KR20040111684A

KR20040111684A - 도금장치

Info

Publication number: KR20040111684A
Application number: KR10-2004-7018838A
Authority: KR
Inventors: 구리야마후미오; 우에야마히로유키; 야마카와준이츠; 스즈키겐이치; 조노아츠시
Original assignee: 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2004-12-31
Also published as: KR20010034399A; TW473811B; EP1052311A1; KR100665384B1; US6379520B1; KR100660485B1; USRE39123E1; WO2000032850A1; EP1052311A4

Abstract

본 발명은 도금부와 관리부로 이루어지는 도금장치에 있어서, 도금부와 관리부를 각각의 실에 설치하고, 메인티넌스 등의 지저분한 작업으로 오염이 발생하는 작업은 적극 관리부를 설치하는 실에서 행하여 도금부의 메인티넌스작업을 최소한으로 하고, 도금부로부터 오염의 문제가 발생하는 일 없는 도금장치를 제공하는 것이다.

이를 위하여 본 발명에서는 도금을 행하는 도금부와, 도금액의 조정 등을 행하는 관리부로 이루어지는 도금장치에 있어서, 도금부는 도금액을 수용함과 동시에 양극전극과 음극으로서의 피도금체를 대향하여 배치하여 도금을 행하는 도금조를 구비하고, 관리부는 도금액의 성분 및/또는 농도를 조정하는 조정조, 이 조정조의 도금액에 보충제액을 주입하는 액보충기구를 구비하고, 관리부의 조정조와 도금부의 도금조의 도금액을 순환시키는 액순환기구를 설치하고, 도금부는 제 1 실에 설치하고, 관리부는 제 2 실에 설치한 것을 특징으로 한다.

Description

도금장치{PLATING MACHINE}

본 발명은 도금장치에 관한 것으로, 특히 반도체 제조공정 등에 있어서 반도체웨이퍼 등의 기판에 금속도금을 실시하기에 가장 적합한 도금장치에 관한 것이다.

반도체 제조공정에서 도금공정은 배선용 또는 막부착용으로서 많이 사용되고 있다. 도 1은 종래의 이와 같은 도금장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도금장치는 도시하는 바와 같이 도금부(1)와 관리부(2)로 이루어지고, 도금부(1)에는 도금조(1-2)가, 관리부(2)에는 보충조(2-2)와 보충조(2-3)가 설치되어 있다.

도금조(1-2)에는 도금액(1-1)이 수용되고, 이 도금액(1-1)중에는 지그에 장착된 피도금기판(1-4)과 양극전극(용해성)(1-3)이 대향하여 배치되고, 이 피도금기판(1-4)과 양극전극(1-3)의 사이에는 도금전원(1-5)이 접속되어 있다. 또 펌프(1-6) 및 온도조절기(1-7)가 설치되고, 펌프(1-6)에 의해 도금액(1-1)이 온도조절기 (1-7)에 보내져 이 온도조절기(1-7)에서 도금을 행하는 데 최적의 액온으로 조정되어 도금조(1-2)로 되돌아오도록 되어 있다.

보충조(2-3)에는 소정농도의 도금액(예를 들어 소정농도의 CuSO₄·5H₂O의 수용액을 주성분으로 하는 용액)(2-5)이 수용되고, 도금액(2-5)은 펌프(2-7)에 의해배관(3)을 통하여 도금조(1-2)에 공급되도록 되어 있으며, 보충조(2-2)에는 첨가제액(2-4)이 수용되어 펌프(2-6)에 의해 배관(4)을 통하여 도금조(1-2)에 공급되도록 되어 있다. 상승시에는 새로운 도금액(2-5)이 도금조(1-2)에 투입되고, 운전시에는 도시 생략한 분석장치로 도금조(1-2)내의 도금액(1-1)의 조성 및 농도를 분석하여, 상기 조성 및 농도가 소정의 값으로 유지되도록 보충조(2-2)나 보충조(2-3)로부터 첨가제액(2-4)이나 도금액(2-5)이 도금조(1-2)에 공급된다.

