection result of the liquid level sensor. it can.

【0016】請求項4記載の発明は、上記支持電解質濃
度測定手段が、特定の波長の光に対する上記メッキ液の
吸光度を測定する吸光度計(11)と、上記メッキ液の
液温を測定する温度センサ(15)と、上記メッキ液の
導電率を測定する導電率測定手段(16)とを備えたこ
とを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のメ
ッキ装置である。特定の波長の光に対するメッキ液の吸
光度から、メッキ液中の目的金属の濃度を求めることが
できる。また、メッキ液に関して、目的金属の濃度、液
温、および導電率がわかれば、支持電解質濃度がわか
る。したがって、吸光度計、温度センサ、および導電率
測定手段を備えた支持電解質濃度測定手段により、メッ
キ液の支持電解質濃度を測定できる。
According to a fourth aspect of the invention, the supporting electrolyte concentration measuring means has an absorptiometer (11) for measuring the absorbance of the plating solution with respect to light of a specific wavelength, and a temperature for measuring the temperature of the plating solution. 4. The plating apparatus according to claim 1, further comprising a sensor (15) and a conductivity measuring means (16) for measuring the conductivity of the plating solution. The concentration of the target metal in the plating solution can be determined from the absorbance of the plating solution with respect to light of a specific wavelength. If the concentration of the target metal, the liquid temperature, and the conductivity of the plating liquid are known, the concentration of the supporting electrolyte can be known. Therefore, the supporting electrolyte concentration of the plating solution can be measured by the supporting electrolyte concentration measuring means equipped with the absorbance meter, the temperature sensor, and the conductivity measuring means.

【0017】吸光度計は、たとえば、内部にメッキ液を
流すことができる透明なセル、ならびにこのセルを挟ん
で対向配置された発光部および受光部を含むものとする
ことができる。この場合、発光部から発せられセル内の
メッキ液を透過して受光部で受光される光の強度を測定
することにより、吸光度を測定できる。このような吸光
度計は、メッキ液の総量によらず吸光度を測定できる。
また、メッキ液の温度および導電率も、メッキ液の総量
とは無関係に測定することができる。
The absorptiometer may include, for example, a transparent cell through which a plating solution can flow, and a light emitting portion and a light receiving portion which are arranged to face each other with the cell sandwiched therebetween. In this case, the absorbance can be measured by measuring the intensity of the light emitted from the light emitting unit, transmitted through the plating liquid in the cell and received by the light receiving unit. Such an absorbance meter can measure the absorbance regardless of the total amount of the plating solution.
Also, the temperature and conductivity of the plating solution can be measured independently of the total amount of plating solution.

【0018】支持電解質は、たとえば請求項5記載のよ
うに硫酸であってもよい。目的金属は、たとえば請求項
6記載のように銅であってもよい。この場合、目的金属
の金属塩は、請求項7記載のように硫酸銅であってもよ
い。このようなメッキ液により、たとえば、半導体ウエ
ハの表面に好適に銅メッキを施すことができる。メッキ
液はこれら以外の組成を有するものであってもよく、た
とえば、目的金属が銅の場合、支持電解質はピロリン酸
カリウム(K227)であってもよく、目的金属を含
む金属塩はピロリン酸銅(Cu227)であってもよ
い。さらに、目的金属は金であってもよく、この場合、
支持電解質はシアン化カリウム(KCN)であってもよ
く、目的金属を含む金属塩はシアン化金カリウム(KA
u(CN)2)であってもよい。
The supporting electrolyte may be sulfuric acid, for example as described in claim 5. The target metal may be copper, for example as described in claim 6. In this case, the metal salt of the target metal may be copper sulfate as described in claim 7. With such a plating solution, for example, the surface of a semiconductor wafer can be suitably plated with copper. The plating solution may have a composition other than these, for example, when the target metal is copper, the supporting electrolyte may be potassium pyrophosphate (K 2 P 2 O 7 ), or a metal containing the target metal. The salt may be copper pyrophosphate (Cu 2 P 2 O 7 ). Furthermore, the target metal may be gold, in which case
The supporting electrolyte may be potassium cyanide (KCN), and the metal salt containing the target metal is potassium cyanide (KA).
u (CN) 2 ) may be used.

【0019】請求項8記載の発明は、メッキ液中の目的
金属の濃度を測定する金属濃度測定手段(11)と、上
記メッキ液収容部に収容されたメッキ液に、水および所
定濃度の支持電解質を含む薄め液を添加する薄め液添加
手段(31)と、上記金属濃度測定手段により測定され
た目的金属の濃度が所定の目的金属濃度より高いか否か
を判別し、目的金属の濃度が上記所定の目的金属濃度よ
り高いと判別されたことに基づいて、上記薄め液添加手
段を制御してメッキ液に薄め液を添加する金属濃度制御
手段(20)をさらに備えたことを特徴とする請求項1
ないし7のいずれかに記載のメッキ装置である。
According to an eighth aspect of the present invention, a metal concentration measuring means (11) for measuring the concentration of the target metal in the plating solution, and the plating solution contained in the plating solution container is supported with water and a predetermined concentration. It is determined whether or not the concentration of the target metal measured by the metal concentration measuring unit is higher than a predetermined target metal concentration, and the concentration of the target metal is determined by determining whether the concentration of the target metal measured by the metal concentration measuring unit is higher than a predetermined target metal concentration It is characterized by further comprising a metal concentration control means (20) for controlling the thinning solution addition means to add the thinning solution to the plating solution based on the determination that the concentration is higher than the predetermined target metal concentration. Claim 1
The plating apparatus according to any one of 1 to 7.

【0020】メッキ液の特性によっては、水分の減少と
は無関係にメッキ液中の目的金属の濃度が経時的に上昇
していくことがある。この場合、水を添加して支持電解
質を適正な濃度に調整しても、目的金属の濃度は適正な
濃度に調整されない。したがって、支持電解質濃度とは
別に目的金属の濃度を調整する必要がある。この発明に
よれば、金属濃度制御手段により目的金属の濃度が所定
の目的金属濃度より高いと判別されると、薄め液添加手
段が制御されて、メッキ液収容部内のメッキ液に所定量
の薄め液が添加される。その結果、目的金属の濃度は低
くなる。目的金属の濃度が上限値および下限値で管理さ
れる場合、薄め液を添加した後の金属濃度がこの上限値
と下限値との間に入れば、適正な濃度に調整されたこと
になる。
Depending on the characteristics of the plating solution, the concentration of the target metal in the plating solution may increase with time regardless of the decrease in water content. In this case, even if water is added to adjust the supporting electrolyte to an appropriate concentration, the concentration of the target metal is not adjusted to an appropriate concentration. Therefore, it is necessary to adjust the concentration of the target metal separately from the concentration of the supporting electrolyte. According to the present invention, when the metal concentration control means determines that the concentration of the target metal is higher than the predetermined target metal concentration, the diluting solution adding means is controlled to dilute the plating solution in the plating solution accommodating portion by a predetermined amount. The liquid is added. As a result, the concentration of the target metal becomes low. When the concentration of the target metal is controlled by the upper limit value and the lower limit value, if the metal concentration after adding the thinning solution falls between the upper limit value and the lower limit value, it means that the concentration has been adjusted to an appropriate value.

【0021】薄め液の組成は、たとえば、支持電解質と
水とを、適正組成のメッキ液におけるものとほぼ同等の
比で混合してなるものとすることができる。これによ
り、メッキ液における水と支持電解質との比を所定の比
から遠ざけることなく、目的金属の濃度を下げることが
できる。目的金属の濃度はメッキ液の総量によらず求め
ることが可能なので、このメッキ装置はメッキ液の総量
によらず、目的金属の濃度を適正に調整できる。
The composition of the diluting solution may be, for example, a mixture of a supporting electrolyte and water at a ratio substantially equal to that in a plating solution having an appropriate composition. As a result, the concentration of the target metal can be reduced without keeping the ratio of water to the supporting electrolyte in the plating solution from a predetermined ratio. Since the concentration of the target metal can be obtained without depending on the total amount of the plating liquid, this plating apparatus can properly adjust the concentration of the target metal without depending on the total amount of the plating liquid.

【0022】金属濃度測定手段は、たとえば、メッキ液
収容部に収容されたメッキ液を自動的にサンプリングし
て滴定分析する自動滴定装置であってもよい。メッキ装
置が攪拌手段を備えている場合、薄め液が添加されたと
きにメッキ液を攪拌してメッキ液の組成を均一にした
後、目的金属の濃度を確認することができる。以上のよ
うに、支持電解質濃度制御手段により支持電解質濃度を
調整するのと同様の方法により、金属濃度制御手段によ
り目的金属の濃度を調整できる。目的金属の濃度が、薄
め液の添加で所定の目的金属濃度以下にならなかった場
合は、目的金属の濃度が所定の目的金属濃度以下になる
まで薄め液の添加を繰り返すこととしてもよい。
The metal concentration measuring means may be, for example, an automatic titrator that automatically samples and titrates the plating liquid contained in the plating liquid container. When the plating apparatus is equipped with a stirring means, the concentration of the target metal can be confirmed after stirring the plating solution to make the composition of the plating solution uniform when the thinning solution is added. As described above, the concentration of the target metal can be adjusted by the metal concentration control means by the same method as that for adjusting the support electrolyte concentration by the support electrolyte concentration control means. When the concentration of the target metal does not fall below the predetermined target metal concentration by the addition of the diluting solution, the addition of the diluting liquid may be repeated until the concentration of the target metal falls below the predetermined target metal concentration.

