JP3568461B2

JP3568461B2 - メッキシステム及びそれに用いられるメッキ液分析装置

Info

Publication number: JP3568461B2
Application number: JP2000202180A
Authority: JP
Inventors: 剛屋根; 保廣溝畑
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-07-04
Filing date: 2000-07-04
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2020-07-04
Also published as: JP2002020900A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）に対してメッキ処理を施すメッキシステム及びこれに用いられるメッキ液分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の基板メッキ装置とメッキ液分析装置とを備えたメッキシステムにおいては、メッキ液中の添加剤濃度を測定する際に、基板メッキ装置に供給されるメッキ液に元々含まれている添加剤とは別に、ブライトナー（アディティブ）やキャリア（ポリマー）といった添加剤や、添加剤に類似の有機物を加える。そのためメッキ液分析装置において分析されたメッキ液はそのまま廃液として捨てるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は分析されたメッキ液を廃棄しているので、基板メッキ装置におけるメッキ液の消費が激しく、メッキ液の補充に手間とコストがかかるという問題点がある。
【０００４】
また、メッキ液には重金属である銅が含まれている関係上、処理が難しく、大がかりな処理装置を必要とするので、専門の処理業者に引き取ってもらう必要がある。そのためはやりコストがかさみ、環境に対する負荷も大きい。
【０００５】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、添加剤を含む有機物をメッキ液から除去して戻すことにより、分析におけるメッキ液の消費を抑制してメッキ液の補充にかかる手間とコストを少なくすることができるメッキシステム及びこれに用いられるメッキ液分析装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載のメッキシステムは、基板メッキ装置と、メッキ液を分析するメッキ液分析装置とを備えたメッキシステムにおいて、前記メッキ液分析装置により分析されたメッキ液から添加剤を含む有機物を除去した後に、前記基板メッキ装置に再生メッキ液として供給する導出手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項２に記載のメッキシステムは、請求項１に記載のメッキシステムにおいて、前記導出手段は、分析されたメッキ液から添加剤を含む有機物を除去する有機物除去手段を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項３に記載のメッキシステムは、請求項２に記載のメッキシステムにおいて、前記有機物除去手段は、有機物吸着フィルタであることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項４に記載のメッキシステムは、請求項２に記載のメッキシステムにおいて、前記有機物除去手段は、有機物を分解する分解ユニットであることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項５に記載のメッキシステムは、請求項１ないし４のいずれかに記載のメッキシステムにおいて、前記導出手段は、分析されたメッキ液中のパーティクルを除去するパーティクル除去手段をさらに備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項６に記載のメッキシステムは、請求項１ないし５のいずれかに記載のメッキシステムにおいて、メッキ液の分析結果に基づき再生メッキ液に対して添加剤を補充する添加剤補充装置をさらに備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項７に記載のメッキ分析装置は、請求項１に記載のメッキシステムに用いられるメッキ分析装置において、分析されたメッキ液から添加剤を含む有機物を除去する有機物除去手段と、有機物が除去されたメッキ液を再生メッキ液として供給する導出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
