JP2007262583A - めっき方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、めっき液に界面活性剤を加えることなく、被めっき基板に形成された微細な溝や穴にめっき液を浸入させることができ、めっき欠け、めっき抜けの発生がない高品質のめっきを行うことができるめっき方法及び装置を提供する。
【解決手段】被めっき物に電解又は無電解めっきを行なうめっき方法であって、めっき液中の溶存気体を脱気した後、又はめっき液中の溶存気体を脱気しながらめっきを行なう、及び／又は、前処理液中の溶存気体を脱気した後、又は前処理液中の溶存気体を脱気しながら前処理を行い、その後めっきを行う。
【選択図】図２

Description

本発明は被めっき物にめっき処理を施すめっき方法及び装置に関し、特に半導体ウエハ等の微細な配線用溝やプラグ、レジスト開口部が形成された被めっき基板の該配線用溝やプラグ、レジスト開口部にめっき膜を形成するのに好適なめっき方法及び装置に関するものである。

図１は、従来のこの種のめっき装置の構成例を示す図である。図示するように、めっき装置は、めっき槽１００を具備し、該めっき槽１００は槽本体１０１と該槽本体１０１からオーバーフローしためっき液Ｑ₂を捕集する捕集槽１０２を具備する。捕集槽１０２に集まっためっき液Ｑ₂は送液ポンプ１０３で温度調整器１０４に送られ、該温度調整器１０４でめっきに適した所定の温度に調整され、さらに濾過フィルタ１０５でパーティクル等が除去され、槽本体１０１に供給される。なお、１０６はめっき液の循環流量を測定する流量計である。

上記構成のめっき装置において、めっき槽１００の槽本体１０１内の基板保持具１０８に保持された半導体ウエハ等の被めっき基板Ｗと陽極電極１０７を対向して配置し、該被めっき基板Ｗと陽極電極１０７の間にめっき電源１０９からめっき電流を通電することにより、めっきを行なう。なお、無電解めっきの場合はめっき電源１０９及び陽極電極１０７を配置することなく、基板保持具１０８に保持された被めっき基板Ｗをめっき液Ｑ₂に浸漬することにより、めっきを行なう。

上記被めっき基板Ｗのめっきにおいて、被めっき基板Ｗに設けられた微細な配線用溝やプラグ、濡れ性の悪いレジストの開口部の中にめっき膜を形成する場合、めっき液や前処理液がこの微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部内に浸入せず、これらの配線用溝やプラグ、レジストの開口部内に気泡が残ってしまうという問題があり、めっき欠け、めっき抜けの原因となっていた。

従来、このめっき欠け、めっき抜けを防止するため、めっき液に界面活性剤を加えてめっき液の表面張力を下げることによって、被めっき基板の微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部へのめっき液の浸入を図っていた。しかしながら、表面張力が下がることによってめっき液循環中に液面に気泡が発生し易いという問題がある。また、めっき液に新たな界面活性剤を加えることによって、めっき析出に異常が起き、めっき膜への有機物の取り込みが増え、めっき膜の特性に悪影響を与える恐れがあるなどの問題があった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、めっき液に界面活性剤を加えることなく、被めっき基板に形成された微細な溝や穴にめっき液を浸入させることができ、めっき欠け、めっき抜けの発生がない高品質のめっきを行うことができるめっき方法及び装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明のめっき方法は、被めっき物に電解又は無電解めっきを行なうめっき方法であって、めっき液中の溶存気体を脱気した後、又はめっき液中の溶存気体を脱気しながらめっきを行なう、及び／又は、前処理液中の溶存気体を脱気した後、又は前処理液中の溶存気体を脱気しながら前処理を行い、その後めっきを行うことを特徴とする。

被めっき物に電解又は無電解めっきを行なう請求項１に記載のめっき方法であって、脱気した前処理液又は脱気装置で前処理液を脱気しながら被めっき物を前処理液に浸漬して、該前処理液で濡らした後、前記電解めっき又は無電解めっきを行なうことを特徴とする。
被めっき物に電解又は無電解めっきを行なう請求項１に記載のめっき方法であって、脱気しためっき液又は脱気装置でめっき液を脱気しながら、被めっき物をめっき液に浸漬して、めっきすることを特徴とする。

被めっき物に電解又は無電解めっきを行なう請求項１に記載のめっき方法であって、脱気した前処理液又は脱気装置で前処理液を脱気しながら、被めっき物の表面に噴射して、該前処理液で濡らした後、前記電解めっき又は無電解めっきを行なうことを特徴とする。
被めっき物に電解又は無電解めっきを行なう請求項１に記載のめっき方法であって、脱気しためっき液又は脱気装置でめっき液を脱気しながら、めっき液を被めっき物の表面に噴射し、めっきすることを特徴とする。

請求項４又は５に記載のめっき方法において、前記被めっき物を回転させながら前記前処理液又はめっき液を噴射する、又は噴射してから回転させることを特徴とする。
請求項１乃至６のいずれかに記載のめっき方法において、前記脱気は、脱気膜を有する脱気膜モジュールと真空ポンプを用いて行うものであることを特徴とする。
請求項１乃至６のいずれかに記載のめっき方法において、前記めっき液又は前処理液の溶存気体濃度を検出する溶存気体濃度センサを備え、溶存気体濃度を監視しながら脱気処理を行うことを特徴する。

請求項８に記載のめっき方法において、処理済みの液をポンプにより圧送して循環して用いるものであり、該循環経路中に脱気装置をバイパスする配管路を設け、脱気装置に流入する流量を調整して脱気処理を行うことを特徴とする。
請求項１乃至９のいずれかに記載のめっき方法において、前記めっき液又は前処理液は、溶存気体濃度を４ｐｐｍ乃至１ｐｐｂの間に維持しつつ、めっき又は前処理を行うことを特徴とする。

本発明のめっき装置の一態様は、めっき槽中で被めっき物の電解又は無電解めっきを行うめっき装置において、前記めっき槽に供給するめっき液、及び／又は、前処理槽でめっき前の前処理を行う前処理液から、該液中に存在する溶存気体を脱気処理する脱気装置を備えたことを特徴とする。

本発明のめっき装置の他の態様は、めっき液を収容するめっき槽を具備し、該めっき槽中で被めっき物の電解又は無電解めっきを行うめっき装置において、前記めっき槽にめっき液を循環させるめっき液循環系を具備し、該めっき液循環系に脱気装置を設け、前記めっき槽から排出されるめっき液中の溶存気体を脱気して該めっき槽に供給することを特徴とする。

本発明のめっき装置の他の態様は、前処理液を収容する前処理槽を具備し、該前処理槽で被めっき物の前処理を行った後に、めっき槽で該被めっき物のめっきを行うめっき装置において、前記前処理槽に前記処理液を循環させる前処理液循環系を具備し、該前処理液循環系に脱気装置を設け、前記前処理槽から排出される前記処理液中の溶存気体を脱気して該前処理槽に供給することを特徴とする。

請求項１１乃至１３のいずれかに記載のめっき装置において、前記脱気装置は少なくとも脱気膜を有する脱気膜モジュールと真空ポンプを具備することを特徴とする。
請求項１２又は１３に記載のめっき装置において、前記処理液循環系を通過する液の溶存気体濃度を検出する溶存気体濃度センサを設けると共に、脱気装置の圧力を制御する制御装置を設け、該制御装置は、真空排気系の圧力を制御して、前記めっき液の溶存気体濃度を調整可能としたことを特徴とする。