【0023】請求項9記載の発明は、上記メッキ液が酸
化還元剤を含むことを特徴とする請求項8記載のメッキ
装置である。メッキ液が酸化還元剤を含んでいる場合、
メッキ液中に目的金属の供給源となる金属の塊を配し、
酸化還元剤で酸化することにより目的金属の塊から目的
金属のイオンを生じさせることができる。このようにし
て生じる目的金属のイオンにより、処理対象物に被着し
て失われる目的金属を補って、メッキ液中の目的金属の
濃度をほぼ一定に保つことができる。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the plating apparatus according to the eighth aspect, wherein the plating solution contains a redox agent. If the plating solution contains a redox agent,
Dispose a lump of metal that is the source of the target metal in the plating solution,
By oxidizing with a redox agent, the ions of the target metal can be generated from the mass of the target metal. By the ions of the target metal thus generated, it is possible to supplement the target metal deposited on the object to be treated and lost, and to keep the concentration of the target metal in the plating solution substantially constant.

【0024】このようなメッキ方法において、酸化還元
剤がメッキ液中に溶け込んだ酸素により酸化されると、
この酸化された酸化還元剤の作用により目的金属の塊か
ら過剰の目的金属のイオンが生じ、メッキ液中の目的金
属の濃度は経時的に高くなっていく。このような場合
に、上述のようにメッキ液に薄め液を添加して、目的金
属の濃度を適正に調整できる。酸化還元剤は、たとえ
ば、請求項10記載のように鉄であってもよい。
In such a plating method, when the redox agent is oxidized by the oxygen dissolved in the plating solution,
Due to the action of this oxidized redox agent, excess target metal ions are generated from the mass of the target metal, and the concentration of the target metal in the plating solution increases with time. In such a case, the concentration of the target metal can be properly adjusted by adding a thinning solution to the plating solution as described above. The redox agent may be iron, for example as described in claim 10.

【0025】請求項11記載の発明は、目的金属を含む
金属塩、支持電解質、および水を含むメッキ液の組成を
調整するメッキ液組成調整方法であって、メッキ液の支
持電解質濃度を測定する支持電解質濃度測定工程と、上
記支持電解質濃度測定工程で測定された支持電解質濃度
が所定の支持電解質濃度より高いか否かを判別する支持
電解質濃度判別工程と、上記支持電解質濃度判別工程
で、測定された支持電解質濃度が上記所定の支持電解質
濃度より高いと判別されたことに基づいて、メッキ液に
水を添加する水添加工程とを含むことを特徴とするメッ
キ液組成調整方法である。
The eleventh aspect of the present invention is a plating solution composition adjusting method for adjusting the composition of a plating solution containing a metal salt containing a target metal, a supporting electrolyte, and water, wherein the supporting electrolyte concentration of the plating solution is measured. Supporting electrolyte concentration measuring step, a supporting electrolyte concentration determining step of determining whether the supporting electrolyte concentration measured in the supporting electrolyte concentration measuring step is higher than a predetermined supporting electrolyte concentration, and the supporting electrolyte concentration determining step, the measurement And a water adding step of adding water to the plating solution based on the determination that the supported electrolyte concentration is higher than the predetermined supporting electrolyte concentration.

【0026】このメッキ液組成調整方法により、請求項
1記載のメッキ装置と同様の効果を奏することができ
る。請求項12記載の発明は、メッキ液中の目的金属の
濃度を測定する金属濃度測定工程と、上記金属濃度測定
工程で測定された目的金属の濃度が所定の目的金属濃度
より高いか否かを判別する金属濃度判別工程と、上記金
属濃度判別工程で、測定された目的金属の濃度が上記所
定の目的金属濃度より高いと判別されたことに基づい
て、水および所定濃度の支持電解質を含む薄め液をメッ
キ液に添加する薄め液添加工程とをさらに含むことを特
徴とする請求項11記載のメッキ液組成調整方法であ
る。
By this method of adjusting the composition of the plating solution, the same effect as the plating apparatus according to the first aspect can be obtained. The invention according to claim 12 determines whether the concentration of the target metal in the plating solution is measured, and whether the concentration of the target metal measured in the metal concentration measuring step is higher than a predetermined target metal concentration. In the metal concentration determination step of determining and in the metal concentration determination step, it is determined that the measured concentration of the target metal is higher than the predetermined target metal concentration. The plating solution composition adjusting method according to claim 11, further comprising a step of adding a diluting solution to the plating solution.

【0027】このメッキ液組成調整方法により、請求項
8記載のメッキ装置と同様の効果を奏することができ
る。請求項13記載の発明は、上記水添加工程の後に、
上記金属濃度測定工程、上記金属濃度判別工程、および
上記薄め液添加工程を行うことを特徴とする請求項12
記載のメッキ液組成調整方法である。この発明によれ
ば、水添加工程により支持電解質濃度を所定の濃度に調
整した後に、金属濃度測定工程、金属濃度判別工程、お
よび薄め液添加工程を行って、目的金属の濃度を調整で
きる。薄め液の支持電解質濃度が適正組成のメッキ液に
おける支持電解質濃度とほぼ同等である場合、すでに支
持電解質濃度が所定の組成に調整されたメッキ液に薄め
液を添加しても支持電解質濃度は変わらない。したがっ
て、このようなメッキ液組成調整方法により、支持電解
質濃度および目的金属の濃度を容易に所定の濃度に調整
できる。
By this method of adjusting the composition of the plating solution, the same effect as that of the plating apparatus according to the eighth aspect can be obtained. In the invention according to claim 13, after the water addition step,
13. The metal concentration measuring step, the metal concentration determining step, and the thinning solution adding step are performed.
It is the method for adjusting the composition of the plating solution described above. According to the present invention, the concentration of the target metal can be adjusted by adjusting the supporting electrolyte concentration to a predetermined concentration in the water adding step, and then performing the metal concentration measuring step, the metal concentration determining step, and the diluting solution adding step. If the supporting electrolyte concentration of the diluting solution is almost the same as the supporting electrolyte concentration in the plating solution with the proper composition, the supporting electrolyte concentration will change even if the diluting solution is added to the plating solution whose supporting electrolyte concentration has already been adjusted to the prescribed composition. Absent. Therefore, with such a plating solution composition adjusting method, the concentration of the supporting electrolyte and the concentration of the target metal can be easily adjusted to predetermined concentrations.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下では、添付図面を参照して、
本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は、
本発明の一実施形態に係るメッキ装置の構成を示す図解
的な断面図である。このメッキ装置は、大量のメッキ液
を収容することができるメッキ液収容槽1と、処理対象
物にメッキ処理を施すための複数(この実施形態では4
つ)のメッキカップ2a〜2dとを備えている。このメ
ッキ装置で使用されるメッキ液は、支持電解質としての
硫酸、目的金属の金属塩としての硫酸銅、酸化還元剤と
しての鉄、および水を主成分として含んでいる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, referring to the accompanying drawings,
Embodiments of the present invention will be described in detail. Figure 1
It is a schematic sectional view showing a configuration of a plating apparatus according to an embodiment of the present invention. This plating apparatus includes a plating liquid storage tank 1 capable of storing a large amount of plating liquid, and a plurality of plating liquids (4 in this embodiment) for performing a plating process on an object to be processed.
3) plating cups 2a to 2d. The plating solution used in this plating apparatus contains sulfuric acid as a supporting electrolyte, copper sulfate as a metal salt of a target metal, iron as a redox agent, and water as main components.

【0029】メッキ液は、メッキ液供給源からメッキ液
供給配管17を介して、メッキ液収容槽1内に供給でき
るようになっている。メッキ液供給配管17には、エア
弁18および流量調整弁付き流量計19が介装されてい
る。流量調整弁付き流量計19は、メッキ液供給配管1
7内を流れるメッキ液の流量を所定の流量にすることが
できる。エア弁18は、制御部20の制御により開閉す
ることができ、エア弁18を開く時間を制御することに
より、メッキ液収容槽1に供給するメッキ液の量を制御
できる。
The plating liquid can be supplied from the plating liquid supply source into the plating liquid storage tank 1 through the plating liquid supply pipe 17. An air valve 18 and a flow meter 19 with a flow rate adjusting valve are provided in the plating liquid supply pipe 17. The flow meter with flow rate adjusting valve 19 is used for the plating liquid supply pipe 1
The flow rate of the plating liquid flowing in 7 can be set to a predetermined flow rate. The air valve 18 can be opened and closed under the control of the control unit 20, and the amount of the plating solution supplied to the plating solution storage tank 1 can be controlled by controlling the time for which the air valve 18 is opened.