피도금기판(1-4)과 양극전극(1-3)의 사이에 도금전원(1-5)으로부터 도금전류를 통전하면 용해성의 양극전극(예를 들어 인함유 구리전극)(1-3)으로부터 방출된 금속이온(예를 들어, Cu²⁺)은 피도금기판(1-4)의 표면에 부착되어 금속도금막이 형성된다. 양극전극(1-3)은 도금액(1-1)중에 금속이온을 방출하여 점차 소모되기 때문에 정기적으로 상기 양극전극(1-3)을 교환할 필요가 있다.

상기 도금장치를 사용한 도금공정에 있어서 도금액은 금속이온을 함유하는 용액으로, 부재에 부착되면 그 금속이온이 석출되어 부착된다. 또 그 부착된 금속이 전이 또는 침입확산되는 일이 있다. 또 도금액 또는 그 미스트는 기화하면 결정이 석출되어 고체분말이 생긴다. 이들 금속성 부착물이나 결정성 분말은 크린룸이나 반도체웨이퍼 및 회로재료의 오염이 된다.

반도체 제조공정에 있어서 반도체 웨이퍼의 표면에 형성된 미세한 배선홈 등을 금속도금으로 매립하는 경우는, 이들 도금처리를 크린룸내에서 행하면 공정관리 등의 면에서 가장 적합하다. 그러나 상기 도금부(1) 및 관리부(2)로 이루어지는도금장치를 크린룸에 설치한 경우에는 관리부(2)의 보충조(2-2), 보충조(2-3) 및 액분석장치(도시 생략) 등도 크린룸에 설치하지 않으면 안되므로 메인티넌스작업시에 상기와 같은 오염의 문제가 생긴다.

도 2는 종래의 불용해성 양극전극을 사용한 도금장치의 구성예를 나타내는 도면이다. 도금장치는 도시하는 바와 같이 도금부(1)와 관리부(2)로 이루어지고, 도금부(1)에는 밀폐형의 도금실(1-24)과 조정조(1-31)를 구비하고, 관리부(2)에는 보충조(2-2, 2-3, 2-17, 2-23)를 구비한다. 도금부(1)의 도금실(1-24)은 이온교환막(1-25)으로 양극측 실(1-24a)과 음극측 실(1-24b)로 구분되고, 이 이온교환막 (1-25)을 사이에 두고 양극측 실에는 불용해성의 양극전극(1-23)을 음극측 실(1-24b)에는 피도금기판(1-4)을 대향하여 배치하고 있다.

조정조(1-31)는 이온교환막(1-27)으로 양극측 실(1-31a)과 음극측 실(1-31b)로 구분되고, 이 이온교환막(1-27)을 사이에 두고 양극측 실(1-31a)에는 용해성의 양극전극(1-28)을, 음극측 실(1-31b)에 음극전극(1-29)을 대향하여 배치하고 있다. 양극전극(1-28)과 음극전극(1-29)의 사이에는 조정조 전원(1-33)이 접속되어 있다. 양극측 실(1-31a)에는 도금액을 수용하고, 음극측 실(1-31b)에는 전해액을 수용하고 있다. 조정조 전원(1-33)으로부터 양극전극(1-28)과 음극전극(1-29)의 사이에 소정의 전압을 인가하면 용해성의 양극전극(1-28)으로부터 금속이온이 녹아나온다.

조정조(1-31)의 양극측 실(1-31a)의 도금액(1-1)은 펌프(1-14)에 의해 필터 (1-16) 및 배관(1-20)을 통하여 도금실(1-24)의 음극측 실(1-24b)에 공급되고, 음극측 실(1-31b)의 전해액은 펌프(1-15)에 의해 필터(1-17) 및 배관(1-21)을 통하여도금실(1-24)의 양극측 실(1-24a)에 공급되도록 되어 있다. 또 도금실(1-24)의 양극측 실(1-24a)의 전해액(1-22) 및 음극측 실(1-24b)의 도금액(1-1)은, 각각 조정조(1-31)의 음극측 실(1-31b) 및 양극측 실(1-31a)로 되돌아오도록 되어 있다.