請求項１２に記載のめっき装置において、前記めっき液循環系にめっき液循環タンクを備え、該めっき液循環タンクに脱気装置を設けるか、或いは該めっき液循環タンクと前記めっき槽との間でめっき液を循環させる第１のめっき液循環経路とは別に該めっき液循環タンクにめっき液を循環させる第２のめっき液循環経路を設け、該第２のめっき液循環経路に脱気装置を設け、前記めっき液を脱気しながらめっきを行なうことを特徴とする。

請求項１３に記載のめっき装置において、前記前処理液循環系に前処理液循環タンクを備え、前処理液循環タンクに脱気装置を設けるか、或いは該前処理液循環タンクと前記前処理槽との間で前処理液を循環させる第１の前処理液循環経路とは別に該前処理液循環タンクに前処理液を循環させる第２の前処理液循環経路を設け、該第２の前処理液循環経路に脱気装置を設け、前記前処理液を脱気しながら前処理を行う前処理槽を備えたことを特徴とする。

請求項１６又は１７に記載のめっき装置において、前記めっき液循環タンク又は前処理液循環タンクの液面に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を設けたことを特徴とする。
請求項１２に記載のめっき装置において、前記めっき液循環系に脱気装置を設けると共に、該脱気装置にバイパス配管を設け、前記脱気装置に流れる流量を制御するようにしたことを特徴とする。

請求項１３に記載のめっき装置において、前記前処理液循環系に脱気装置を設けると共に、該脱気装置にバイパス配管を設け、前記脱気装置に流れる流量を制御するようにしたことを特徴とする。
請求項１９又は２０に記載のめっき装置において、前記バイパス配管を流れる流量が多い時には前記脱気装置の減圧側の圧力を低い圧力にし、前記バイパス配管を流れる流量が少ない時には前記脱気装置の減圧側の圧力を高い圧力に調整するようにしたことを特徴とする。
請求項１９又は２０に記載のめっき装置において、前記脱気装置を通る配管と、前記バイパス配管との合流前、または合流後に溶存気体濃度を検出するセンサを配置したことを特徴とする。

上記のようにめっき液を脱気した後、又は脱気しながらめっきを行うことにより、被めっき物に形成された微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部の中の気泡は脱気液であるめっき液に溶け込んで、該めっき液は微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部等の微細な溝や穴に浸入するから、めっき欠け、めっき抜けの発生なくめっきを行うことができる。更に、循環するめっき液中の溶存気体を除去するので、該溶存気体によるめっき液の液反応が防止され、めっき液の副反応や劣化を抑えることができ、安定しためっき環境を得ることができる。

上記のように前処理液を脱気することにより、該前処理液に被めっき物を浸漬すると該被めっき物に形成された微細な溝や穴の中の気泡は脱気液である前処理液に溶け込んで該前処理液は微細な溝や穴に浸入する。その後該被めっき物をめっき液に浸漬させることにより、被めっき物の微細な溝や穴に浸入した前処理液とめっき液とが置換され、微細な溝や穴の内部にめっき液が浸入するから、めっき欠け、めっき抜けの発生なくめっきを行うことができる。

また、めっき液又は前処理液中の一方又は両方の溶存気体濃度が４ｐｐｍ乃至１ｐｐｂの間になるように管理しながらめっきを行うことが好ましい。上記のように、前処理液循環系を通る前処理液やめっき液循環系を通るめっき液の溶存気体濃度をモニタし、溶存気体量を管理することにより、安定しためっきを行なうことができる。

本発明によれば、めっき液に界面活性剤を加えることなく、被めっき基板に形成された微細な溝や穴にめっき液を浸入させることができ、めっき欠け、めっき抜けの発生がない高品質のめっきを行うことができる。

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。本実施の形態例では被めっき物として、半導体ウエハ等の被めっき基板を例に説明するが、めっき物はこれに限定されるものではなく、めっき表面に微細な溝や穴が形成され、該溝や穴にめっきを施すめっき装置としても使用できる。図２乃至図１１は本発明の第１の実施形態に係るめっき装置の構成例を示す図である。

図２に示すようにめっき装置は、めっき液Ｑ₂を収容するめっき槽３０を具備する。該めっき槽３０は槽本体３１と該槽本体３１からオーバーフローしためっき液Ｑ₂を捕集する捕集槽３２を具備する。捕集槽３２に集まっためっき液Ｑ₂は送液ポンプ３３で温度調整器３４に送られ、該温度調整器３４で所定の温度（めっきに適した所定の温度）に調整され、濾過フィルタ３５でパーティクル等の汚染物が除去され、脱気膜モジュール３８を通ってめっき液Ｑ₂中に溶存する気体が除去され、槽本体３１に供給される。

ここで、送液ポンプ３３、温度調整器３４、濾過フィルタ３５及び脱気膜モジュール３８でめっき液を循環させるめっき液循環経路を構成している。また、脱気膜モジュール３８と真空ポンプ３９は、該めっき液循環経路を通るめっき液Ｑ₂中の溶存気体を除去する脱気装置を構成する。また、符号４０は該めっき液循環経路を通るめっき液Ｑ₂の溶存酸素濃度を測定するめっき液溶存酸素濃度センサ、符号３７はめっき液Ｑ₂の流量を測定する流量計である。

上記構成のめっき装置において、槽本体３１のめっき液Ｑ₂中に基板保持具１５に保持された半導体ウエハ等の被めっき基板Ｗと陽極電極３６を対向して配置し、めっき電源４２より、被めっき基板Ｗと陽極電極３６の間に電流を通電することにより、被めっき基板Ｗにめっきを行う。ここで、めっき液Ｑ₂は脱気膜モジュール３８と真空ポンプ３９で構成される脱気装置で脱気されているから、被めっき基板Ｗに形成された微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部の中の気泡は脱気してあるめっき液Ｑ₂に溶け込んで該めっき液は微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部に浸入するから、めっき欠け、めっき抜けの発生がなくなる。

上記のようにめっき槽３０のめっき液循環経路に脱気装置を設け、槽本体３１をオーバーフローして捕集槽３２に集まっためっき液Ｑ₂を脱気膜モジュール３８に通すことにより、めっき液Ｑ₂の溶存気体は除去される。その結果、めっき液Ｑ₂の中の溶存酸素が除去され、該溶存酸素によるめっき液の液反応が防止でき、めっき液の副反応や劣化を抑え、安定しためっき環境を得ることができる。

なお、上記例ではめっき液循環経路を通るめっき液Ｑ₂を脱気しながらめっきを行っているが、めっき液溶存酸素濃度センサ４０の出力でめっき液循環経路を通るめっき液の溶存酸素濃度を監視しながら、該溶存酸素濃度が所定の値（例えば、４ｐｐｍ以下）になったら、該めっき液Ｑ₂中に基板保持具１５に保持された被めっき基板Ｗを浸漬し、めっきを行うようにしてもよい。即ち、めっき槽に収容されためっき液Ｑ₂を脱気し、その溶存気体濃度が所定値以下になった後、めっきを行うようにしてもよい。

なお、図２に示すめっき装置では、めっき槽３０の槽本体３１に電解めっき用のめっき液Ｑ₂を供給し電解めっきを行なうものであるが、陽極電極３６、めっき電源４２を除去し、槽本体３１に無電解めっき用のめっき液Ｑ₂を供給し、基板保持具１５に保持された被めっき基板Ｗを浸漬させて無電解めっきを行なうようにしてもよい。

図３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。本めっき装置は図３に示すように、前処理槽１０とめっき槽３０を具備する。前処理槽１０は槽本体１１と該槽本体１１からオーバーフローした前処理液Ｑ₁を捕集する捕集槽１２を具備する。前処理液源１７からの前処理液は送液ポンプ１６で真空ポンプ１４と脱気膜モジュール１３で構成される脱気装置の脱気膜モジュール１３に送られる。該脱気膜モジュール１３内に送り込まれた前処理液Ｑ₁はその中の溶存気体が脱気され、脱気液となって槽本体１１に供給される。