すなわち、メッキ液分析装置により分析されたメッキ液には測定用の添加剤あるいは添加剤に類似の有機物が含まれているので、添加剤を含む有機物を除去した後に導出手段から再生メッキ液として基板メッキ装置へ供給する。なお、有機物の除去としては、吸着したり分解すること等が挙げられる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明によれば、導出手段に有機物除去手段を備えているので、メッキ液分析装置で分析されたメッキ液から有機物を除去できる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明によれば、有機物吸着フィルタを備えることにより、メッキ液中の添加剤を含む有機物を吸着して除去できる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明によれば、分解ユニットを備えることにより、メッキ液中の添加剤を含む有機物を分解できる。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明によれば、メッキ液中のパーティクルを除去できるので、メッキ液の清浄度を高くできる。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明によれば、再生メッキ液に対して添加剤補充装置が添加剤を補充する。
【００１９】
また、請求項７に記載の発明によれば、有機物除去手段によりメッキ液から有機物を除去（吸着、分解など）し、そのメッキ液を導出手段から外部にある基板メッキ装置に再生メッキ液として供給する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
図１は本発明の一実施例に係り、メッキシステムの概略構成を示した図である。
【００２１】
基板メッキ装置１は、メッキ処理面を下方に向けた状態で基板Ｗを支持する支持部３と、基板Ｗにメッキ処理を施すためのメッキ槽５と、メッキ液を循環させるためのメッキ液循環槽７とを備えている。なお、新しいメッキ液をメッキ液循環槽７に補充するための液補充装置を備えていてもよい。
【００２２】
支持部３は、メッキ槽５に対して昇降可能に、かつ鉛直軸周りに回転可能に構成されている。メッキ処理を施す際には、支持部３ごとメッキ槽５に下降し、低速で基板Ｗを回転させるようになっている。
【００２３】
具体的には、環状を呈し、基板Ｗの下面周辺部に当接して基板Ｗを支持するとともに、メッキ処理面に導通をとり、さらにメッキ液が周辺へ流出することを防止するマスク部材３ａと、このマスク部材３ａを下端部に取り付けられ、回転および昇降可能なスピンベース３ｂと、基板Ｗの裏面に当接して基板Ｗをマスク部材３ａに押し当てる基板押さえ３ｃとを備える。
【００２４】
メッキ槽５は二重に構成されており、中央部が処理槽５ａであり、その外周部が回収槽５ｂである。メッキ液が下部から供給される処理槽５ａはパンチングプレート５ｃにより上下に仕切られ、その下部にはアノード電極５ｄが配設されている。
【００２５】
処理槽５ａから溢れて回収槽５ｂに回収されたメッキ液は、メッキ液循環槽７に送られて一時的に貯留され、ポンプ７ａによって再び処理槽５ａに送られる。また、添加剤補充装置９が備えられており、純水、硫酸銅などを主成分とするメッキ液に有機物添加剤を補充するために、メッキ液循環槽７に添加剤が供給されるようになっている。さらにメッキ液循環槽７には、メッキ液分析装置１１の取込管１３と送出管１５が延出されている。上記の添加剤補充装置９は、メッキ液分析装置１１からの分析結果に基づいて添加剤の補充量を調節するようになっている。
【００２６】
次に、メッキ液分析装置１１について図２を参照しながら説明する。なお、図２はメッキ液分析装置の要部を示したブロック図である。
【００２７】
このメッキ液分析装置１１は、取込管１３からメッキ液を取り込むためのポンプ１７と、取り込んだメッキ液について添加剤濃度を分析するＣＶＳ分析部１９と、分析されたメッキ液を圧送するポンプ２１と、圧送されてきたメッキ液から添加剤を含む有機物を吸着して除去する有機物吸着フィルタ２３と、有機物が吸着除去されたメッキ液からパーティクルを除去するパーティクル除去フィルタ２５とを備えている。なお、有機物吸着フィルタ２３とパーティクル除去フィルタ２５の配置を逆にして取り付けてもよい。
【００２８】
上述したポンプ１７，２１は、磁気結合力により発生させた回転力によって流体を送り出すマグネットポンプまたはベローズポンプが利用可能である。
【００２９】
ＣＶＳ分析部１９は、サイクリック・ボルタンメトリー・ストリッピング法を用いてメッキ液中の添加剤濃度を測定する。測定の際には、ブライトナー（アディティブ）やキャリア（ポリマー）といった添加剤や、添加剤に類似した有機物をメッキ液に混合する。したがって、分析されたメッキ液は、メッキ処理に必要な添加剤の濃度と大きく異なるとともに、劣化により分子量が小さくなって、添加剤としての作用が生じなくなっている添加剤も含まれているので、メッキ液循環槽７にそのまま戻すことはできない。
【００３０】
分析されたメッキ液はポンプ２１により圧送され、有機物吸着フィルタ２３とパーティクル除去フィルタ２５を経て送出管１５からメッキ液循環槽７に戻される。
【００３１】
なお、上記の有機物吸着フィルタ２３が本発明の有機物除去手段に相当し、パーティクル除去フィルタ２５が本発明のパーティクル除去手段に相当する。また、送出管１５が本発明の導出手段に相当する。
【００３２】