도금실(1-24)의 양극전극(1-23)과 피도금기판(1-4)의 사이에 도금전원(1-5)으로부터 소정의 전압을 인가하여 상기 양극전극(1-23)과 피도금기판(1-4)에 도금 전류를 통전함으로써 피도금기판(1-4)의 표면에 금속도금막이 형성된다. 도금실 (1-24)에서 도금이 행하여짐으로써 소비되는 금속이온(예를 들어, Cu²⁺)은 조정조(1-31)로부터 보충된다.

상기한 바와 같이 도금부(1)의 양극전극(1-23)에 불용해성의 전극을 사용하는 경우는 양극전극교환을 필요로 하지 않아 그 만큼 메인티넌스작업이 감소하나, 조정조(1-31)의 양극전극(1-28)은 교환의 메인티넌스작업을 필요로 한다. 도금실 (1-24)의 양극전극(1-23)의 근방으로부터 O₂가스가 방출되고 조정조(1-31)의 음극전극(1-29)의 근방으로부터 H₂가스가 방출되며, 이들 가스가 동일한 실(chamber)인 크린룸내로 방출되는 것은 안전상 바람직하지 않다.

상기 구성의 도금장치에 있어서, 도금후의 피도금기판(1-4)을 세정하기 위해서는 많은 세정수가 배출된다. 특히 피도금기판(1-4)이 반도체웨이퍼 등의 반도체용기판인 경우에는 많은 세정수나 순수를 소비한다. 또 이 세정수에는 도금액이 함유되어 있으므로 금속이온제거 등의 처리를 필요로 하기 때문에 배수처리설비에 큰 부담이 생긴다. 또 도금액의 열화에 의한 도금액의 폐액처리를 행하는 경우에도 마찬가지라고 할 수 있다.

따라서 도금장치에 세정수처리기능 및 도금폐액 재생기능을 가지게 하여 도금액 및 도금액을 함유하는 액의 처리에 관하여 자기완결적인 전용처리기능을 가지게 하는 것은 일반설비의 부하경감을 고려하면 효율적인 방법이라고 할 수 있다. 이때 도금액을 조정·관리하는 도금액조정기능, 세정에 사용이 끝난 세정수로부터 금속이온을 제거하는 금속이온제거기능, 도금폐액을 재조정·재생하는 도금액 재생기능을 청정도가 요구되는 도금부(1)가 설치되어 있는 실과는 다른 실에 설치하여 도금액의 관리나 도금액의 처리 및 세정수의 처리를 행하는 것은 메인티넌스상 큰 장점이 있으나, 종래에는 이와 같은 요망에 답하는 도금장치가 개발되어 있지 않았다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 도금부와 관리부로 이루어지는 도금장치에 있어서 도금부와 관리부를 각각의 실로 설치하여, 메인티넌스 등의 지저분한 작업으로 오염이 발생하는 작업은 적극적으로 관리부를 설치하는 실에서 행하고, 도금부의 메인티넌스작업을 최소한으로 하여 도금부에서 오염의 문제가 발생하는 일이 없는 도금장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 동일장소에 O₂가스와 H₂가스가 방출되는 일이 없고 안정성이 높은 도금장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 도금장치에 세정수처리기능 및 도금폐액 재생기능, 도금액 및 도금액을함유하는 액의 처리에 관하여 자기완결적인 전용처리기능을 가지게 하고, 또 이들의 여러기능을 청정도가 요구되는 도금부가 설치되어 있는 실과는 다른 실에서 행하여지도록 하여 효율적이고 메인티넌스면에서도 가장 적합한 도금장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 청구항 1에 기재된 발명은, 도금을 행하는 도금부와, 도금액의 조정 등을 행하는 관리부로 이루어지는 도금장치에 있어서, 도금부는 도금액을 수용함과 동시에 양극전극과 음극전극으로서의 피도금체를 대향하여 배치하여 도금을 행하는 도금조를 구비하고, 관리부는 도금액의 성분 및/또는 농도를 조정하는 조정조 및 이 조정조의 도금액에 보충제액을 주입하는 액보충기구를 구비하고, 관리부의 조정조와 도금부의 도금조와의 도금액을 순환시키는 액순환기구를 설치하며, 도금부는 제 1 실에 설치하고, 관리부는 제 2 실에 설치한 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 도금부는 제 1 실에 설치하고 관리부는 제 2 실에 설치함으로써 도금액의 성분조정을 위한 첨가제의 주입이나, 다른 액의 혼합, 도금액의 온도조정, 성분분석을 위한 도금액의 추출 등의 지저분한 메인티넌스작업은 도금부가 설치되어 있는 제 1 실과는 별도의 관리부가 설치되어 있는 제 2 실에서 집중하여 행하도록 할 수 있기 때문에 도금부로부터 오염의 문제는 거의 발생하지 않는다.