めっき槽３０は槽本体３１と該槽本体３１からオーバーフローしためっき液Ｑ₂を捕集する捕集槽３２を具備する。捕集槽３２に集まっためっき液Ｑ₂は送液ポンプ３３で温度調整器３４に送られ、該温度調整器３４で所定の温度に調整され、さらに濾過フィルタ３５でパーティクル等が除去され、槽本体３１に供給される。

上記構成の基板めっき装置において、該前処理液Ｑ₁中に基板保持具１５に保持された半導体ウエハ等の被めっき基板Ｗを浸漬すると、その表面の微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部に前処理液Ｑ₁が浸入し、該微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部の中の気泡は脱気液である前処理液に溶け込んで該前処理液は微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部に浸入する。

上記のように前処理を行い、その微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部に前処理液の浸入した被めっき基板Ｗを基板保持具１５ごとにめっき槽３０の槽本体３１のめっき液Ｑ₂に浸漬すると、微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部に浸入した前処理液Ｑ₁とめっき液Ｑ₂とが置換され、該微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部の内部はめっき液Ｑ₂で充満する。

この状態で基板保持具１５と陽極電極３６の間にめっき電源４２から所定のめっき電圧を印加することにより、陽極電極３６から陰極となる被めっき基板Ｗにめっき電流が流れ、被めっき基板にめっき膜が形成される。このとき被めっき基板Ｗの該微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部の内部にめっき液Ｑ₂が浸入し、充満しているから、めっき欠け、めっき抜けの発生なくめっきが行われる。

上記のように、前処理の済んだ被めっき基板Ｗをめっき槽３０の槽本体３１のめっき液Ｑ₂に浸漬することにより、前処理液Ｑ₁がめっき液Ｑ₂に持ち込まれることになるが、前処理液Ｑ₁として純水を用いることにより、めっき液Ｑ₂に何らの悪影響も与えない。

なお、図３に示すめっき装置では、めっき槽３０の槽本体３１のめっき液Ｑ₂中に基板保持具１５に保持された被めっき基板Ｗと陽極電極３６を対向配置し、電解めっきを行なうものであるが、陽極電極３６、めっき電源４２を除去し、槽本体３１内に無電解めっき用のめっき液Ｑ₂を供給し、該めっき液Ｑ₂中に基板保持具１５に保持された被めっき基板Ｗを浸漬して無電解めっきを行なうようにしてもよい。

図４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。本めっき装置は図４に示すように、めっき槽３０に送液ポンプ３３、温度調整器３４、濾過フィルタ３５、脱気膜モジュール３８と真空ポンプ３９からなる脱気装置を有するめっき液循環経路を具備する。即ち、図２に示す構成と同一のめっき槽３０とめっき液循環経路を具備する。なお、４０はめっき液循環経路のめっき液Ｑ₂の溶存酸素濃度を検出するめっき液溶存酸素濃度センサである。

上記のようにめっき槽３０に供給するめっき液Ｑ₂も脱気することにより、前処理槽１０で前処理した被めっき基板Ｗを該めっき液Ｑ₂に浸漬した場合、上記のように被めっき基板Ｗの微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部に浸入している前処理液Ｑ₁とめっき液Ｑ₂の置換が起きるが、めっき液も脱気されているから、めっき液の浸入に同伴して該配線用溝やプラグ、レジストの開口部内部に気泡が浸入することがなく、めっき欠け、めっき抜けのないめっきを行うことができる。

なお、図４に示すめっき装置は、電解めっきを行なうものであるが、陽極電極３６、めっき電源４２を除去して、槽本体３１内に無電解めっき用めっき液Ｑ₂を供給し、無電解めっきを行なうようにしてもよい。

図５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。本めっき装置は図５に示すように、前処理槽１０にも送液ポンプ１６、温度調整器１８、濾過フィルタ１９、脱気膜モジュール１３と真空ポンプ１４からなる脱気装置を有する前処理液循環経路を設けている。なお、図５において、符号２２は該前処理液循環経路を通る前処理液の流量を測定する流量計、符号２０は該前処理液循環経路の濾過フィルタ１９の出口に設けられた、該前処理液循環経路を通る前処理液の溶存酸素濃度を検出する前処理液溶存酸素濃度センサである。

上記のように前処理槽１０の前処理液循環経路に脱気膜モジュール１３と真空ポンプ１４からなる脱気装置を設けることにより、槽本体１１をオーバーフローして捕集槽１２に集まった前処理液Ｑ₁には気泡が混入するが、脱気膜モジュール１３を通ることにより該気泡は除去され、脱気された前処理液Ｑ₁となって、槽本体１１内に供給される。従って、槽本体１１の前処理液Ｑ₁中に基板保持具１５に保持された被めっき基板Ｗを浸漬すると、微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部の中の気泡は脱気液である前処理液に溶け込んで該前処理液は微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部に浸入する。

また、前処理槽１０の脱気した前処理液Ｑ₁に浸漬し前処理した被めっき基板Ｗをめっき槽３０の脱気しためっき液Ｑ₂中に浸漬すると、被めっき基板Ｗの微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部に浸入している前処理液Ｑ₁と脱気しためっき液Ｑ₂の置換が起き、めっき液の浸入に同伴して該配線用溝やプラグ、レジストの開口部内部に気泡が浸入することがなく、めっき欠け、めっき抜けのないめっきを行うことができる。

また、上記構成の基板めっき装置においては、前処理液溶存酸素濃度センサ２０及びめっき液溶存酸素濃度センサ４０の出力から、前処理液Ｑ₁及びめっき液Ｑ₂の溶存酸素濃度をモニタして、これらの液中の溶存気体量を管理する。即ち、前処理液溶存酸素濃度センサ２０の出力から前処理液Ｑ₁の溶存酸素濃度が高いときは、真空ポンプ１４を制御して脱気膜モジュール１３の真空度を上げ、前処理液Ｑ₁の溶存酸素濃度を低く抑える。また、めっき液溶存酸素濃度センサ４０の出力からめっき液Ｑ₂の濃度が高いときは、真空ポンプ３９を制御して脱気膜モジュール３８の真空度を上げ、めっき液Ｑ₂の溶存酸素濃度を低く抑える。これにより、前処理液Ｑ₁及びめっき液Ｑ₂の溶存気体量を管理し、安定しためっきを行なうことができる。

なお、図５に示すめっき装置では、めっき槽３０の槽本体３１で電解めっきを行なうものであるが、陽極電極３６、めっき電源４２を除去し、槽本体３１に無電解めっき用のめっき液Ｑ₂を供給し、無電解めっきを行なうようにしてもよい。また、上記例では前処理液循環経路とめっき液循環経路の両方に脱気膜モジュールと真空ポンプからなる脱気装置を設けているが、いずれか一方のみに脱気装置を設けてもよい。また、ここでは両液循環経路に溶存酸素濃度センサを設けて、前処理液Ｑ₁とめっき液Ｑ₂の両者の溶存酸素濃度をモニタし、両者の溶存気体量の管理を行なっているが、いずれか一方の溶存気体量の管理のみでもよい。

図６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。本めっき装置は図６に示すように、前処理槽１０の脱気装置の真空ポンプ１４を制御する制御装置２３を設けると共に、該制御装置２３に前処理液溶存酸素濃度センサ２０の出力を入力している。また、めっき槽３０の脱気装置の真空ポンプ３９を制御する制御装置４１を設けると共に、制御装置４１にめっき液溶存酸素濃度センサ４０の出力を入力している。