【0030】メッキ液収容槽1の側面下部には、排液配
管26が連通接続されている。排液配管26には開閉弁
27が介装されており、開閉弁27を開くことにより、
メッキ液収容槽1内のメッキ液を排液できるようになっ
ている。メッキカップ2a〜2dは、メッキ液収容槽1
より高い位置に配されている。このメッキ装置は、各々
のメッキカップ2a〜2dに対応して、アノード電極お
よびカソード電極(図示しない。)を備えている。アノ
ード電極は、メッキカップ2a〜2d内に配されてい
る。メッキ液収容槽1の側面下部からは送液配管3が延
びており、送液配管3は、4つの送液分岐配管4a〜4
dに分岐している。送液分岐配管4a〜4dは上方に延
びて、それぞれメッキカップ2a〜2dの下面中央部に
連通接続されている。
A drain pipe 26 is connected in communication with the lower portion of the side surface of the plating liquid storage tank 1. An on-off valve 27 is interposed in the drainage pipe 26, and by opening the on-off valve 27,
The plating liquid in the plating liquid storage tank 1 can be drained. The plating cups 2a to 2d are the plating liquid storage tank 1
It is located higher. This plating apparatus includes an anode electrode and a cathode electrode (not shown) corresponding to each of the plating cups 2a to 2d. The anode electrode is arranged in the plating cups 2a to 2d. A liquid delivery pipe 3 extends from a lower portion of a side surface of the plating liquid storage tank 1, and the liquid delivery pipe 3 includes four liquid delivery branch pipes 4a to 4a.
It branches to d. The liquid delivery branch pipes 4a to 4d extend upward and are connected to the central portions of the lower surfaces of the plating cups 2a to 2d, respectively.

【0031】送液分岐配管4a〜4dには下方から上方
に向かう順に、それぞれ、ポンプP1〜P4およびフィ
ルタ7a〜7dが介装されている。ポンプP1〜P4
は、メッキ液収容槽1からそれぞれメッキカップ2a〜
2dへとメッキ液を送液できる。ポンプP1〜P4の動
作は、制御部20によって制御される。フィルタ7a〜
7dは、メッキ液中のパーティクル(異物)および泡を
除去することができる。メッキカップ2a〜2dは、そ
れぞれ内方に配されたメッキ槽5a〜5d、およびメッ
キ槽5a〜5dの周囲に配された回収槽6a〜6dを含
んでいる。送液分岐配管4a〜4dは、それぞれメッキ
槽5a〜5dに連通接続されており、回収槽6a〜6d
の下部からは、それぞれリターン分岐配管8a〜8dが
延びている。リターン分岐配管8a〜8dはリターン配
管9に連通接続されており、リターン配管9はメッキ液
収容槽1内に延設されている。
Pumps P1 to P4 and filters 7a to 7d are provided in the liquid delivery branch pipes 4a to 4d in this order from the bottom to the top. Pumps P1 to P4
Are the plating cups 2a to
The plating solution can be sent to 2d. The operation of the pumps P1 to P4 is controlled by the control unit 20. Filter 7a-
7d can remove particles (foreign matter) and bubbles in the plating solution. The plating cups 2a to 2d include plating tanks 5a to 5d arranged inward, and recovery tanks 6a to 6d arranged around the plating tanks 5a to 5d. The liquid supply branch pipes 4a to 4d are connected to the plating tanks 5a to 5d, respectively, and are connected to the recovery tanks 6a to 6d.
Return branch pipes 8a to 8d respectively extend from the lower portions of the. The return branch pipes 8 a to 8 d are connected to the return pipe 9 so as to communicate with each other, and the return pipe 9 is extended into the plating liquid storage tank 1.

【0032】以上のような構成により、たとえば、ポン
プP1を作動させることにより、メッキ液はメッキ液収
容槽1から送液配管3および送液分岐配管4aを介し
て、メッキ槽5aに送液される。メッキ液はメッキ槽5
aから溢れ出て、重力の作用により回収槽6aからリタ
ーン分岐配管8aおよびリターン配管9を経て、メッキ
液収容槽1へと戻される。すなわち、メッキ液はメッキ
液収容槽1とメッキカップ2aとの間で循環される。同
様に、ポンプP2ないしP4を作動させることにより、
メッキ液をメッキ液収容槽1とメッキカップ2bないし
2dとの間で循環させることができる。メッキ液が循環
する循環経路の一部(たとえば、メッキ液収容槽1内)
には、金属銅からなる銅供給源(図示せず。)が配置さ
れている。
With the above-described structure, for example, by operating the pump P1, the plating solution is sent from the plating solution storage tank 1 to the plating tank 5a through the solution sending pipe 3 and the solution sending branch pipe 4a. It Plating liquid is plating tank 5
It overflows from a and is returned to the plating liquid storage tank 1 from the recovery tank 6a through the return branch pipe 8a and the return pipe 9 by the action of gravity. That is, the plating solution is circulated between the plating solution storage tank 1 and the plating cup 2a. Similarly, by activating pumps P2 to P4,
The plating solution can be circulated between the plating solution storage tank 1 and the plating cups 2b to 2d. Part of the circulation path through which the plating solution circulates (for example, in the plating solution storage tank 1)
A copper supply source (not shown) made of metallic copper is arranged in the.

【0033】送液分岐配管4aにおいてポンプP1とフ
ィルタ7aとの間には、バイパス配管10の一端が連通
接続されている。バイパス配管10の他端は、メッキ液
収容槽1内に開放している。バイパス配管10には、特
定の波長の光に対するメッキ液の吸光度を測定する吸光
度計11が介装されている。吸光度計11は、透明な材
質でできたセル12、ならびにセル12を挟んで対向配
置された発光部13および受光部14を含んでいる。発
光部13は特定の波長(たとえば、780nm)の光を
発することができ、受光部14は発光部13から発せら
れセル12内のメッキ液を透過した光の強度を測定でき
る。この光の強度からメッキ液の吸光度が求められる。
吸光度を示す信号は、制御部20に入力される。
One end of a bypass pipe 10 is connected in communication between the pump P1 and the filter 7a in the liquid supply branch pipe 4a. The other end of the bypass pipe 10 is open to the plating liquid storage tank 1. The bypass pipe 10 is provided with an absorptiometer 11 that measures the absorbance of the plating solution for light of a specific wavelength. The absorptiometer 11 includes a cell 12 made of a transparent material, and a light emitting portion 13 and a light receiving portion 14 which are arranged to face each other with the cell 12 interposed therebetween. The light emitting section 13 can emit light of a specific wavelength (for example, 780 nm), and the light receiving section 14 can measure the intensity of light emitted from the light emitting section 13 and transmitted through the plating liquid in the cell 12. The absorbance of the plating solution can be obtained from the intensity of this light.
The signal indicating the absorbance is input to the control unit 20.

【0034】メッキ液収容槽1の側面には、温度センサ
15および電磁導電率計16が取り付けられている。温
度センサ15および電磁導電率計16は、メッキ液収容
槽1内にメッキ液が収容されたときのメッキ液の液面高
さより低い位置に取り付けられている。温度センサ15
および電磁導電率計16の検出部は、メッキ液収容槽1
内に突出しており、それぞれ、メッキ液の液温および導
電率を測定できるようになっている。温度センサ15お
よび電磁導電率計16の出力信号は、制御部20に入力
される。
A temperature sensor 15 and an electromagnetic conductivity meter 16 are attached to the side surface of the plating liquid storage tank 1. The temperature sensor 15 and the electromagnetic conductivity meter 16 are mounted at a position lower than the liquid level of the plating liquid when the plating liquid is stored in the plating liquid storage tank 1. Temperature sensor 15
Also, the detection part of the electromagnetic conductivity meter 16 is the plating liquid storage tank 1
It projects inside and can measure the liquid temperature and conductivity of the plating liquid respectively. Output signals of the temperature sensor 15 and the electromagnetic conductivity meter 16 are input to the control unit 20.

【0035】メッキ液に関して、吸光度がわかれば銅濃
度がわかる。また、メッキ液に関して、銅濃度、液温、
および導電率がわかれば、硫酸濃度がわかる。以下、メ
ッキ液の吸光度から銅濃度を求める方法、およびメッキ
液の銅濃度、液温、および導電率から硫酸濃度を求める
方法を説明する。メッキ液の銅濃度を求めるために、予
め、銅濃度と吸光度との関係を調べておく。先ず、銅濃
度の異なる複数のサンプルメッキ液をそれぞれ調整して
用意する。サンプルメッキ液を調整する際、銅は硫酸銅
として添加する。各サンプルメッキ液の銅以外の成分に
ついては、実際にメッキ時に用いられる所定の組成のメ
ッキ液と同等とする。このようなサンプルメッキ液の吸
光度を吸光度計11により測定する。これにより、図2
に示すようにサンプルメッキ液の銅濃度と測定された吸
光度との関係(第1検量線)が得られる。
If the absorbance of the plating solution is known, the copper concentration can be known. Regarding the plating solution, copper concentration, solution temperature,
And if the conductivity is known, the sulfuric acid concentration can be known. Hereinafter, a method for obtaining the copper concentration from the absorbance of the plating solution and a method for obtaining the sulfuric acid concentration from the copper concentration, the solution temperature, and the conductivity of the plating solution will be described. In order to obtain the copper concentration of the plating solution, the relationship between the copper concentration and the absorbance is investigated in advance. First, a plurality of sample plating solutions having different copper concentrations are prepared and prepared. When preparing the sample plating solution, copper is added as copper sulfate. The components other than copper of each sample plating solution are the same as those of the predetermined composition used in actual plating. The absorbance of such a sample plating solution is measured by the absorptiometer 11. As a result, FIG.
As shown in, the relationship between the copper concentration of the sample plating solution and the measured absorbance (first calibration curve) is obtained.