또 도금부의 도금실의 불용해성 양극전극의 근방으로부터 O₂가스가 발생하고, 관리부의 조정조의 음극전극의 근방으로부터 H₂가스가 발생하나, 도금부와 관리부는 각각의 실에 설치되어 있으므로, O₂가스와 H₂가스가 동일장소에 방출되는 일 없이 따로 따로 대기에 방출되므로 안정성이 높은 도금장치가 된다.

또 관리부에는 도금액의 성분 및/또는 농도를 조정하는 조정조와, 도금액 및 보충제를 주입하는 보충기구와, 도금액의 성분분석 또는/및 농도측정을 하는 분석장치와, 세정장치로 피도금체를 세정한 세정액중에 함유되는 금속이온을 제거하거나 또는 금속이온을 제거하여 세정액을 재생하는 장치와, 조정조의 도금액을 추출하여 이 도금액의 노폐물제거 및 금속이온농도나 수소이온지수 등을 조정하는 도금액 재생장치를 설치하였기 때문에, 세정수처리 및 도금폐액재생, 도금액 및 도금액을 함유하는 액의 처리로 이루어지는 자기완결적인 전용처리기능을 가지게 된다. 따라서 이들의 처리가 효율적으로 행하여짐과 동시에 도금장치의 대부분의 메인티넌스작업을 관리부가 설치되어 있는 제 2 실에서 행할 수 있어 메인티넌스작업의 효율이 향상함과 함께 도금부가 설치되는 청정도가 높은 제 1 실의 오염을 방지할 수 있다.

상기한 바와 같이 도금부가 설치되는 제 1 실을 청정도가 높은 실로 하고, 관리부가 설치되는 제 2 실을 제 1 실보다 청정도가 낮은 실로 함으로써 상기 지저분한 메인티넌스작업을 관리부가 설치되어 있는 유틸리티룸에서 집중하여 행하도록 할 수 있으므로 크린룸의 오염은 적극 회피할 수 있다.

도 1은 종래의 도금장치의 구성예를 나타내는 도,

도 2는 종래의 도금장치의 구성예를 나타내는 도,

도 3은 본 발명의 제 1 실시형태예에 관한 도금장치의 구성예를 나타내는 도,

도 4는 본 발명의 제 1 실시형태예에 관한 도금장치의 구성예를 나타내는 도,

도 5는 본 발명의 제 1 실시형태예에 관한 도금장치의 구성예를 나타내는 도,

도 6은 본 발명의 제 1 실시형태예에 관한 도금장치의 구성예를 나타내는 도,

도 7은 본 발명의 제 2 실시형태예에 관한 도금장치의 구성예를 나타내는 도,

도 8은 본 발명의 제 2 실시형태예에 관한 도금장치의 구성예를 나타내는 도,

도 9는 금속이온채취기의 구성예를 나타내는 도,

도 10은 세정수재생장치의 구성예를 나타내는 도,

도 11은 도금액재생장치의 구성예를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 제 1 실시형태예를 도 3 내지 도 6에 의거하여 설명한다. 도 3은 본 발명에 관한 도금장치의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 3에 있어서 도 1과 동일부호를 붙힌 부분은 동일 또는 상당부분을 나타낸다(이하, 다른 도면에 있어서도 마찬가지로 한다). 본 도금장치는 도 3에 나타내는 바와 같이 도금부 (1)와 관리부(2)로 이루어져 있다. 도금부(1)는 크린룸 등의 청정도가 높은 제 1 실에 설치되고, 관리부(2)는 유틸리티룸 등의 청정도가 낮은 제 2 실에 설치된다.