上記制御装置２３及び４１はそれぞれコンピュータを具備し、前処理液循環経路の前処理液の溶存酸素濃度及びめっき液循環経路のめっき液の溶存酸素濃度が所定の値に維持されるように真空ポンプ１４及び３９を制御する。即ち、脱気膜モジュール１３及び３８の真空排気ラインの圧力を制御して、前処理液Ｑ₁中の溶存酸素濃度及びめっき液の溶存酸素濃度を所定の値に維持する。これにより、前処理液Ｑ₁及びめっき液Ｑ₂中の溶存気体量を自動的に管理でき、常に安定しためっきを行なうことができる。

なお、図６に示すめっき装置では、めっき槽３０の槽本体３１で電解めっきを行なうものであるが、陽極電極３６、めっき電源４２を除去し、槽本体３１に無電解めっき用のめっき液Ｑ₂を供給して無電解めっきを行なうようにしてもよい。また、上記例では前処理液循環経路の前処理液とめっき液循環経路のめっき液の両方の溶存気体の自動管理を行なっているが、いずれか一方のみの溶存気体の自動管理でも両方を管理した場合に比べると安定度は劣るが可能である。

図７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。本めっき装置は図７に示すように、前処理槽１０の前処理液循環経路の脱気装置の脱気膜モジュール１３と真空ポンプ１４の間、即ち真空排気ラインに気液分離装置２４を設け、更にめっき槽３０のめっき液循環経路の脱気装置の脱気膜モジュール３８と真空ポンプ３９の間、即ち真空排気ラインに気液分離装置４３を設けている。このように気液分離装置２４及び４３を設けることにより、脱気膜モジュール１３及び３８から液体（前処理液やめっき液）が漏れた場合でも真空ポンプ１４及び３９に悪影響を与えることがない。

また、真空ポンプ１４及び３９に封水ポンプを使用して、真空ポンプが停止したときに水が逆流しても脱気膜モジュール１３及び３８に悪影響を与えない。なお、上記気液分離装置２４及び４３は図６のように、前処理液Ｑ₁やめっき液Ｑ₂の溶存気体を自動的に管理するように構成した、めっき装置の脱気膜モジュール１３と真空ポンプ１４の間、脱気膜モジュール３８と真空ポンプ３９の間に設けてもよい。

なお、図７に示すめっき装置は、めっき槽３０の槽本体３１で電解めっきを行なうものであるが、陽極電極３６、めっき電源４２を除去し、槽本体３１に無電解めっき用のめっき液Ｑ₂を供給して無電解めっきを行なうようにしてもよい。また、上記例では前処理液循環経路の脱気装置の脱気膜モジュール１３と真空ポンプ１４の間及びめっき液循環経路の脱気装置の脱気膜モジュール３８と真空ポンプ３９の間の両方に気液分離装置２４及び４３を設けているが、いずれか一方でもよい。

図８は、本発明に係るめっき装置に用いる前処理装置の他の構成例を示す図である。本前処理装置は図８に示すように、捕集槽１２を有する前処理槽１０、該前処理槽１０内に配設された基板載置台２５、該基板載置台２５を水平面内で回転させるモータ２６及び被めっき基板Ｗに前処理液Ｑ₁を噴射する噴射ノズル２７を具備する。

上記構成の前処理装置において、捕集槽１２内の前処理液Ｑ₁は送液ポンプ１６により真空ポンプ１４と脱気膜モジュール１３とからなる脱気装置に送られ、脱気され、噴射ノズル２７から被めっき基板Ｗの表面に噴射される。このとき被めっき基板を載置している基板載置台２５はモータ２６で回転されているから、噴射ノズル２７から噴射される前処理液Ｑ₁は被めっき基板Ｗの全表面を均一に濡らすことになる。

上記のように被めっき基板Ｗの表面に前処理液Ｑ₁を脱気装置で脱気しながら噴射するので、被めっき基板Ｗの表面の微細な溝や穴の気泡が抜け易いと同時に、該微細な溝や穴に残った気泡が溶かし易く、被めっき物の表面が濡れ易くなる。その後、図示は省略するが電解めっき又は無電解めっきを行なうことにより、めっき欠け、めっき抜けのないめっきを行なうことができる。また、モータ２６の回転数を調整し、被めっき基板Ｗの回転数を調整することにより気泡を破壊することができ、より高品質のめっきを行なうことができる。

図９は、本発明に係るめっき装置に用いる前処理装置の他の構成例を示す図である。本前処理装置は図９に示すように、前処理液を貯留する貯留タンク２８を設け、捕集槽１２からの前処理液Ｑ₁をこの貯留タンク２８に貯留するように構成している点が、図８に示す前処理装置と相違するが、その他の点は図８の前処理装置と略同一である。

なお、上記例では前処理液Ｑ₁を脱気装置で脱気しながら噴射ノズル２７で噴射するように構成しているが、予め脱気した前処理液を準備しておき、この脱気した前処理液を噴射ノズル２７から噴射するように構成してもよい。

図１０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。本めっき装置は図１０に示すように、捕集槽３２を有するめっき槽３０、該めっき槽３０内に配設された基板載置台４４、該基板載置台４４を水平面内で回転させるモータ４５及び被めっき基板Ｗにめっき液Ｑ₂を噴射する噴射ノズル４６を具備する。

上記構成のめっき装置において、捕集槽３２内のめっき液（ここでは無電解めっき液）Ｑ₂は送液ポンプ３３で温度調整器３４を通って所定の液温に調整され、濾過フィルタ３５を通してパーティクル等が除去され、真空ポンプ３９と脱気膜モジュール３８とからなる脱気装置に送られ脱気され噴射ノズル４６から被めっき基板Ｗの表面に噴射される。このとき被めっき基板を載置している基板載置台４４はモータ４５で回転されているから、噴射ノズル４６から噴射されるめっき液Ｑ₂は被めっき基板Ｗの全表面を均一に濡らすことになる。

上記のように被めっき基板Ｗの表面にめっき液Ｑ₂を脱気装置で脱気しながら噴射するので、被めっき基板Ｗの表面の微細な溝や穴の気泡が抜け易いと同時に、該微細な溝や穴に残った気泡を溶かし易く、被めっき物の表面が濡れ易くなる。従って、めっき欠け、めっき抜けのない高品質のめっきを行なうことができる。また、モータ４５の回転数を調整し、被めっき基板Ｗの回転数を調整することにより気泡を破壊することができ、より高品質のめっきを行なうことができる。

図１１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。本めっき装置は図１１に示すように、めっき液を貯留する貯留タンク４７を設け、捕集槽３２からのめっき液Ｑ₂をこの貯留タンク４７に貯留するように構成している点が、図１０に示すめっき装置と相違するが、その他の点は図１０のめっき装置と略同一である。

なお、上記例ではめっき液Ｑ₂を脱気装置で脱気しながら噴射ノズル４６で噴射するように構成しているが、予め脱気しためっき液を準備しておき、この脱気しためっき液を噴射ノズル４６から噴射するように構成してもよい。

また、図８又は図９に示す前処理装置で前処理した被めっき基板Ｗを図１０又は図１１に示すめっき装置でめっき処理するようにしてもよいことは当然である。また、図８及び図９に示す前処理装置、図１０及び図１１に示すめっき装置においても、図５乃至図７に示すように、前処理液溶存酸素濃度センサ、めっき液溶存酸素濃度センサ、前処理液管理用の制御装置、めっき液管理用の制御装置、気液分離装置を設けて構成してもよいことは当然である。

また、上記例では前処理液Ｑ₁として純水を用いる例を説明したが、前処理液はこれに限定されるものではなく、例えば界面活性剤入りの水、（酸性）脱脂剤、希硫酸、塩酸、めっき液から金属成分を取り除いたプレディップ液（メタンスルホン酸のハンダめっき液に対するメタンスルホン酸液等）がある。また、脱気にはＮ₂バブリング、超音波などの併用も考えられる。