【0036】銅濃度が未知のメッキ液の銅濃度を求める
ときは、吸光度計11により吸光度を測定する。測定さ
れた吸光度および第1検量線から銅濃度が求まる。次
に、メッキ液の硫酸濃度を求めるために、予め、複数の
銅濃度における硫酸濃度と導電率との関係を調べてお
く。異なる銅濃度(たとえば、R1,R2,R3)およ
び硫酸濃度を有するサンプルメッキ液をそれぞれ調整し
て用意する。各メッキ液の銅および硫酸以外の成分につ
いては、実際にメッキ時に用いられる所定の組成のメッ
キ液と同等とする。このようなサンプルメッキ液に対し
て、温度センサ15により温度を測定し、電磁導電率計
16により導電率を測定する。導電率は、サンプルメッ
キ液の組成が同じでも液温により変化するので、測定さ
れた液温に基づいて測定された導電率を標準の温度にお
ける導電率に換算する。これにより、図3に示すように
各銅濃度(R1,R2,R3)における硫酸濃度と導電
率との関係(第2検量線)が得られる。
When determining the copper concentration of the plating solution having an unknown copper concentration, the absorbance is measured by the absorptiometer 11. The copper concentration is obtained from the measured absorbance and the first calibration curve. Next, in order to obtain the sulfuric acid concentration of the plating solution, the relationship between the sulfuric acid concentration and the conductivity at a plurality of copper concentrations is investigated in advance. Sample plating solutions having different copper concentrations (for example, R1, R2, R3) and sulfuric acid concentrations are prepared and prepared. Components of each plating solution other than copper and sulfuric acid are equivalent to those of the plating solution having a predetermined composition actually used during plating. With respect to such a sample plating solution, the temperature is measured by the temperature sensor 15 and the conductivity is measured by the electromagnetic conductivity meter 16. The conductivity changes depending on the solution temperature even if the composition of the sample plating solution is the same, so the conductivity measured based on the measured solution temperature is converted into the conductivity at the standard temperature. As a result, as shown in FIG. 3, the relationship (second calibration curve) between the sulfuric acid concentration and the conductivity at each copper concentration (R1, R2, R3) is obtained.

【0037】硫酸濃度が未知のメッキ液の硫酸濃度を求
めるときは、吸光度計11により吸光度を測定し、温度
センサ15で液温を測定し、電磁導電率計16で導電率
を測定する。測定された吸光度および第1検量線から、
銅濃度が求まる。測定された導電率および液温から標準
の温度における導電率が求まる。得られた銅濃度、標準
の温度における導電率、および第2検量線から、硫酸濃
度が求まる。制御部20は、第1検量線および第2検量
線のデータが記憶されたROMを備えている。制御部2
0は、吸光度計11の出力信号と第1検量線のデータか
ら銅濃度を求めることができ、吸光度計11、温度セン
サ15、および電磁導電率計16の出力信号と第1およ
び第2検量線のデータに基づいて、メッキ液の硫酸濃度
を求めることができる。
To obtain the sulfuric acid concentration of a plating solution having an unknown sulfuric acid concentration, the absorbance is measured by the absorbance meter 11, the temperature of the solution is measured by the temperature sensor 15, and the conductivity is measured by the electromagnetic conductivity meter 16. From the measured absorbance and the first calibration curve,
The copper concentration is obtained. The conductivity at the standard temperature can be obtained from the measured conductivity and the liquid temperature. The sulfuric acid concentration is obtained from the obtained copper concentration, the electric conductivity at the standard temperature, and the second calibration curve. The control unit 20 includes a ROM in which the data of the first calibration curve and the data of the second calibration curve are stored. Control unit 2
0 can determine the copper concentration from the output signal of the absorptiometer 11 and the data of the first calibration curve, and the output signals of the absorptiometer 11, the temperature sensor 15, and the electromagnetic conductivity meter 16 and the first and second calibration curves. The sulfuric acid concentration of the plating solution can be calculated based on the data of 1.

【0038】メッキ液収容槽1の上部には、超音波式レ
ベル計28が取り付けられている。超音波式レベル計2
8は、メッキ液収容槽1内のメッキ液の液面高さを検知
することができる。超音波式レベル計28の出力信号
は、制御部20に入力される。メッキ液収容槽1には、
純水供給装置21により純水が供給できるようになって
いる。純水供給装置21は、純水を流すための純水供給
配管22を含んでいる。純水供給配管22の一端は純水
供給源に接続されており、純水供給配管22の他端はメ
ッキ液収容槽1内に開放している。純水供給配管22に
は、純水供給源側からメッキ液収容槽1側に向かって、
レギュレータ23、エア弁24、および流量調整弁付き
流量計25が順に介装されている。
An ultrasonic level meter 28 is attached to the upper portion of the plating liquid storage tank 1. Ultrasonic level meter 2
8 can detect the liquid level of the plating liquid in the plating liquid storage tank 1. The output signal of the ultrasonic level meter 28 is input to the control unit 20. In the plating liquid storage tank 1,
Pure water can be supplied by the pure water supply device 21. The pure water supply device 21 includes a pure water supply pipe 22 for supplying pure water. One end of the pure water supply pipe 22 is connected to a pure water supply source, and the other end of the pure water supply pipe 22 is open in the plating liquid storage tank 1. In the pure water supply pipe 22, from the pure water supply source side toward the plating solution storage tank 1 side,
A regulator 23, an air valve 24, and a flowmeter 25 with a flow rate adjusting valve are provided in this order.

【0039】純水供給配管22内の純水にかかる圧力
は、レギュレータ23により純水供給源内の圧力より低
い適当な圧力に調整される。流量調整弁付き流量計25
は、純水供給配管22内を流れる純水の流量を所定の流
量にすることができる。制御部20は、エア弁24の開
閉を制御することができ、エア弁24を開くことにより
純水をメッキ液収容槽1に供給できる。また、メッキ液
収容槽1には、薄め液供給装置31により薄め液が供給
できるようになっている。薄め液は主に希硫酸からな
り、硫酸と水との比は所定の組成のメッキ液におけるも
のとほぼ同等である。薄め液供給装置31は、薄め液を
流すための薄め液供給配管32を含んでいる。薄め液供
給配管32の一端は薄め液供給源に接続されており、薄
め液供給配管32の他端はメッキ液収容槽1内に開放し
ている。薄め液供給配管32には、薄め液供給源側から
メッキ液収容槽1側に向かって、レギュレータ33、エ
ア弁34、および流量調整弁付き流量計35が順に介装
されている。
The pressure applied to the pure water in the pure water supply pipe 22 is adjusted to an appropriate pressure lower than the pressure in the pure water supply source by the regulator 23. Flowmeter with flow adjustment valve 25
Can set the flow rate of the pure water flowing through the pure water supply pipe 22 to a predetermined flow rate. The control unit 20 can control the opening and closing of the air valve 24, and by opening the air valve 24, pure water can be supplied to the plating solution storage tank 1. Further, the thinning liquid supply device 31 can supply the thinning liquid to the plating liquid storage tank 1. The thinning solution is mainly composed of dilute sulfuric acid, and the ratio of sulfuric acid to water is almost the same as that in the plating solution having a predetermined composition. The diluting liquid supply device 31 includes a diluting liquid supply pipe 32 for flowing the diluting liquid. One end of the diluting liquid supply pipe 32 is connected to the diluting liquid supply source, and the other end of the diluting liquid supply pipe 32 is open to the plating liquid storage tank 1. A regulator 33, an air valve 34, and a flow meter with a flow rate adjusting valve 35 are sequentially provided in the dilution liquid supply pipe 32 from the dilution liquid supply source side toward the plating liquid storage tank 1 side.

【0040】薄め液供給配管32内の薄め液にかかる圧
力は、レギュレータ33により薄め液供給源内の圧力よ
り低い所定の圧力に調整される。流量調整弁付き流量計
35は、薄め液供給配管32内を流れる薄め液の流量を
所定の流量にすることができる。制御部20は、エア弁
34の開閉を制御することができ、エア弁34を開くこ
とにより薄め液をメッキ液収容槽1に供給できる。この
メッキ装置によりメッキを行う際は、たとえば、ポンプ
P1を作動させて、メッキ液をメッキ液収容槽1とメッ
キカップ2aとの間で循環させながら、メッキカップ2
aにおいて処理対象物(たとえば、半導体ウエハ)にメ
ッキ液を接液する。このとき、処理対象物はカソード電
極に接触するようにされる。カソード電極とメッキカッ
プ2a内のアノード電極との間に通電すると、メッキ液
中の銅イオンが処理対象物に被着されて銅の薄膜が形成
される。
The pressure applied to the diluting liquid in the diluting liquid supply pipe 32 is adjusted by the regulator 33 to a predetermined pressure lower than the pressure in the diluting liquid supply source. The flow meter 35 with a flow rate adjusting valve can set the flow rate of the diluting solution flowing in the diluting solution supply pipe 32 to a predetermined flow rate. The control unit 20 can control the opening and closing of the air valve 34, and by opening the air valve 34, the dilution liquid can be supplied to the plating liquid storage tank 1. When performing plating with this plating apparatus, for example, the pump P1 is operated to circulate the plating solution between the plating solution storage tank 1 and the plating cup 2a while
In a, a plating liquid is brought into contact with a processing object (for example, a semiconductor wafer). At this time, the object to be treated is brought into contact with the cathode electrode. When electricity is applied between the cathode electrode and the anode electrode in the plating cup 2a, copper ions in the plating solution are deposited on the object to be treated to form a copper thin film.