도금부(1)는 도금액(1-1)이 수용된 도금조(1-2)를 구비하고, 이 도금조(1-2)의 도금액(1-1)중에는 용해성의 양극전극(1-3)과 지그에 장착된 피도금기판(1-4)이 대향하여 배치되어 있다. 상기 양극전극(1-3)과 피도금기판(1-4)의 사이에는 도금전원(1-5)이 접속되고, 양극전극(1-3)으로부터 피도금기판(1-4)으로 도금전류가 통전되도록 되어 있다. 또 1-6은 펌프, 1-7은 온도조절기이며, 도금조(1-2)중의 도금액(1-1)이 상기 펌프(1-6)로 온도조절기(1-7)에 보내져 도금을 행하는 데 가장 적합한 액온으로 조정되어 도금조(1-2)로 되돌리도록 되어 있다.

관리부(2)는 조정조(2-1), 보충조(2-2) 및 보충조(2-3)를 구비하고, 조정조 (2-1)에는 조정된 도금액(1-1)이 수용되며, 보충조(2-2)에는 첨가제액(2-4)이 수용되고, 보충조(2-3)에는 소정농도의 도금액(예를 들어 소정농도의 황산구리를 주체로 한 용액)(2-5)이 수용되어 있다. 첨가제액(2-4)은 펌프(2-6)에 의해 배관(2-8)을 통하여 조정조(2-1)에 공급되도록 되어 있으며, 도금액(2-5)은 펌프(2-7)에 의해 배관(2-9)을 통하여 조정조(2-1)에 공급되도록 되어 있다.

조정조(2-1)와 도금조(1-2)는 배관(3) 및 배관(4)으로 접속되어 있고, 조정조(2-1)의 도금액(1-1)은 펌프(2-10)에 의해 필터(2-11) 및 배관(3)을 통하여 도금조(1-2)로 보내지고, 도금조(1-2)의 도금액(1-1)은 펌프(1-8)에 의해 배관(4)을 통하여 조정조(2-1)로 보내지게 되어 있다. 즉 배관(3), 펌프(2-10), 필터(2-11), 배관(4) 및 펌프(1-8)는, 조정조(2-1)와 도금조(1-2) 사이를 도금액(1-1)을 순환시키는 도금액 순환기구를 구성하고 있다.

상기 구성의 도금장치에 있어서, 도금전원(1-5)으로부터 소정치의 전압을 인가함으로써 용해성의 양극전극(예를 들어, 인함유 구리전극)(1-3)으로부터 방출된 금속이온(예를 들어 Cu²⁺)은 피도금기판(1-4)의 표면에 부착되어 금속도금막이 형성된다. 도금운전의 계속과 피도금기판(1-4)의 처리매수에 따라 도금액(1-1)의 조성, 농도 및 도금액량이 변화되기 때문에 그 변화의 상태에 따라 조정조(2-1)에 보충조(2-2)의 첨가제액(2-4)이나 보충조(2-3)의 도금액(2-5)을 보충하여 도금액(1-1)의 조성 및 농도를 소정의 값으로 유지한다. 또한 보충조(2-2)의 첨가제액(2-4)으로서는 유기첨가제액(폴리머, 레베라, 캐리어 및 HCl의 혼합용액)이 사용된다.

상기한 바와 같이 도금부(1)를 크린룸 등의 청정도가 높은 제 1 실에 설치하여, 관리부(2)를 유틸리티룸 등의 청정도가 낮은 제 2 실에 설치함으로써 청정도가 높은 제 1 실에서는 용해성의 양극전극(1-3)의 교환작업만이 이루어지고, 관리부 (2)에서 행하는 도금액의 조정작업 등의 지저분한 작업은 청정도가 낮은 제 2 실에서 행하기 때문에 제 1 실을 오염시킬 염려가 적어진다. 또 큰 설치공간을 필요로 하는 관리부(2)를 청정도가 낮은 제 2 실에 설치하기 때문에 청정도가 높은 귀중한제 1 실의 설치공간을 절약할 수 있다.