図１２乃至図２０は、本発明の第２の実施形態に係るめっき装置の構成例を示す図である。
図１２に示すように本発明の第２の実施形態に係るめっき装置は、めっき液Ｑ₂を収容するめっき槽３０を具備する。該めっき槽３０は槽本体３１と該槽本体３１からオーバーフローしためっき液Ｑ₂を捕集する捕集槽３２を具備する。捕集槽３２に集まっためっき液Ｑ₂は循環タンク４７に流入し、送液ポンプ３３で温度調整器３４に送られ、該温度調整器３４で所定の温度（めっきに適した所定の温度）に調整され、濾過フィルタ３５でパーティクル等の汚染物が除去され、槽本体３１に供給される。

ここで、循環タンク４７、送液ポンプ３３、温度調整器３４、濾過フィルタ３５でめっき液を循環させる第１のめっき液循環経路を構成している。循環タンク４７内には脱気膜モジュール３８が設けられ、該脱気膜モジュール３８には真空ポンプ３９が接続されている。この該脱気膜モジュール３８と真空ポンプ３９で循環タンク４７に収容されるめっき液Ｑ₂中の溶存気体を除去する脱気装置を構成する。また、３７はめっき液Ｑ₂の流量を測定する流量計である。ここで脱気膜モジュール３８には、例えば隔膜を介して液中に存在する酸素、空気、炭酸ガスなどの各種溶存気体を除去する隔膜方式のものを使用する。

上記構成のめっき装置において、槽本体３１のめっき液Ｑ₂中に基板保持具１５に保持された半導体ウエハ等の被めっき基板Ｗと陽極電極３６を対向して配置し、めっき電源４２より、被めっき基板Ｗと陽極電極３６の間に電流を通電することにより、被めっき基板Ｗにめっきを行う。ここで、めっき液Ｑ₂は脱気膜モジュール３８と真空ポンプ３９で構成される脱気装置で脱気されているから、被めっき基板Ｗに形成された微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部の中の気泡は脱気してあるめっき液Ｑ₂に溶け込んで該めっき液Ｑ₂は微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部に浸入するから、めっき欠け、めっき抜けの発生がなくなる。

上記のように第１のめっき液循環経路の循環タンク４７に脱気膜モジュール３８と真空ポンプ３９とからなる脱気装置を設け、槽本体３１をオーバーフローして捕集槽３２で捕集され、循環タンク４７に収容されためっき液Ｑ₂中の溶存気体は脱気膜モジュール３８により除去される。その結果、溶存酸素等によるめっき液Ｑ₂の液反応が防止でき、めっき液の副反応や劣化を抑え、安定しためっき環境を得ることができる。

なお、図１２に示すめっき装置では、めっき槽３０の槽本体３１に電解めっき用のめっき液Ｑ₂を供給し電解めっきを行なうものであるが、陽極電極３６、めっき電源４２を除去し、槽本体３１に無電解めっき用のめっき液Ｑ₂を供給し、基板保持具１５に保持された被めっき基板Ｗを浸漬させて無電解めっきを行なうようにしてもよい。

図１３は本発明のめっき装置の前処理装置の構成例を示す図である。本めっき装置は被めっき基板Ｗにめっき処理を施す図示しないめっき槽等の他に、図１３に示すように、前処理槽１０を具備する。前処理槽１０は槽本体１１と該槽本体１１からオーバーフローした前処理液Ｑ₁を捕集する捕集槽１２を具備する。捕集槽１２に集まった前処理液Ｑ₁は循環タンク２８に流入し、送液ポンプ１６で温度調整器１８に送られ、該温度調整器１８で所定の温度（前処理に適した所定の温度）に調整され、濾過フィルタ１９でパーティクル等の汚染物が除去され、槽本体１１に供給される。

ここで、循環タンク２８、送液ポンプ１６、温度調整器１８、濾過フィルタ１９で前処理液を循環させる第１の前処理液循環経路を構成している。循環タンク２８内には脱気膜モジュール１３が設けられ、該脱気膜モジュール１３には真空ポンプ１４が接続されている。この該脱気膜モジュール１３と真空ポンプ１４で循環タンク２８に収容される前処理液Ｑ₁中の溶存気体を除去する脱気装置を構成する。また、２２は前処理液Ｑ₁の流量を測定する流量計である。ここで脱気膜モジュール１３には、例えば隔膜を介して液中に存在する酸素、空気、炭酸ガスなどの各種溶存気体を除去する隔膜方式のものを使用する。

槽本体１１の前処理液Ｑ₁中に基板保持具１５に保持された半導体ウエハ等の被めっき基板Ｗを浸漬して前処理を行なう。前処理液Ｑ₁は脱気膜モジュール１３と真空ポンプ１４で構成される脱気装置で脱気されているから、被めっき基板Ｗに形成された微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部の中の気泡は脱気してある前処理液Ｑ₁に溶け込んで該めっき液は微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部に浸入するから、該被めっき基板Ｗを前処理に続くめっき処理でめっき液Ｑ₂中に浸漬した場合、該配線用溝やプラグ、レジストの開口部にある前処理液Ｑ₁とめっき液Ｑ₂の置換が行われ、めっき欠け、めっき抜けの発生がなくなる。

図１４は、本発明のめっき装置の構成例を示す図である。本めっき装置が図１２に示すめっき装置と異なる点は、図１４に示すめっき装置では、基板保持具１５に保持された半導体ウエハ等の被めっき基板Ｗと陽極電極３６を槽本体３１内のめっき液Ｑ₂中に上下に対向して配置している点である。その他の点は図１２に示すめっき装置と同じである。

図１５は、本発明のめっき装置の構成例を示す図である。本めっき装置は図示するように、循環タンク４７にバルブ４９を介して不活性ガスボンベ４８を接続し、めっき液Ｑ₂の液面に不活性ガスをパージすることができるようになっている。また、循環タンク４７には循環ポンプ５０、温度調整器３４、真空ポンプ３９が接続された脱気膜モジュール３８が接続されている。この循環ポンプ５０、温度調整器３４、脱気膜モジュール３８で第２のめっき液循環経路を構成している。

上記構成のめっき装置において、槽本体３１をオーバーフローしためっき液Ｑ₂は捕集槽３２で捕集され、循環タンク４７に流入する。該循環タンク４７内のめっき液Ｑ₂は、送液ポンプ３３により濾過フィルタ３５に送られ、パーティクル等が除去され、槽本体３１に供給される。また、循環タンク４７内のめっき液Ｑ₂は循環ポンプ５０により、温度調整器３４及び脱気膜モジュール３８を通って循環する。この循環により、めっき液Ｑ₂は温度調整器３４で所定の温度に調整され、脱気膜モジュール３８で脱気される。

上記のように、循環タンク４７内のめっき液Ｑ₂を送液ポンプ３３、濾過フィルタ３５、流量計３７を通って槽本体３１に送る循環系とは別に、循環タンク４７内のめっき液Ｑ₂を循環ポンプ５０、温度調整器３４、脱気膜モジュール３８を通って循環タンク４７に戻す第２のめっき液循環経路を設け、該第２のめっき液循環経路を流れるめっき液Ｑ₂を脱気膜モジュール３８で脱気するので、槽本体３１にめっき液Ｑ₂を送る第１のめっき液循環経路の流量が変わる場合であっても、脱気膜モジュール３８に流れるめっき液Ｑ₂の流量を変える必要がないので、安定した脱気性能を発揮できる。