【0041】メッキ処理は、4つのポンプP1〜P4を
同時に作動させてメッキカップ2a〜2dで同時に行っ
てもよく、ポンプP1〜P4の一部のみ作動させて対応
するメッキカップ2a〜2dのいずれかで行ってもよ
い。メッキ液中には、酸化還元剤としての鉄が2価およ
び3価のイオンとして存在している。メッキの際、メッ
キ液中の2価の鉄イオンは、アノード電極に電子を与え
て3価の鉄イオンになる。これに対応して、カソード電
極側、すなわち、処理対象物側ではメッキ液中の銅イオ
ンに電子が与えられて処理対象物の表面に銅の原子が析
出する。3価の鉄イオンは銅供給源の金属銅から電子を
奪い取って銅イオンを生じさせ、自らは2価の鉄イオン
となる。以上の反応において、金属銅から生じる銅イオ
ンの量と処理対象物に被着して失われる銅イオンの量は
等しい。したがって、メッキ液中の銅濃度はほぼ一定に
保たれる。
The plating treatment may be carried out simultaneously by operating the four pumps P1 to P4 at the same time by the plating cups 2a to 2d, or by operating only a part of the pumps P1 to P4 and corresponding plating cups 2a to 2d. You can go by. Iron as a redox agent is present as divalent and trivalent ions in the plating solution. During plating, the divalent iron ions in the plating solution donate electrons to the anode electrode to become trivalent iron ions. Correspondingly, electrons are given to copper ions in the plating solution on the cathode electrode side, that is, on the side of the object to be treated, and copper atoms are deposited on the surface of the object to be treated. The trivalent iron ion robs an electron from the metal copper of the copper source to generate a copper ion, and becomes a divalent iron ion. In the above reaction, the amount of copper ions generated from metallic copper is equal to the amount of copper ions deposited on the object to be treated and lost. Therefore, the copper concentration in the plating solution is kept substantially constant.

【0042】ところが、メッキカップ2a〜2dの上方
は開放されているので、蒸発によりメッキ液中の水分は
次第に失われていく。このため、メッキ液中の硫酸濃度
および銅濃度は高くなっていく。さらに、メッキ液が空
気暴露されていることにより、メッキ液中には酸素が存
在するようになる。メッキ液中の酸素は、2価の鉄イオ
ンを酸化して3価の鉄イオンにするように作用する。こ
のようにして生じた3価の鉄イオンも金属銅から電子を
奪い取って銅イオンを生じさせる。このようにして生じ
た銅イオンにより、メッキ液中の銅濃度は次第に高くな
っていく。
However, since the upper portions of the plating cups 2a to 2d are open, the water in the plating solution is gradually lost due to evaporation. Therefore, the sulfuric acid concentration and the copper concentration in the plating solution increase. Furthermore, since the plating solution is exposed to the air, oxygen is present in the plating solution. Oxygen in the plating solution acts to oxidize divalent iron ions into trivalent iron ions. The trivalent iron ions generated in this way also deprive electrons of metallic copper to generate copper ions. The copper ion thus generated causes the copper concentration in the plating solution to gradually increase.

【0043】制御部20は、一定時間ごとに吸光度計1
1の出力信号に基づいてメッキ液中の銅濃度を求める。
また、制御部20は、一定時間ごとに吸光度計11、温
度センサ15、および電磁導電率計16の出力信号に基
づいてメッキ液中の硫酸濃度を求める。銅濃度を求める
時間間隔と硫酸濃度を求める時間間隔とは同じでなくて
もよく、たとえば、鉄イオンの空気酸化による銅濃度の
上昇が、水の蒸発による硫酸濃度および銅濃度の上昇よ
り遅い場合は、銅濃度を求める時間間隔より硫酸濃度を
求める時間間隔を短くしてもよい。
The control unit 20 controls the absorbance meter 1 at regular intervals.
Based on the output signal of 1, the copper concentration in the plating solution is obtained.
Further, the control unit 20 obtains the sulfuric acid concentration in the plating solution based on the output signals of the absorbance meter 11, the temperature sensor 15, and the electromagnetic conductivity meter 16 at regular intervals. The time interval for determining the copper concentration and the time interval for determining the sulfuric acid concentration do not have to be the same, for example, when the increase in copper concentration due to air oxidation of iron ions is slower than the increase in sulfuric acid concentration and copper concentration due to water evaporation. The time interval for obtaining the sulfuric acid concentration may be shorter than the time interval for obtaining the copper concentration.

【0044】制御部20は、銅濃度や硫酸濃度が所定の
銅濃度や所定の硫酸濃度より高くなった場合、メッキ液
組成の調整操作を行う。銅濃度および硫酸濃度は、それ
ぞれ上限値および下限値(管理幅)で管理されており、
調整操作により銅濃度および硫酸濃度がそれぞれ所定の
上限値および下限値の間に入るようにされる。以下に、
制御部20によるメッキ液組成の調整操作について説明
する。先ず、制御部20によりポンプP1〜P4が作動
されて、メッキ液がメッキ液収容槽1とメッキカップ2
a〜2dとの間で循環される。その際、フィルタ7aに
よる圧力損失のため送液分岐配管4aを流れるメッキ液
の一部はバイパス配管10へと流れる。すなわち、バイ
パス配管10に専用のポンプを介装しなくても、バイパ
ス配管10にメッキ液を流すことができる。このように
して、制御部20は、吸光度計11の出力信号に基づい
てバイパス配管10を流れるメッキ液の吸光度(銅濃
度)が得られるようになる。
When the copper concentration or the sulfuric acid concentration becomes higher than the predetermined copper concentration or the predetermined sulfuric acid concentration, the control section 20 performs the operation of adjusting the composition of the plating solution. Copper concentration and sulfuric acid concentration are controlled by upper limit value and lower limit value (control width),
By the adjusting operation, the copper concentration and the sulfuric acid concentration are made to fall between the predetermined upper limit value and the predetermined lower limit value, respectively. less than,
The operation of adjusting the plating solution composition by the control unit 20 will be described. First, the pumps P1 to P4 are operated by the control unit 20 so that the plating liquid contains the plating liquid storage tank 1 and the plating cup 2.
It is circulated between a and 2d. At that time, part of the plating liquid flowing through the liquid supply branch pipe 4a flows into the bypass pipe 10 due to the pressure loss due to the filter 7a. That is, the plating liquid can be flown through the bypass pipe 10 without providing a dedicated pump in the bypass pipe 10. In this way, the control unit 20 can obtain the absorbance (copper concentration) of the plating solution flowing through the bypass pipe 10 based on the output signal of the absorbance meter 11.

【0045】制御部20は、硫酸濃度が求められたとき
に、求められた硫酸濃度が所定の硫酸濃度より高いか否
かを判別する。求められた硫酸濃度が所定の硫酸濃度以
下と判別されると、制御部20は特に制御を行わず一定
の時間が経過した後、再び硫酸濃度を求める。求められ
た硫酸濃度が所定の硫酸濃度より高いと判別されると、
制御部20の制御によりエア弁24が開かれて、純水供
給配管22から純水がメッキ液収容槽1に供給される。
純水供給配管22を流れる純水の流量は流量調整弁付き
流量計25により所定の流量にされているので、エア弁
24を開いている時間により純水の供給量を制御して、
所定量の純水をメッキ液に添加できる。たとえば、メッ
キ液収容槽1の容量が100リットル程度のとき、添加
する純水の量は100ミリリットルとすることができ
る。この程度の添加量であれば、純水添加後のメッキ液
の硫酸濃度が適正な濃度(管理幅の下限)より低くなる
ことはない。
When the sulfuric acid concentration is obtained, the control unit 20 determines whether the obtained sulfuric acid concentration is higher than a predetermined sulfuric acid concentration. When the obtained sulfuric acid concentration is determined to be equal to or lower than the predetermined sulfuric acid concentration, the control unit 20 does not perform any particular control and after a certain period of time elapses, obtains the sulfuric acid concentration again. When it is determined that the obtained sulfuric acid concentration is higher than the predetermined sulfuric acid concentration,
The air valve 24 is opened under the control of the control unit 20, and pure water is supplied to the plating solution storage tank 1 from the pure water supply pipe 22.
Since the flow rate of pure water flowing through the pure water supply pipe 22 is set to a predetermined flow rate by the flow meter 25 with a flow rate adjusting valve, the supply amount of pure water is controlled by the time the air valve 24 is open.
A predetermined amount of pure water can be added to the plating solution. For example, when the capacity of the plating liquid storage tank 1 is about 100 liters, the amount of pure water to be added can be 100 milliliters. With this amount of addition, the sulfuric acid concentration of the plating solution after the addition of pure water does not become lower than the appropriate concentration (lower limit of control width).

【0046】ポンプP1〜P4が作動されているため、
メッキ液はメッキ液収容槽1とメッキカップ2a〜2d
との間を循環されながら攪拌される。このとき、メッキ
装置においてメッキ液が滞留している部分はないので、
適当な時間メッキ液が循環されると、純水が添加された
メッキ液の全量が均一な組成になる。メッキ液の組成が
充分均一になる均一化時間が経過した後、制御部20
は、再度、吸光度計11、温度センサ15、および電磁
導電率計16の出力信号に基づいてメッキ液中の硫酸濃
度を求め、硫酸濃度が所定の硫酸濃度より高いか否かを
判別する。均一化時間は、予め定められた一定の時間で
あってもよく、吸光度計11によってモニタされた吸光
度の変化が所定の振幅以下になるまでの時間であっても
よい。
Since the pumps P1 to P4 are operated,
The plating liquid is contained in the plating liquid storage tank 1 and the plating cups 2a to 2d.
It is agitated while being circulated between and. At this time, since there is no part where the plating solution is accumulated in the plating device,
When the plating solution is circulated for an appropriate time, the total amount of the plating solution to which pure water is added has a uniform composition. After the homogenization time for the composition of the plating solution to become sufficiently uniform, the control unit 20
Again determines the sulfuric acid concentration in the plating solution based on the output signals of the absorbance meter 11, the temperature sensor 15, and the electromagnetic conductivity meter 16, and determines whether the sulfuric acid concentration is higher than a predetermined sulfuric acid concentration. The homogenization time may be a predetermined constant time or a time until the change in the absorbance monitored by the absorptiometer 11 becomes equal to or less than a predetermined amplitude.