有機物吸着フィルタ２３は、例えば、活性炭、活性炭素繊維、ゼオライト、活性アルミナ等のセラミックなどの吸着剤を含むで構成されたものである。ゼオライトとはシリケートの格子を有する結晶性モレキュラーシーブを指し、その膜は混合気体の分離に適している。その結晶中には、分子ふるいとして利用可能な数オングストロームの細孔を有する。このような有機物吸着フィルタ２３は、一定量の有機物を吸着すると飽和するので、吸着能力が低下する。したがって、一定期間ごとに有機物吸着フィルタ２３を交換する必要がある。
【００３３】
また、パーティクル除去フィルタ２５は、フッ素樹脂やポリエチレンなどからなる穴径０．１μｍ程度のメンブランフィルタが例示される。
【００３４】
上述した構成の基板メッキ装置１では、支持部３に基板Ｗを支持させた状態で、図中に点線で示すように処理槽５ａに基板Ｗを浸漬させる。さらに、ポンプ７ａを作動させてメッキ液を循環させるとともに、スピンベース３ｂを回転させながらメッキ処理を施すようになっている。
【００３５】
メッキ処理を行うにつれて、メッキ液中の添加剤が劣化する等の理由により、添加剤濃度が変化してくる。すると、メッキ処理においてボイドなどが発生する恐れがあるので、定期的にメッキ液分析装置１１により、メッキ液循環槽７に貯留しているメッキ液を対象にして添加剤濃度を測定する。その際には、例えば、ポンプ１７を一定時間だけ作動させて、一定量のメッキ液をＣＶＳ分析部１９に取り込んで分析を行う。その結果として得られた濃度情報は添加剤補充装置９に与えられ、これに基づいて所定の添加剤濃度となるように添加剤が補充されるようになっている。
【００３６】
上述したようにメッキ液分析装置１１により分析が行われた後は、ポンプ２１を作動させ、分析されたメッキ液をＣＶＳ分析部１９から有機物吸着フィルタ２３方向に圧送する。すると劣化した添加剤や、測定のために加えられた添加剤が有機物吸着フィルタ２３において吸着されて除去される。その後、パーティクル除去フィルタ２５によってパーティクルが除去され、送出管１５から基板メッキ装置１のメッキ液循環槽７に再生メッキ液として供給される。
【００３７】
上述した構成のメッキシステムによると、添加剤を含む有機物を除去することにより基板メッキ装置１に対して再生メッキ液として供給することができ、分析におけるメッキ液の消費を抑制してメッキ液の補充にかかる手間とコストを少なくすることができる。また、メッキ液中のパーティクルを除去し、メッキ液の清浄度を高くできるので、高レベルの清浄度が求められる半導体産業などにおいても再生メッキ液の利用を促進できる。
【００３８】
次に、図３を参照して上述した有機物吸着フィルタ２３（有機物除去手段）の変形例について説明する。
【００３９】
パーティクル除去フィルタ２５の下流には、分解ユニット３１が取り付けられている。この分解ユニット３１は、上述した有機物吸着フィルタ２３とは異なり、有機物添加剤などを吸着するのではなく、添加剤として作用しないように分解するものである。
【００４０】
なお、パーティクル除去フィルタ２５と分解ユニット３１の配置を入れ換えて取り付けてもよい。
【００４１】
具体的には、酸化を促進させる気体を混合するための混合部３３と、オゾンあるいは酸素またはそれら両方のガスを供給して酸化を促進させる酸化ユニット３５と、酸化した有機物添加剤を分解するための紫外線を照射するＵＶ照射ユニット３７とを備える。より詳細には図４に示すように構成されている。
【００４２】
すなわち、混合部３３は、分析したメッキ液にガスが混合し易いように流路断面積をその上流・下流よりも大きくなるように構成されており、この部分に酸化ユニット３５から酸化用のガスが供給される。酸化ユニット３５は、オゾンガス発生装置３５ａと、酸素ガス供給装置３５ｂと、それぞれの装置からのガスの流通／遮断を制御する開閉弁３５ｃ，３５ｄとを備えている。また、混合部３３の下流にあって流路が絞られた部分には、紫外線を照射するＵＶ照射ユニット３７が配備されている。
【００４３】
上記のような構成では、例えば、オゾン発生装置３５ａから所定量のオゾンガスを発生させながら開閉弁３５ｃを開放し、混合部３３に所定量のオゾンガスを供給する。すると、分析されたメッキ液にオゾンガスが溶け込んで、有機物添加剤が酸化され、その下流にあるＵＶ照射ユニット３７によって有機物添加剤が分解されることになる。また、オゾンガスと共に酸素ガス供給装置３５ｂから酸素ガスを供給するようにしてもよい。
【００４４】
なお、オゾンガスは酸素ガスに比べると取り扱いが難しいので、酸素ガスだけを使って酸化させるようにしてもよい。また、酸素ガスは上述したような供給装置でなくても、クリーンルームに供給されているユーティリティーから供給するように構成してもよい。
【００４５】
次に、図５を参照して上述した有機物吸着フィルタ２３（有機物除去手段）の他の変形例について説明する。
【００４６】
パーティクル除去フィルタ２５の下流には、触媒ユニット３７が取り付けられている。触媒ユニット３７も上述した有機物吸着フィルタ２３とは異なり、有機物添加剤などを吸着するのではなく分解するものである。
【００４７】
触媒ユニット３７に使用される触媒は、分解したい有機物添加剤によって異なるが、例えば、酸化チタンが挙げられる。
【００４８】
なお、本発明に係るメッキシステムは、次のように変形実施が可能である。