また、循環タンク４７内のめっき液Ｑ₂の液面に不活性ガスボンベ４８からバルブ４９を介して不活性ガスを供給することにより、大気中の酸素等の活性なガスがめっき液Ｑ₂の液面と接触することを防止でき、これらの活性なガスが液面からめっき液Ｑ₂中に溶け込むことがない。

図１６は、本発明のめっき装置の前処理装置の構成を示す図である。本めっき装置は被めっき基板Ｗにめっき処理を施す図示しないめっき槽等の他に、前処理槽１０や前処理液Ｑ₁の循環タンク２８を設けている。また、該循環タンク２８にバルブ４９を介して不活性ガスボンベ４８を接続し、前処理液Ｑ₁の液面に不活性ガスを供給できるようになっている。また、循環タンク２８には循環ポンプ５０、温度調整器１８、真空ポンプ１４が接続された脱気膜モジュール１３が接続されている。この循環ポンプ５０、温度調整器１８、脱気膜モジュール１３で第２の前処理液循環経路が構成されている。

上記構成のめっき装置において、前処理槽１０の槽本体１１をオーバーフローした前処理液Ｑ₁は捕集槽４２で捕集され、循環タンク２８に流入する。該循環タンク２８内の前処理液Ｑ₁は、送液ポンプ１６により濾過フィルタ１９に送られ、パーティクル等が除去され、槽本体１１に供給される。また、循環タンク２８内の前処理液Ｑ₁は循環ポンプ５０により、温度調整器１８及び脱気膜モジュール１３を通って循環する。この循環により、前処理液Ｑ₁は温度調整器１８で所定の温度に調整され、脱気膜モジュール１３で脱気される。

上記のように、循環タンク２８前処理液Ｑ₁を送液ポンプ１６、濾過フィルタ１９、流量計２２を通って槽本体１１に送る第１の前処理液循環経路とは別に、循環タンク２８内の前処理液Ｑ₁を循環ポンプ５０、温度調整器１８、脱気膜モジュール１３を通って循環タンク２８に戻す第２の前処理液循環経路を設け、該第２の前処理液循環経路を流れる前処理液Ｑ₁を脱気膜モジュール１３で脱気するので、槽本体１１に前処理液Ｑ₁を送る第１の前処理液循環経路の流量が変わる場合であっても、第２の前処理液循環経路、即ち脱気膜モジュール１３に流れる前処理液Ｑ₁の流量を変える必要がないので、安定した脱気性能を発揮できる。

また、循環タンク２８内の前処理液Ｑ₁の液面に不活性ガスボンベ４８から不活性ガスを供給することにより、大気中の酸素等の活性なガスが前処理液Ｑ₁の液面と接触することを防止でき、これらの活性なガスが液面から前処理液Ｑ₁中に溶け込むことがない。

図１７は、本発明のめっき装置の構成例を示す図である。このめっき装置が図１５に示すめっき装置と異なる点は、図１７に示すめっき装置では、基板保持具１５に保持された半導体ウエハ等の被めっき基板Ｗと陽極電極１６を槽本体３１内のめっき液Ｑ₂中に上下に対向して配置している点である。その他の点は図１５のめっき装置と同じである。

図１８は、本発明のめっき装置の構成例を示す図である。このめっき装置は、めっき液Ｑ₂を収容するめっき槽３０の槽本体３１内に脱気膜モジュール３８を設け、該脱気膜モジュール３８には真空ポンプ３９が接続されている。この該脱気膜モジュール３８と真空ポンプ３９で槽本体３１内に収容されるめっき液Ｑ₂中の溶存気体を除去する脱気装置を構成している。ここで脱気膜モジュール３８には、図１２の場合と同様、例えば隔膜を介して液中に存在する酸素、空気、炭酸ガスなどの各種溶存気体を除去する隔膜方式のものを使用する。

図１８に示す構成のめっき装置において、槽本体３１からオーバーフローし、捕集槽１２に集まっためっき液Ｑ₂は送液ポンプ３３で温度調整器３４に送られ、該温度調整器３４で所定の温度（めっきに適した所定の温度）に調整され、濾過フィルタ３５でパーティクル等の汚染物が除去され、槽本体３１に供給される。

槽本体３１のめっき液Ｑ₂中に基板保持具１５に保持された半導体ウエハ等の被めっき基板Ｗと陽極電極３６を対向して配置し、めっき電源４２より、被めっき基板Ｗと陽極電極３６の間に電流を通電することにより、被めっき基板Ｗにめっきを行う。ここで、槽本体３１内のめっき液Ｑ₂は脱気膜モジュール３８と真空ポンプ３９で構成される脱気装置で脱気されるから、被めっき基板Ｗに形成された微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部の中の気泡は脱気しためっき液Ｑ₂に溶け込んで該めっき液Ｑ₂は微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部に浸入するから、めっき欠け、めっき抜けの発生がなくなる。

上記のように槽本体３１に脱気膜モジュール３８と真空ポンプ３９とからなる脱気装置を設けることにより、槽本体３１に収容されためっき液Ｑ₂中の溶存気体は脱気膜モジュール３８により除去される。その結果、溶存酸素等によるめっき液Ｑ₂の液反応が防止でき、めっき液の副反応や劣化を抑え、安定しためっき環境を得ることができる。

なお、図１８に示すめっき装置では、めっき槽３０の槽本体３１に電解めっき用のめっき液Ｑ₂を供給し電解めっきを行なうものであるが、陽極電極３６、めっき電源４２を除去し、槽本体３１に無電解めっき用のめっき液Ｑ₂を供給し、基板保持具１５に保持された被めっき基板Ｗを浸漬させて無電解めっきを行なうようにしてもよいことは、図１２に示す構成のめっき装置と同様である。

図１９は、本発明のめっき装置の前処理装置の構成例を示す図である。本めっき装置は被めっき基板Ｗにめっき処理を施す図示しないめっき槽等の他に、図１９に示すように、前処理槽１０を具備し、該前処理槽１０の槽本体１１内に脱気膜モジュール１３が設けられ、該脱気膜モジュール１３には真空ポンプ１４が接続されている。この該脱気膜モジュール１３と真空ポンプ１４で前処理槽１０内に収容される前処理液Ｑ₁中の溶存気体を除去する脱気装置を構成する。ここで脱気膜モジュール１３には、図１３の場合と同様、例えば隔膜を介して液中に存在する酸素、空気、炭酸ガスなどの各種溶存気体を除去する隔膜方式のものを使用する。

図１９に示す前処理装置において、槽本体１１からオーバーフローした前処理液Ｑ₁は送液ポンプ１６で温度調整器１８に送られ、該温度調整器１８で所定の温度（前処理に適した所定の温度）に調整され、濾過フィルタ１９でパーティクル等の汚染物が除去され、槽本体１１に供給される。

槽本体１１の前処理液Ｑ₁中に基板保持具１５に保持された半導体ウエハ等の被めっき基板Ｗを浸漬して前処理を行なう。前処理液Ｑ₁は脱気膜モジュール１３と真空ポンプ１４で構成される脱気装置で脱気されるから、被めっき基板Ｗに形成された微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部の中の気泡は脱気してある前処理液Ｑ₁に溶け込んで該めっき液は微細な配線用溝やプラグ、レジストの開口部に浸入するから、該被めっき基板Ｗを前処理に続くめっき処理でめっき液Ｑ₂中に浸漬した場合、該配線用溝やプラグ、レジストの開口部にある前処理液Ｑ₁とめっき液Ｑ₂の置換が行われ、めっき欠け、めっき抜けの発生がなくなる。