【0047】硫酸濃度が所定の硫酸濃度より高いと判別
されると、制御部20は、再度、エア弁24を所定時間
開くように制御して、メッキ液に所定量の純水を添加
し、均一化時間が経過した後、硫酸濃度が所定の硫酸濃
度より高いか否かを判別する。以下、硫酸濃度が所定の
硫酸濃度以下になるまで、同様の操作が繰り返される。
この間、ポンプP1〜P4は引き続き作動されて、メッ
キ液の循環は維持される。
When it is determined that the sulfuric acid concentration is higher than the predetermined sulfuric acid concentration, the control unit 20 again controls the air valve 24 to open for a predetermined time to add a predetermined amount of pure water to the plating solution, After the homogenization time has elapsed, it is determined whether the sulfuric acid concentration is higher than a predetermined sulfuric acid concentration. Hereinafter, the same operation is repeated until the sulfuric acid concentration becomes equal to or lower than a predetermined sulfuric acid concentration.
During this time, the pumps P1 to P4 are continuously operated to maintain the circulation of the plating solution.

【0048】以上の調整操作の間、超音波式レベル計2
8によりメッキ液収容槽1内のメッキ液の液面レベルが
モニタされており、制御部20は、この液面レベルが所
定のレベルより高くなれば、メッキ液への水の添加を中
止するように制御する。これにより、メッキ液収容槽1
からメッキ液が溢れ出す事態を回避できる。吸光度計1
1、温度センサ15、電磁導電率計16などが故障し正
しい硫酸濃度が得られなくなった場合など、このような
制御を行うことは有効である。
During the above adjustment operation, the ultrasonic level meter 2
The liquid level of the plating liquid in the plating liquid storage tank 1 is monitored by 8 and the control unit 20 stops adding water to the plating liquid when the liquid level becomes higher than a predetermined level. To control. As a result, the plating liquid storage tank 1
It is possible to avoid the situation where the plating solution overflows from the inside. Absorber 1
It is effective to perform such control in the case where the temperature sensor 15, the electromagnetic conductivity meter 16 and the like fail and the correct sulfuric acid concentration cannot be obtained.

【0049】次に、銅濃度の調整操作について説明す
る。先ず、制御部20によりポンプP1〜P4が作動さ
れて、メッキ液がメッキ液収容槽1とメッキカップ2a
〜2dとの間で循環される。制御部20は、銅濃度が求
められると、求められた銅濃度が所定の銅濃度より高い
か否かを判別する。求められた銅濃度が所定の銅濃度以
下と判別されると、制御部20は特に制御を行わず一定
の時間が経過した後、再び銅濃度を求める。
Next, the operation for adjusting the copper concentration will be described. First, the pumps P1 to P4 are operated by the control unit 20 so that the plating liquid contains the plating liquid storage tank 1 and the plating cup 2a.
Circulated between ~ 2d. When the copper concentration is obtained, the control unit 20 determines whether the obtained copper concentration is higher than a predetermined copper concentration. When it is determined that the obtained copper concentration is less than or equal to the predetermined copper concentration, the control unit 20 does not perform any particular control and after a certain period of time elapses, obtains the copper concentration again.

【0050】求められた銅濃度が所定の銅濃度より高い
と判別されると、制御部20の制御によりエア弁34が
所定時間開かれて、薄め液供給配管32から所定量の薄
め液がメッキ液収容槽1に供給される。薄め液供給配管
32を流れる薄め液の流量は流量調整弁付き流量計35
により所定の流量にされているので、エア弁34を開い
ている時間により薄め液の供給量を制御できる。薄め液
の供給量は、銅濃度が薄め液の添加により適正な濃度
(管理幅の下限)より低くならないように設定されてい
る。
When it is judged that the obtained copper concentration is higher than the predetermined copper concentration, the air valve 34 is opened for a predetermined time by the control of the control unit 20, and a predetermined amount of the thinning liquid is plated from the thinning liquid supply pipe 32. It is supplied to the liquid storage tank 1. The flow rate of the diluting liquid flowing through the diluting liquid supply pipe 32 is a flow meter with a flow rate adjusting valve
Since the flow rate is set to a predetermined value, the supply amount of the diluting liquid can be controlled by the time the air valve 34 is open. The supply amount of the diluting liquid is set so that the copper concentration does not become lower than an appropriate concentration (lower limit of control range) by adding the diluting liquid.

【0051】メッキ液はメッキ液収容槽1とメッキカッ
プ2a〜2dとの間を循環されながら攪拌される。適当
な時間メッキ液が循環されると、薄め液が添加されたメ
ッキ液は組成が均一になる。制御部20は、均一化時間
が経過した後、吸光度計11の出力信号に基づいてメッ
キ液中の銅濃度を求め、この銅濃度が所定の銅濃度より
高いか否かを判別する。銅濃度が所定の銅濃度より高け
れば、制御部20は、再度、エア弁34を所定時間開く
ように制御して、メッキ液に所定量の薄め液を添加し、
均一化間経過後に銅濃度が所定の銅濃度より高いか否か
を判別する。以下、銅濃度が所定の銅濃度以下になるま
で、同様の操作が繰り返される。
The plating solution is agitated while being circulated between the plating solution storage tank 1 and the plating cups 2a to 2d. When the plating solution is circulated for an appropriate time, the composition of the plating solution added with the thinning solution becomes uniform. After the homogenization time has elapsed, the control unit 20 obtains the copper concentration in the plating solution based on the output signal of the absorptiometer 11 and determines whether this copper concentration is higher than a predetermined copper concentration. If the copper concentration is higher than the predetermined copper concentration, the control unit 20 again controls the air valve 34 to open for a predetermined time to add a predetermined amount of the thinning solution to the plating solution,
After the homogenization period has elapsed, it is determined whether the copper concentration is higher than a predetermined copper concentration. Hereinafter, the same operation is repeated until the copper concentration becomes equal to or lower than a predetermined copper concentration.

【0052】硫酸濃度の調整操作時と同様、銅濃度の調
整操作時も、超音波式レベル計28によるメッキ液収容
槽1内のメッキ液の液面レベルがモニタされる。メッキ
液の液面レベルが所定のレベルより高くなれば薄め液の
添加は中止され、メッキ液収容槽1からメッキ液が溢れ
出す事態が回避される。このメッキ装置において、メッ
キ液はメッキ液収容槽1、メッキカップ2a〜2d、送
液配管3、送液分岐配管4a〜4d、リターン分岐配管
8a〜8d、リターン配管9などに分散して存在してお
り、必ずしも、メッキカップ2a〜2dのすべてにおい
てメッキ処理が行われているとは限らないので、メッキ
液の総量を知ることは困難である。しかし、このメッキ
装置はメッキ液の総量によらず上述のように硫酸濃度お
よび銅濃度を適正な濃度に調整できる。
Similar to the sulfuric acid concentration adjusting operation, the ultrasonic level meter 28 monitors the level of the plating liquid in the plating liquid accommodating tank 1 during the copper concentration adjusting operation. When the liquid surface level of the plating liquid becomes higher than a predetermined level, the addition of the thinning liquid is stopped and the situation where the plating liquid overflows from the plating liquid storage tank 1 is avoided. In this plating apparatus, the plating liquid is dispersed and present in the plating liquid storage tank 1, the plating cups 2a to 2d, the liquid feeding pipe 3, the liquid feeding branch pipes 4a to 4d, the return branch pipes 8a to 8d, the return pipe 9 and the like. However, it is difficult to know the total amount of the plating liquid because the plating process is not necessarily performed on all of the plating cups 2a to 2d. However, this plating apparatus can adjust the sulfuric acid concentration and the copper concentration to proper concentrations as described above regardless of the total amount of the plating solution.

【0053】メッキ液が主として水の蒸発によって組成
が変化し、メッキ液の量が主として水の蒸発および処理
対象物によるメッキ液の持ち出しによって減少する場合
は、水以外のすべての成分は一様に濃度が高くなる。な
ぜなら、半導体ウエハによる持ち出しでは、メッキ液は
通常すべての成分についてそれぞれの濃度で持ち出され
て、メッキ液の組成に変化を生じないからである。した
がって、この場合、純水を添加して硫酸濃度を適正な濃
度に下げることにより、すべての成分が適正な濃度に下
げられる。さらに、このメッキ装置は、支持電解質濃度
とは別に変化する銅濃度に関しても調整を行うことがで
きる。すなわち、このメッキ装置はメッキ液を適正組成
に調整できる。
When the composition of the plating solution changes mainly due to the evaporation of water, and the amount of the plating solution decreases mainly due to the evaporation of water and the removal of the plating solution by the object to be treated, all components other than water are uniformly distributed. Higher concentration. This is because when the semiconductor wafer is taken out, the plating solution is usually taken out at each concentration for all components, and the composition of the plating solution does not change. Therefore, in this case, by adding pure water to reduce the sulfuric acid concentration to an appropriate concentration, all components can be reduced to an appropriate concentration. Further, the plating apparatus can also adjust the copper concentration that changes independently of the supporting electrolyte concentration. That is, this plating apparatus can adjust the plating solution to a proper composition.