【００４９】
（１）パーティクル除去フィルタ２５は必須ではなく、有機物吸着フィルタ２３、分解ユニット３１、触媒ユニット３７のうちの少なくとも一つであってもよい。この場合には、例えば、メッキ液分析装置１１から送出された再生メッキ液を使用する基板メッキ装置１側でパーティクルを除去すればよい。
【００５０】
（２）メッキシステムが備える基板メッキ装置１の構成は、上述したように基板Ｗの処理面を下方に向けたタイプに限定されることなく、メッキ液を供給して基板Ｗに対してメッキ処理を施す装置であれば種々の構成のものを採用可能である。
【００５１】
（３）実施の形態ではメッキシステムとして説明したが、本発明はそのメッキシステムに用いられるメッキ液分析装置も含むものである。具体的には、図２に示したメッキ液分析装置１１の実施形態がそれに相当する。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、メッキ液分析装置により分析されたメッキ液には測定用の添加剤あるいは添加剤に類似の有機物が含まれているので、添加剤を含む有機物を除去することにより導出手段から基板メッキ装置に対して再生メッキ液として供給することができる。したがって、分析におけるメッキ液の消費を抑制してメッキ液の補充にかかる手間とコストを少なくすることができる。また、重金属を含むメッキ液の廃液処理が不要となるので、環境に対する負荷を小さくすることができる。
【００５３】
また、請求項２に記載の発明によれば、導出手段に有機物除去手段を備えているので、メッキ液分析装置で分析されたメッキ液から有機物を除去でき、分析におけるメッキ液の消費を抑制してメッキ液の補充にかかる手間とコストを少なくできる。
【００５４】
また、請求項３記載の発明によれば、有機物吸着フィルタを備えることにより、添加剤を含む有機物を吸着除去してメッキ液を再生メッキ液にすることができる。
【００５５】
また、請求項４に記載の発明によれば、分解ユニットを備えることにより、添加剤を含む有機物を分解除去してメッキ液を再生メッキ液にすることができる。
【００５６】
また、請求項５に記載の発明によれば、メッキ液中のパーティクルを除去し、メッキ液の清浄度を高くできるので、高レベルの清浄度が求められる半導体産業などにおいても再生メッキ液の利用を促進できる。
【００５７】
また、請求項６に記載の発明によれば、再生メッキ液に対して添加剤補充装置が添加剤を補充するので、再生メッキ液の添加剤濃度をメッキ処理に適した状態にすることができる。
【００５８】
また、請求項７に記載の発明によれば、有機物除去手段によりメッキ液から有機物を除去し、導出手段から再生メッキ液として供給するので、メッキ分析装置におけるメッキ液の消費を抑制でき、メッキ液の補充にかかる手間とコストを少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るメッキシステムの一実施例を示した概略構成図である。
【図２】メッキ液分析装置の要部を示したブロック図である。
【図３】有機物除去手段の変形例における概略構成を示した図である。
【図４】図３の要部を詳細に示した図である。
【図５】有機物除去手段の他の変形例を示した図である。
【符号の説明】
Ｗ … 基板
１ … 基板メッキ装置
３ … 支持部
５ … メッキ槽
７ … メッキ液循環槽
９ … 添加剤補充装置
１１ … メッキ液分析装置
１３ … 取込管
１５ … 送出管（導出手段）
２３ … 有機物吸着フィルタ（有機物除去手段）
２５ … パーティクル除去フィルタ（パーティクル除去手段）
３１ … 分解ユニット（有機物除去手段）
３７ … 触媒ユニット（有機物除去手段）

Claims

基板メッキ装置と、メッキ液を分析するメッキ液分析装置とを備えたメッキシステムにおいて、
前記メッキ液分析装置により分析されたメッキ液から添加剤を含む有機物を除去した後に、前記基板メッキ装置に再生メッキ液として供給する導出手段を備えたことを特徴とするメッキシステム。
請求項１に記載のメッキシステムにおいて、
前記導出手段は、分析されたメッキ液から添加剤を含む有機物を除去する有機物除去手段を備えていることを特徴とするメッキシステム。
請求項２に記載のメッキシステムにおいて、
前記有機物除去手段は、有機物吸着フィルタであることを特徴とするメッキシステム。
請求項２に記載のメッキシステムにおいて、
前記有機物除去手段は、有機物を分解する分解ユニットであることを特徴とするメッキシステム。
請求項１ないし４のいずれかに記載のメッキシステムにおいて、
前記導出手段は、分析されたメッキ液中のパーティクルを除去するパーティクル除去手段をさらに備えたことを特徴とするメッキシステム。
請求項１ないし５のいずれかに記載のメッキシステムにおいて、
メッキ液の分析結果に基づき再生メッキ液に対して添加剤を補充する添加剤補充装置をさらに備えたことを特徴とするメッキシステム。
請求項１に記載のメッキシステムに用いられるメッキ分析装置において、
分析されたメッキ液中の添加剤を除去する添加剤除去手段と、
有機物が除去されたメッキ液を再生メッキ液として供給する導出手段とを備えたことを特徴とするメッキ分析装置。