図２０は、本発明のめっき装置の構成例を示す図である。本めっき装置が図１８に示すめっき装置と異なる点は、図２０に示すめっき装置では、基板保持具１５に保持された半導体ウエハ等の被めっき基板Ｗと陽極電極３６を槽本体３１内のめっき液Ｑ₂中に上下に対向して配置している点である。その他の点は図１８に示すめっき装置と同じである。

図１２〜図２０に示す構成の装置において、脱気膜モジュール３８、１３には、隔膜を介して液体中に存在する酸素、窒素、炭酸ガス等の各種溶存気体を除去する隔膜式のものを使用する。

上記のように本発明に係るめっき装置では、めっき液Ｑ₂中や前処理液Ｑ₁中の溶存気体を常に低くすることができるので、被めっき基板Ｗの表面に気泡ができにくい。また、循環タンク４７内のめっき液Ｑ₂を常に脱気しているので、めっき槽３０の槽本体３１にめっき液Ｑ₂を供給する第１のめっき液循環経路の流量が多い場合でも、脱気装置の脱気性能を大きくする必要がない。また、前処理液Ｑ₁はめっき処理の前に被めっき基板Ｗが浸漬されるが、被めっき基板Ｗがないときに脱気しておけば良いので前処理液Ｑ₁の脱気を行うための脱気装置の脱気能力が小さくてもよい。また、めっき液や前処理液の流量が多い場合でも大きな脱気装置を設ける必要がなく経済的である。更に、めっき液や前処理液の供給流量を変動させる場合でも脱気装置を流れる流量を一定にしておくことができるので、安定した脱気を行なうことができる。

また、めっき液循環タンク又は前処理液循環タンクの液面に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を設け、液面に不活性ガスを供給するようにしたので、大気中の酸素等の活性な気体が液面から溶け込むことがなく、脱気装置の運転を停止した場合でも脱気した液の溶存気体が増えないので効率的である。

図２１は、本発明の第３の実施形態に係るめっき装置の構成例を示す図である。このめっき装置においては、めっき槽３０を具備し、めっき液を収容する槽本体３１内に被めっき基板Ｗと、陽極電極３６を配置して、電源４２により通電することでめっきを行なう構成は前述の各実施形態例と同様である。そして、このめっき液を槽本体から補集槽３２にオーバフローさせ、そのめっき液をポンプ３３で圧送し、温度調整器３４、濾過フィルタ３５、脱気膜モジュール３８と真空ポンプ３９で構成される脱気装置を通してめっき液中の脱気を行ない、めっき槽本体に循環させる構成も上述の各実施形態例と同様である。

この実施形態例においては、脱気装置３８，３９を通る配管に対してこれをバイパスするバイパス配管５２を備えている。バイパス配管５２は、三方弁５３により分岐され、流量調整弁５４を備えている。そして、脱気装置を通る配管には流量計３７を備え、バイパス配管５２との合流後に、めっき液溶存酸素濃度センサ４０及び流量計３７が配置されている。従って、脱気装置を通る配管とバイパス配管に流れるそれぞれの流量を制御することができる。そして、脱気装置の減圧側の圧力が脱気装置を流れる流量が少ないときは、低い圧力に、流量が多い時には圧力を高くし、これによりめっき液中の溶存酸素濃度を調整することができる。

そして、脱気装置の容量が所望の循環流量に対して小さい場合には、脱気装置を流れる流量を一定としてその容量をオーバする分をバイパス配管５２に流すことが好ましい。これにより、脱気装置の能力をフルに生かしつつ所望のめっき液の循環系への流量を確保することができる。そして、めっき液溶存酸素濃度センサ４０がバイパス配管と脱気装置を流れる配管との合流後に配置されていることから、循環計を流れるめっき液の全体としての溶存酸素濃度をモニタすることができる。溶存酸素濃度は、上述したように４ｐｐｍから１ｐｐｂの間に入ることが好ましく、この溶存酸素濃度センサ４０の出力を図示しない制御装置に伝達し、そのデータに基づいて脱気装置の減圧側の圧力を調整するようにしてもよい。これにより、バイパス配管を含めた全体としての循環系を流れるめっき液内の溶存酸素濃度を制御することができる。

図２２は、上述の循環系に脱気装置を配置し、その脱気装置にバイパス配管を設けることを前処理槽に適用した場合を示している。即ち、前処理槽１０の槽本体１１には前処理の対象となる被めっき基板Ｗが配置され、槽底部より前処理液が供給され、槽本体１１をオーバフローした前処理液が補集槽１２に入り、この前処理液がポンプ１６により循環系の配管を通り、槽本体底部に循環される。循環系の配管には脱気膜モジュール１３及び真空ポンプ１４からなる脱気装置が配置され、この配管に対してバイパス配管５２が配置されている。この実施形態例においても、脱気装置には処理可能な一定の流量を流すことが好ましく、その容量を超えた分をバイパス配管５２によりバイパスするようにしている。この循環系においても溶存酸素濃度センサ２０を備え、これにより脱気装置の脱気量を調整し、循環される前処理液の溶存酸素濃度を所定の目標値範囲内に入るように調整することが好ましい。このようにめっき槽、及び／又は、前処理槽にその循環系に脱気装置を設け、更にバイパスする配管を備えたことから循環量の大小に係わらず、常に比較的小さな容量の脱気装置で所望の脱気が行え、常に安定した高品質のめっきを行うことができる。尚、上記の各実施の形態において、溶存気体の一例として主として酸素について述べたが、酸素に限らず各種の溶存気体についても同様に適用できることは勿論である。

本発明は半導体ウエハ等の表面に微細な配線等を銅めっき等により形成するめっき方法及び装置に関するものである。従って、半導体装置等の電子デバイスの製造等に好適に利用できる。

図１は従来のめっき装置の構成例を示す図である。 図２は本発明の第１の実施形態に係るめっき装置の構成例を示す図である。 図３は本発明の第１の実施形態の変形例に係るめっき装置の構成例を示す図である。 図４は本発明の第１の実施形態の変形例に係るめっき装置の構成例を示す図である。 図５は本発明の第１の実施形態の変形例に係るめっき装置の構成例を示す図である。 図６は本発明の第１の実施形態の変形例に係るめっき装置の構成例を示す図である。 図７は本発明の第１の実施形態の変形例に係るめっき装置の構成例を示す図である。 図８は本発明の第１の実施形態の変形例に係るめっき装置に用いる前処理装置の構成例を示す図である。 図９は本発明の第１の実施形態の変形例に係るめっき装置に用いる前処理装置の構成例を示す図である。 図１０は本発明の第１の実施形態の変形例に係るめっき装置の構成例を示す図である。 図１１は本発明に第１の実施形態の変形例に係るめっき装置の構成例を示す図である。 図１２は本発明の第２の実施形態に係るめっき装置の構成例を示す図である。 図１３は本発明の第２の実施形態の変形例に係るめっき装置の前処理装置の構成例を示す図である。 図１４は本発明の第２の実施形態の変形例に係るめっき装置の構成例を示す図である。 図１５は本発明の第２の実施形態の変形例に係るめっき装置の構成例を示す図である。 図１６は本発明の第２の実施形態の変形例に係るめっき装置の前処理装置の構成例を示す図である。 図１７は本発明の第２の実施形態の変形例に係るめっき装置の構成例を示す図である。 図１８は本発明の第２の実施形態の変形例に係るめっき装置の構成例を示す図である。 図１９は本発明の第２の実施形態の変形例に係るめっき装置の前処理装置の構成例を示す図である。 図２０は本発明の第２の実施形態の変形例に係るめっき装置の構成例を示す図である。 図２１は本発明の第３の実施形態に係るめっき装置の構成例を示す図である。 図２２は本発明の第３の実施形態の変形例に係るめっき装置の前処理装置の構成例を示す図である。