【0054】また、このメッキ装置は硫酸濃度の調整操
作や銅濃度の調整操作を行った後、実際に硫酸濃度や銅
濃度が適正な濃度(管理幅内)になったか否かを確認で
きる。さらに、1回の調整操作で、硫酸濃度や銅濃度が
所定の硫酸濃度や所定の銅濃度以下にならなかった場合
でも、繰り返し調整操作を行うことにより、硫酸濃度や
銅濃度を適正な濃度(管理幅内)にすることができる。
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、
たとえば、メッキカップの数は1つであってもよく、4
つ以外の複数であってもよい。また、1つのポンプP1
(P3)で複数のメッキカップ2a,2b(2c,2
d)を共有するように、送液分岐配管4a(4c)を配
してもよい。すなわち、送液分岐配管4a(4c)は、
ポンプP1(P3)より下流側で分岐されてメッキカッ
プ2a,2b(2c,2d)に連通接続されていてもよ
い。
Further, in this plating apparatus, after the sulfuric acid concentration adjusting operation and the copper concentration adjusting operation are performed, it can be confirmed whether or not the sulfuric acid concentration and the copper concentration actually become appropriate concentrations (within the control range). Furthermore, even if the sulfuric acid concentration or the copper concentration does not fall below the predetermined sulfuric acid concentration or the predetermined copper concentration by one adjustment operation, the sulfuric acid concentration or the copper concentration can be adjusted to the proper concentration ( Within the control range).
The present invention is not limited to the above embodiment,
For example, the number of plating cups may be one, four
There may be a plurality other than one. Also, one pump P1
In (P3), a plurality of plating cups 2a, 2b (2c, 2)
The liquid delivery branch pipes 4a (4c) may be arranged so as to share d). That is, the liquid delivery branch pipe 4a (4c) is
It may be branched on the downstream side of the pump P1 (P3) and communicated with the plating cups 2a, 2b (2c, 2d).

【0055】純水や薄め液を複数回添加する場合は、各
回の添加量は同一である必要はなく、たとえば、1回目
の添加量を多めにし2回目以降の添加量を少なくしても
よい。また、濃度の調整操作を行う前の硫酸濃度または
銅濃度に基づいて、純水または薄め液の添加量を決定し
てもよい。さらに、純水または薄め液の2回目以降の添
加の際は、1回目の添加から直前回の添加後の硫酸濃度
または銅濃度も計算に入れて、純水または薄め液の添加
量を決定することとしてもよい。
When pure water or a thinning solution is added a plurality of times, it is not necessary to add the same amount each time. For example, the addition amount of the first time may be increased and the addition amount of the second time and thereafter may be decreased. . Further, the addition amount of pure water or the diluting solution may be determined based on the sulfuric acid concentration or the copper concentration before the concentration adjusting operation. Further, when adding pure water or a diluting solution for the second time and thereafter, the addition amount of the pure water or the diluting solution is determined in consideration of the sulfuric acid concentration or the copper concentration after the addition of the first time from the first addition. It may be that.

【0056】測定された硫酸濃度や銅濃度との大小関係
を判別するための所定の硫酸濃度や所定の銅濃度は、管
理幅の上限値でなくてもよく、たとえば、管理幅の上限
値よりわずかに低い値とすることができる。この場合、
硫酸濃度や銅濃度が管理幅から外れてから濃度調整を行
うのではなく、事前に硫酸濃度や銅濃度が管理幅から外
れる事態を回避できる。銅濃度の測定(銅濃度の調整操
作)は、硫酸濃度の調整操作の後(直後)に行うことが
好ましい。この場合、薄め液における硫酸と水との比が
所定の組成のメッキ液におけるものとほぼ同等であれ
ば、すでに硫酸濃度が所定の濃度に調整されたメッキ液
は薄め液の添加により硫酸濃度が変化することはなく、
銅濃度のみが低減される。このようなメッキ液組成調整
方法により、硫酸濃度および銅濃度を容易に所定の組成
に調整できる。この場合、硫酸濃度と銅濃度との比に基
づいて薄め液の添加を行うか否かを決定することとして
もよい。すなわち、硫酸濃度に対する銅濃度の割合が所
定の値より高いときに、薄め液を添加することができ
る。
The predetermined sulfuric acid concentration and the predetermined copper concentration for discriminating the magnitude relationship between the measured sulfuric acid concentration and the copper concentration do not have to be the upper limit value of the control width. It can be a slightly lower value. in this case,
It is possible to avoid the situation where the sulfuric acid concentration and the copper concentration deviate from the control range in advance, instead of adjusting the concentration after the sulfuric acid concentration and the copper concentration deviate from the control range. The copper concentration measurement (copper concentration adjustment operation) is preferably performed after (immediately after) the sulfuric acid concentration adjustment operation. In this case, if the ratio of sulfuric acid to water in the diluting solution is almost the same as that in the plating solution having the predetermined composition, the sulfuric acid concentration of the plating solution whose sulfuric acid concentration has already been adjusted to the predetermined concentration will be Never change,
Only the copper concentration is reduced. By such a plating solution composition adjusting method, the sulfuric acid concentration and the copper concentration can be easily adjusted to predetermined compositions. In this case, whether or not to add the thinning solution may be determined based on the ratio between the sulfuric acid concentration and the copper concentration. That is, the diluting solution can be added when the ratio of the copper concentration to the sulfuric acid concentration is higher than a predetermined value.

【0057】流量調整弁付き流量計25,35の代わり
に積算流量計を用い、積算流量を示す信号を制御部20
に入力するように構成することも可能である。この場
合、制御部20は、メッキ液収容槽1に純水または薄め
液を供給する際、所定量の純水または薄め液が純水供給
配管22または薄め液供給配管32を通過するとエア弁
24またはエア弁34を閉じるようにを制御するものと
することができる。これにより、所定量の純水または薄
め液をメッキ液に添加できる。
An integrated flow meter is used instead of the flow meters 25 and 35 with flow rate adjusting valves, and a signal indicating the integrated flow rate is sent to the control unit 20.
It is also possible to configure to input to. In this case, the control unit 20 supplies the pure water or the diluting liquid to the plating liquid storage tank 1, and when a predetermined amount of the pure water or the diluting liquid passes through the pure water supply pipe 22 or the diluting liquid supply pipe 32, the air valve 24. Alternatively, the air valve 34 may be controlled to be closed. Thereby, a predetermined amount of pure water or a diluting solution can be added to the plating solution.

【0058】メッキ液を攪拌して均一にする際、ポンプ
P1〜P4は純水または薄め液の添加と同時作動させて
もよく、純水または薄め液の添加の後作動させてもよ
い。目的金属が銅の場合、支持電解質は硫酸以外にピロ
リン酸カリウムであってもよい。この場合、目的金属の
金属塩はピロリン酸銅であってもよく、銅濃度の分析
は、たとえば、メッキ液収容槽1からメッキ液を自動的
にサンプリングして滴定により銅濃度を求める自動滴定
装置により行ってもよい。
When stirring the plating solution to make it uniform, the pumps P1 to P4 may be operated simultaneously with the addition of pure water or a diluting solution, or may be operated after the addition of pure water or a diluting solution. When the target metal is copper, the supporting electrolyte may be potassium pyrophosphate in addition to sulfuric acid. In this case, the metal salt of the target metal may be copper pyrophosphate, and the copper concentration is analyzed by, for example, automatically sampling the plating solution from the plating solution storage tank 1 and determining the copper concentration by titration. You may go by.

【0059】目的金属は銅以外に金であってもよい。こ
の場合、支持電解質はシアン化カリウムであってもよ
い。この場合、目的金属の金属塩はシアン化金カリウム
であってもよく、金濃度の分析は、たとえば、メッキ液
収容槽1からメッキ液を自動的にサンプリングして滴定
により金濃度を求める自動滴定装置により行ってもよ
い。メッキ液は、支持電解質や目的金属を含む金属塩以
外に、通常微量成分として添加される光沢剤、促進剤、
抑制剤などを含んでいてもよい。
The target metal may be gold instead of copper. In this case, the supporting electrolyte may be potassium cyanide. In this case, the metal salt of the target metal may be potassium gold cyanide, and the gold concentration is analyzed by, for example, automatically sampling the plating solution from the plating solution storage tank 1 and determining the gold concentration by titration. It may be performed by a device. The plating solution is a brightener, a promoter, which is usually added as a trace component, in addition to the supporting electrolyte and the metal salt containing the target metal.
It may contain a suppressor or the like.

【0060】メッキ処理の処理対象物(ワーク)は半導
体ウエハに限られず、メッキを施す様々な部材、部品等
とすることができる。その他、特許請求の範囲に記載さ
れた事項の範囲で種々の変更を施すことが可能である。
The object to be plated (work) is not limited to the semiconductor wafer, and various members and parts to be plated can be used. In addition, various changes can be made within the scope of the matters described in the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係るメッキ装置の構成を
示す図解的な断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a configuration of a plating apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】サンプルメッキ液の銅濃度と測定された吸光度
との関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the copper concentration of a sample plating solution and the measured absorbance.