도 4는 본 발명에 관한 도금장치의 다른 구성예를 나타내는 도면이다. 본 도금장치는, 도금부(1)의 도금조(1-2)의 상부에 기판유지구(1-9)에 장착된 피도금기판(1-4)이 수평으로 배치되고, 이 피도금기판(1-4)의 아래쪽에 용해성의 양극전극(1-3)이 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 또 기판유지구(1-9)는 밀봉부재(1-10)에 의해 도금조(1-2)의 상부를 밀폐하도록 배치되어 있다. 양극전극(1-3)에는 도금액(1-1)을 분출하는 다수의 도금액분출구(1-3a)가 형성되고, 그 뒤쪽을 케이싱 (1-11)으로 덮고 있다. 즉 양극전극(1-3)과 케이싱(1-11)으로 도금액(1-1)을 피도금기판(1-4)을 향하여 분출하는 노즐을 구성하고 있다.

또 관리부(2)의 조정조(2-1)에는 온도조절기(2-15) 및 펌프(2-14)가 설치되고, 조정조(2-1)내의 도금액(1-1)의 온도를 소정의 온도로 유지할 수 있게 되어 있다. 또 관리부(2)에는 조정조(2-1)로부터 도금조(1-2)로 보내지는 도금액(1-1)의 조성 및 농도를 분석하는 분석장치(2-26) 및 보충조(2-17)가 설치되어 있다. 이 보충조(2-17)의 첨가제액(2-20)은 펌프(2-18)에 의해 배관(2-19)을 통하여 조정조 (2-1)에 공급되도록 되어 있다.

상기 도금장치의 도금부(1)는 크린룸 등의 청정도가 높은 제 1 실에 설치되고, 관리부(2)는 유틸리티룸 등의 청정도가 낮은 제 2 실에 설치된다. 조정조(2-1)의 도금액(1-1)은 펌프(2-10)에 의해 필터(2-11) 및 배관(3)을 통하여 도금조(1-2)에 보내지고, 양극전극(1-3)의 도금액분출구(1-3a)로부터 피도금기판(1-4)을 향하여 분출된다. 도금조(1-2)내는 도금액(1-1)으로 충만되어 있다. 양극전극(1-3)과 피도금기판(1-4)의 사이에는 도금전원(1-5)으로부터 소정치의 전압을 인가함으로써 양극전극(1-3)으로부터 피도금기판(1-4)으로 도금전류가 통전되어 금속도금 막이 형성된다.

조정조(2-1)로부터 도금조(1-2)에 보내지는 도금액(1-1)의 조성 및 농도는 분석장치(2-26)로 분석되어 그 분석결과에 의거하여 보충조(2-2)로부터 첨가제액 (2-4)을, 보충조(2-3)로부터 도금액(2-5)을 조정조(2-1)에 공급한다. 또 보충조 (2-17)로부터 첨가제액(2-20)을 보충한다. 첨가제액에는 도금을 개시할 때 공전해를 행하여 양극전극(1-3)의 표면에 블랙필름을 형성하는 데 필요한 스타터 첨가제 (Make-up additives)와, 도금운전을 계속할 때 필요한 리플레니시 첨가제 (Replenish additives)가 있다. 보충조(2-17)의 첨가제액(2-20)은 이 스타터 첨가제액이고, 보충조(2-2)의 첨가제액(2-4)은 리플레니시 첨가제이다.

상기한 바와 같이 도금부(1)를 크린룸 등의 청정도가 높은 제 1 실에 설치하고 관리부(2)를 유틸리티룸 등의 청정도가 낮은 제 2 실에 설치함으로써, 도 1에 나타내는 구성의 도금장치와 동일한 작용효과를 얻을 수 있다. 특히 여기서는 도금액순환용 펌프(2-10)와 필터(2-11)와 온도조절기(2-15)를 관리부에 설치하고, 청정도가 낮은 제 2 실에 설치하기 때문에 메인티넌스작업도 제 2 실에서 행할 수 있으므로 바람직하다.