符号の説明

１０ 前処理槽
１１ 槽本体
１２ 捕集槽
１３ 脱気膜モジュール
１４ 真空ポンプ
１５ 基板保持具
１６ 送液ポンプ
１７ 前処理液源
１８ 温度調整器
１９ 濾過フィルタ
２０ 前処理液溶存酸素濃度センサ
２２ 流量計
２３ 制御装置
２５ 基板載置台
２６ モータ
２７ 噴射ノズル
２８ 貯留タンク
３０ めっき槽
３１ 槽本体
３２ 捕集槽
３３ 送液ポンプ
３４ 温度調整器
３５ 濾過フィルタ
３６ 陽極電極
３８ 脱気膜モジュール
３９ 真空ポンプ
４０ めっき液溶存酸素濃度センサ
４２ めっき電源
４３ 気液分離装置
４４ 基板載置台
４５ モータ
４６ 噴射ノズル
４７ 循環タンク
４８ 不活性ガスボンベ
４９ バルブ
５０ 循環ポンプ
５２ バイパス配管
５３ 三方弁
５４ 流量調整弁

Claims (22)

1. 被めっき物に電解又は無電解めっきを行なうめっき方法であって、
   めっき液中の溶存気体を脱気した後、又はめっき液中の溶存気体を脱気しながらめっきを行なう、及び／又は、前処理液中の溶存気体を脱気した後、又は前処理液中の溶存気体を脱気しながら前処理を行い、その後めっきを行うことを特徴とするめっき方法。
2. 被めっき物に電解又は無電解めっきを行なう請求項１に記載のめっき方法であって、
   脱気した前処理液又は脱気装置で前処理液を脱気しながら被めっき物を前処理液に浸漬して、該前処理液で濡らした後、前記電解めっき又は無電解めっきを行なうことを特徴とするめっき方法。
3. 被めっき物に電解又は無電解めっきを行なう請求項１に記載のめっき方法であって、
   脱気しためっき液又は脱気装置でめっき液を脱気しながら、被めっき物をめっき液に浸漬して、めっきすることを特徴とするめっき方法。
4. 被めっき物に電解又は無電解めっきを行なう請求項１に記載のめっき方法であって、
   脱気した前処理液又は脱気装置で前処理液を脱気しながら、被めっき物の表面に噴射して、該前処理液で濡らした後、前記電解めっき又は無電解めっきを行なうことを特徴とするめっき方法。
5. 被めっき物に電解又は無電解めっきを行なう請求項１に記載のめっき方法であって、
   脱気しためっき液又は脱気装置でめっき液を脱気しながら、めっき液を被めっき物の表面に噴射し、めっきすることを特徴とするめっき方法。
6. 請求項４又は５に記載のめっき方法において、
   前記被めっき物を回転させながら前記前処理液又はめっき液を噴射する、又は噴射してから回転させることを特徴とするめっき方法。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載のめっき方法において、
   前記脱気は、脱気膜を有する脱気膜モジュールと真空ポンプを用いて行うものであることを特徴とするめっき方法。
8. 請求項１乃至６のいずれかに記載のめっき方法において、
   前記めっき液又は前処理液の溶存気体濃度を検出する溶存気体濃度センサを備え、溶存気体濃度を監視しながら脱気処理を行うことを特徴するめっき方法。
9. 請求項８に記載のめっき方法において、
   処理済みの液をポンプにより圧送して循環して用いるものであり、該循環経路中に脱気装置をバイパスする配管路を設け、脱気装置に流入する流量を調整して脱気処理を行うことを特徴とするめっき方法。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載のめっき方法において、
    前記めっき液又は前処理液は、溶存気体濃度を４ｐｐｍ乃至１ｐｐｂの間に維持しつつ、めっき又は前処理を行うことを特徴とするめっき方法。
11. めっき槽中で被めっき物の電解又は無電解めっきを行うめっき装置において、
    前記めっき槽に供給するめっき液、及び／又は、前処理槽でめっき前の前処理を行う前処理液から、該液中に存在する溶存気体を脱気処理する脱気装置を備えたことを特徴とするめっき装置。
12. めっき液を収容するめっき槽を具備し、該めっき槽中で被めっき物の電解又は無電解めっきを行うめっき装置において、
    前記めっき槽にめっき液を循環させるめっき液循環系を具備し、該めっき液循環系に脱気装置を設け、前記めっき槽から排出されるめっき液中の溶存気体を脱気して該めっき槽に供給することを特徴とするめっき装置。
13. 前処理液を収容する前処理槽を具備し、該前処理槽で被めっき物の前処理を行った後に、めっき槽で該被めっき物のめっきを行うめっき装置において、
    前記前処理槽に前記処理液を循環させる前処理液循環系を具備し、該前処理液循環系に脱気装置を設け、前記前処理槽から排出される前記処理液中の溶存気体を脱気して該前処理槽に供給することを特徴とするめっき装置。
14. 請求項１１乃至１３のいずれかに記載のめっき装置において、
    前記脱気装置は少なくとも脱気膜を有する脱気膜モジュールと真空ポンプを具備することを特徴とするめっき装置。
15. 請求項１２又は１３に記載のめっき装置において、
    前記処理液循環系を通過する液の溶存気体濃度を検出する溶存気体濃度センサを設けると共に、脱気装置の圧力を制御する制御装置を設け、該制御装置は、真空排気系の圧力を制御して、前記めっき液の溶存気体濃度を調整可能としたことを特徴とするめっき装置。
16. 請求項１２に記載のめっき装置において、
    前記めっき液循環系にめっき液循環タンクを備え、該めっき液循環タンクに脱気装置を設けるか、或いは該めっき液循環タンクと前記めっき槽との間でめっき液を循環させる第１のめっき液循環経路とは別に該めっき液循環タンクにめっき液を循環させる第２のめっき液循環経路を設け、該第２のめっき液循環経路に脱気装置を設け、前記めっき液を脱気しながらめっきを行なうことを特徴とするめっき装置。
17. 請求項１３に記載のめっき装置において、
    前記前処理液循環系に前処理液循環タンクを備え、前処理液循環タンクに脱気装置を設けるか、或いは該前処理液循環タンクと前記前処理槽との間で前処理液を循環させる第１の前処理液循環経路とは別に該前処理液循環タンクに前処理液を循環させる第２の前処理液循環経路を設け、該第２の前処理液循環経路に脱気装置を設け、前記前処理液を脱気しながら前処理を行う前処理槽を備えたことを特徴とするめっき装置。
18. 請求項１６又は１７に記載のめっき装置において、
    前記めっき液循環タンク又は前処理液循環タンクの液面に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を設けたことを特徴とするめっき装置。
19. 請求項１２に記載のめっき装置において、
    前記めっき液循環系に脱気装置を設けると共に、該脱気装置にバイパス配管を設け、前記脱気装置に流れる流量を制御するようにしたことを特徴とするめっき装置。
20. 請求項１３に記載のめっき装置において、
    前記前処理液循環系に脱気装置を設けると共に、該脱気装置にバイパス配管を設け、前記脱気装置に流れる流量を制御するようにしたことを特徴とするめっき装置。
21. 請求項１９又は２０に記載のめっき装置において、
    前記バイパス配管を流れる流量が多い時には前記脱気装置の減圧側の圧力を低い圧力にし、前記バイパス配管を流れる流量が少ない時には前記脱気装置の減圧側の圧力を高い圧力に調整するようにしたことを特徴とするめっき装置。
22. 請求項１９又は２０に記載のめっき装置において、
    前記脱気装置を通る配管と、前記バイパス配管との合流前、または合流後に溶存気体濃度を検出するセンサを配置したことを特徴とするめっき装置。

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