【図3】各銅濃度における硫酸濃度と導電率との関係を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between sulfuric acid concentration and electrical conductivity at each copper concentration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 メッキ液収容槽 2a〜2d メッキカップ 3 送液配管 4a〜4d 送液分岐配管 8a〜8d リターン分岐配管 9 リターン配管 10 バイパス配管 11 吸光度計 15 温度センサ 16 電磁導電率計 18,24,34 エア弁 20 制御部 21 純水供給装置 22 純水供給配管 25、35 流量調整弁付き流量計 31 薄め液供給装置 32 薄め液供給配管 1 Plating liquid storage tank 2a-2d plated cup 3 Liquid supply piping 4a-4d Liquid supply branch pipe 8a-8d Return branch piping 9 Return piping 10 Bypass piping 11 Absorbance meter 15 Temperature sensor 16 Electromagnetic conductivity meter 18, 24, 34 Air valve 20 Control unit 21 Pure water supply device 22 Pure water supply pipe 25,35 Flowmeter with flow adjustment valve 31 Diluting liquid supply device 32 Diluting liquid supply pipe

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】目的金属を含む金属塩、支持電解質、およ
び水を含むメッキ液を用いて処理対象物に当該目的金属
のメッキを施すメッキ装置であって、 メッキ液を収容するメッキ液収容部と、 メッキ液中の支持電解質の濃度を測定する支持電解質濃
度測定手段と、 上記メッキ液収容部に収容されたメッキ液に水を添加す
る水添加手段と、 上記支持電解質濃度測定手段により測定されたメッキ液
中の支持電解質濃度が所定の支持電解質濃度より高いか
否かを判別し、測定された支持電解質濃度が上記所定の
支持電解質濃度より高いと判別されたことに基づいて、
上記水添加手段を制御してメッキ液に水を添加する支持
電解質濃度制御手段とを備えたことを特徴とするメッキ
装置。
Claim: What is claimed is: 1. A plating apparatus for plating a target metal with a target metal using a plating solution containing a metal salt containing a target metal, a supporting electrolyte, and water, the plating solution containing section containing a plating solution. A supporting electrolyte concentration measuring means for measuring the concentration of the supporting electrolyte in the plating solution, a water adding means for adding water to the plating solution contained in the plating solution containing part, and a supporting electrolyte concentration measuring means for measuring the supporting electrolyte concentration. It is determined whether the supporting electrolyte concentration in the plating solution is higher than a predetermined supporting electrolyte concentration, and based on the measured supporting electrolyte concentration being determined to be higher than the predetermined supporting electrolyte concentration,
And a supporting electrolyte concentration control means for controlling the water addition means to add water to the plating solution.
【請求項2】上記メッキ液収容部に収容されたメッキ液
を攪拌するメッキ液攪拌手段をさらに備えたことを特徴
とする請求項1記載のメッキ装置。
2. The plating apparatus according to claim 1, further comprising plating liquid stirring means for stirring the plating liquid stored in the plating liquid storage portion.
【請求項3】上記支持電解質濃度制御手段が、上記支持
電解質濃度測定手段により測定された支持電解質濃度が
上記所定の支持電解質濃度以下と判別されるまで、上記
水添加手段によるメッキ液への所定量の水の添加と、上
記支持電解質濃度測定手段による支持電解質濃度の測定
とを繰り返すように制御することを特徴とする請求項1
または2記載のメッキ装置。
3. The method for controlling the concentration of supporting electrolyte by the water adding means until the supporting electrolyte concentration controlling means determines that the supporting electrolyte concentration measured by the supporting electrolyte concentration measuring means is less than or equal to the predetermined supporting electrolyte concentration. The control is performed such that the addition of a fixed amount of water and the measurement of the supporting electrolyte concentration by the supporting electrolyte concentration measuring means are repeated.
Alternatively, the plating apparatus described in 2.
【請求項4】上記支持電解質濃度測定手段が、特定の波
長の光に対する上記メッキ液の吸光度を測定する吸光度
計と、 上記メッキ液の液温を測定する温度センサと、 上記メッキ液の導電率を測定する導電率測定手段とを備
えたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記
載のメッキ装置。
4. The supporting electrolyte concentration measuring means, an absorptiometer for measuring the absorbance of the plating solution with respect to light of a specific wavelength, a temperature sensor for measuring the temperature of the plating solution, and a conductivity of the plating solution. 4. The plating apparatus according to claim 1, further comprising a conductivity measuring unit for measuring the electric conductivity.
【請求項5】上記支持電解質が硫酸であることを特徴と
する請求項1ないし4のいずれかに記載のメッキ装置。
5. The plating apparatus according to claim 1, wherein the supporting electrolyte is sulfuric acid.
【請求項6】上記目的金属が銅であることを特徴とする
請求項1ないし5のいずれかに記載のメッキ装置。
6. The plating apparatus according to claim 1, wherein the target metal is copper.
【請求項7】上記目的金属を含む金属塩が硫酸銅である
ことを特徴とする請求項6記載のメッキ装置。
7. The plating apparatus according to claim 6, wherein the metal salt containing the target metal is copper sulfate.
【請求項8】メッキ液中の目的金属の濃度を測定する金
属濃度測定手段と、 上記メッキ液収容部に収容されたメッキ液に、水および
所定濃度の支持電解質を含む薄め液を添加する薄め液添
加手段と、 上記金属濃度測定手段により測定された目的金属の濃度
が所定の目的金属濃度より高いか否かを判別し、目的金
属の濃度が上記所定の目的金属濃度より高いと判別され
たことに基づいて、上記薄め液添加手段を制御してメッ
キ液に薄め液を添加する金属濃度制御手段をさらに備え
たことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載
のメッキ装置。
8. A metal concentration measuring means for measuring the concentration of a target metal in a plating solution, and a diluting solution containing water and a predetermined concentration of a supporting electrolyte in the plating solution contained in the plating solution container. It is determined whether or not the concentration of the target metal measured by the liquid adding means and the metal concentration measuring means is higher than a predetermined target metal concentration, and it is determined that the concentration of the target metal is higher than the predetermined target metal concentration. 8. The plating apparatus according to claim 1, further comprising metal concentration control means for controlling the thinning solution addition means to add the thinning solution to the plating solution.
【請求項9】上記メッキ液が酸化還元剤を含むことを特
徴とする請求項8記載のメッキ装置。
9. The plating apparatus according to claim 8, wherein the plating solution contains a redox agent.
【請求項10】上記酸化還元剤が鉄であることを特徴と
する請求項9記載のメッキ装置。
10. The plating apparatus according to claim 9, wherein the redox agent is iron.
【請求項11】目的金属を含む金属塩、支持電解質、お
よび水を含むメッキ液の組成を調整するメッキ液組成調
整方法であって、 メッキ液の支持電解質濃度を測定する支持電解質濃度測
定工程と、 上記支持電解質濃度測定工程で測定された支持電解質濃
度が所定の支持電解質濃度より高いか否かを判別する支
持電解質濃度判別工程と、 上記支持電解質濃度判別工程で、測定された支持電解質
濃度が上記所定の支持電解質濃度より高いと判別された
ことに基づいて、メッキ液に水を添加する水添加工程と
を含むことを特徴とするメッキ液組成調整方法。
11. A plating solution composition adjusting method for adjusting the composition of a plating solution containing a metal salt containing a target metal, a supporting electrolyte, and water, which comprises a supporting electrolyte concentration measuring step of measuring the supporting electrolyte concentration of the plating solution. The supporting electrolyte concentration determination step of determining whether or not the supporting electrolyte concentration measured in the supporting electrolyte concentration measuring step is higher than a predetermined supporting electrolyte concentration, and the supporting electrolyte concentration determination step in the supporting electrolyte concentration determining step is And a water adding step of adding water to the plating liquid based on the determination that the concentration is higher than the predetermined supporting electrolyte concentration.
【請求項12】メッキ液中の目的金属の濃度を測定する
金属濃度測定工程と、 上記金属濃度測定工程で測定された目的金属の濃度が所
定の目的金属濃度より高いか否かを判別する金属濃度判
別工程と、 上記金属濃度判別工程で、測定された目的金属の濃度が
上記所定の目的金属濃度より高いと判別されたことに基
づいて、水および所定濃度の支持電解質を含む薄め液を
メッキ液に添加する薄め液添加工程とをさらに含むこと
を特徴とする請求項11記載のメッキ液組成調整方法。
12. A metal concentration measuring step for measuring the concentration of a target metal in a plating solution, and a metal for determining whether or not the concentration of the target metal measured in the metal concentration measuring step is higher than a predetermined target metal concentration. In the concentration determination step and the metal concentration determination step, it is determined that the measured concentration of the target metal is higher than the predetermined target metal concentration, and then a thinning solution containing water and a predetermined concentration of the supporting electrolyte is plated. The plating solution composition adjusting method according to claim 11, further comprising a step of adding a diluting solution to the solution.
【請求項13】上記水添加工程の後に、上記金属濃度測
定工程、上記金属濃度判別工程、および上記薄め液添加
工程を行うことを特徴とする請求項12記載のメッキ液
組成調整方法。
13. The plating solution composition adjusting method according to claim 12, wherein the metal concentration measuring step, the metal concentration determining step, and the diluting solution adding step are performed after the water adding step.
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