도 5는 본 발명에 관한 도금장치의 다른 구성예를 나타내는 도면이다. 본 도금장치는 도금부(1)에 밀폐형의 도금실(1-24)을 구비하고, 이 도금실(1-24)내에 피도금기판(1-4)과 불용해성의 양극전극(1-23)이 대향하여 배치되어 있다. 그리고피도금기판(1-4)과 양극전극(1-23)의 사이에 이온교환막(1-25)을 배치하여 도금실 (1-24)을 양극측 실(1-24a)과 음극측 실(1-24b)로 구획하고 있다.

또 도금부(1)에는 도금액(예를 들어 황산구리를 주체로 한 용액)(1-1)을 수용하는 도금액조(1-12)와 전해액(예를 들어 황산을 주체로 한 용액)(1-22)을 수용하는 전해액조(1-13)가 설치되어 있다. 도금액조(1-12)의 도금액(1-1)은 펌프(1-14)에 의해 필터(1-16) 및 배관(1-20)을 통하여 음극측 실(1-24b)에 공급되고, 이 음극측 실(1-24b)로부터 넘쳐나온 도금액(1-1)은 도금액조(1-12)로 되돌아가도록 되어 있다. 또 전해액조(1-13)의 전해액(1-22)은 펌프(1-15)에 의해 필터(1-17) 및 배관(1-21)을 통하여 양극측 실(1-24a)에 공급되고, 이 양극측 실(1-24a)로부터 넘쳐나온 전해액(1-22)은 전해액조(1-13)로 되돌아가도록 되어 있다.

또 관리부(2)에는 조정조(2-25)가 설치되고, 이 조정조(2-25)에는 이온교환막(2-27)이 설치되며 상기 조정조(2-25)내를 양극측 실(2-25a)과 음극측 실(2-25b)로 구획하고 있다. 양극측 실(2-25a)은 용해성의 양극전극(예를 들어, 인함유 구리전극)(2-28)이 배치되고, 음극측 실(2-25b)에는 음극전극(2-29)이 이온교환막(2-27)을 사이에 끼워 대향하여 배치되어 있다. 또 양극전극(2-28)과 음극전극(2-29)의 사이에는 조정조 전원(2-35)이 접속되고, 상기 양극전극(2-28)으로부터 음극전극(2-29)에 소정의 전류를 통전하도록 되어 있다.

또 양극측 실(2-25a)에는 도금액(1-1)이 수용되고, 음극측 실(2-25b)에는 전해액(1-22)이 수용되어 있다. 또 양극측 실(2-25a)에는 보충조(2-2)로부터 첨가제액 (2-4)을, 보충조(2-3)로부터 도금액(2-5)을, 보충조(2-l7)로부터 첨가제액(2-20)을 공급할 수 있게 되어 있다. 또 음극측 실(2-25b)에는 보충조(2-23)로부터 전해액 (2-36)을 펌프(2-24)에 의해 공급할 수 있게 되어 있다.

또 양극측 실(2-25a)에는 펌프(2-30)와 온도조절기(2-32)가 접속되어 양극측 실(2-25a)의 도금액(1-1)을 소정의 온도로 유지하도록 되어 있다. 또 음극측 실(2-25b)에 펌프(2-31)와 온도조절기(2-33)가 접속되어 음극측 실(2-25b)의 전해액(1-22)을 소정의 온도로 유지하도록 되어 있다.

도금부(1)의 전해액조(1-13)와 관리부(2)의 조정조(2-25)의 음극측 실(2-25b)은 배관(5, 6)으로 접속되고, 펌프(2-34)로 음극측 실(2-25b)의 농도가 조정된 전해액(1-22)을 전해액조(1-13)에 보내고, 펌프(1-19)로 전해액조(1-13)의 전해액(1-22)이 음극측 실(2-25b)로 보내져 전해액조(1-13)의 전해액의 농도를 소정의 값으로 유지하도록 되어 있다.

또 도금부(1)의 도금액조(1-12)와 관리부(2)의 양극측 실(2-25a)은 배관(3) 및 배관(4)으로 접속되고, 양극측 실(2-25a)의 조성 및 농도가 조정된 도금액(1-1)이 펌프(2-21)에 의해 필터(2-11) 및 배관(3)을 통하여 도금액조(1-12)에 보내지고, 도금액조(1-12)의 도금액(1-1)은 펌프(1-8)에 의해 배관(4)을 통하여 양극측 실 (2-25a)로 보내져 도금액조(1-12)의 도금액(1-1)을 소정의 성분 및 농도로 유지하도록 되어 있다.

*상기 구성의 도금장치에 있어서, 도금부(1)의 도금실(1-24)의 피도금기판(1-4)과 불용해성의 양극전극(1-23)의 사이에 도금전원(1-5)으로부터 도금전류를통전하면 음극측 실(1-24b)의 도금액(1-1)중의 금속이온(예를 들어 Cu²⁺)이 피도금기판 (1-4)의 표면에 부착되어 금속도금막을 형성한다. 이 도금중에는 양극전극(1-23)의 근방으로부터 O₂가스가 방출되어 양극측 실(1-24a)중의 전해액(1-22)의 pH 값이 내려 간다.

관리부(2)의 조정조(2-25)의 용해성의 양극전극(예를 들어 인함유 구리전극) (2-28)과 음극전극(2-29)의 사이에 조정조전원(2-35)으로부터 전류를 통전하면 양극전극(2-28)으로부터 금속이온(예를 들어 Cu²⁺)이 용출되어 도금액(1-1)의 금속이온농도가 오름과 동시에, 음극전극(2-29)의 근방에 H₂가스가 방출되어 음극측 실(2-25b)중의 전해액(1-22)의 pH 값이 올라간다. 이 금속이온 농도가 높은 도금액 (1-1)을 펌프(2-21)에 의해 도금부(1)의 도금액조(1-12)에 보냄으로써 금속이온을 보충할 수 있다.

상기 도금장치의 도금부(1)는 크린룸 등의 청정도가 높은 제 1 실에 설치되고, 관리부(2)는 유틸리티룸 등의 청정도가 낮은 제 2 실에 설치된다. 도금실(1-24)의 양극전극(1-23)은 불용해성이므로 양극전극(1-23)의 교환을 행하는 일은 없으며, 청정도가 높은 제 1 실에 설치된 도금부(1)의 메인티넌스작업은 거의 불필요하게 된다. 또 조정조(2-25)의 양극전극(2-28)은 용해성으로 소모되기 때문에 정기적으로 교환할 필요가 있으나, 지저분한 양극전극(2-28)의 교환작업은 청정도가 낮은 제 2 실에서 행하므로 문제는 없다.

또 도금실(1-24)의 양극측 실(1-24a)의 양극전극(1-23)의 근방으로부터 O₂가스가 발생하여 방출되고, 조정조(2-25)의 음극전극(2-29)의 근방으로부터 H₂가스가 발생하여 방출되나, 상기한 바와 같이 도금부(1)는 제 1 실에, 관리부(2)는 제 2 실에 설치되어 있으므로 그곳으로부터 이들 O₂가스 및 H₂가스는 각각 따로 대기로 방출할 수 있어 안전상 바람직하다.

도 6은 본 발명에 관한 도금장치의 다른 구성예를 나타내는 도면이다. 본 도금장치가 도 3에 나타내는 도금장치와 다른 점은, 도 3의 도금장치의 도금부(1)로부터 전해액조(1-13) 및 도금액조(1-12)를 제거하고 있는 점이다. 그리고 관리부(2)의 조정조(2-25)의 양극측 실(2-25a)로부터 도금액(1-1)을 펌프(2-21)에 의해 필터(2-11) 및 배관(8)을 통하여 직접 도금실(1-24)의 음극측 실(1-24b)에 공급함과 동시에, 이 음극측 실(1-24b)로부터 넘쳐나온 도금액(1-1)을 배관(7)을 통하여 조정조(2-25)의 양극측 실(2-25a)로 되돌리도록 하고 있다.

또한 조정조(2-25)의 음극측 실(2-25b)의 전해액(1-22)을 펌프(2-34)에 의해 필터(2-37) 및 배관(9)을 통하여 직접 도금실(1-24)의 양극측 실(1-24a)에 공급함과 동시에 양극측 실(1-24a)로부터 넘쳐나온 전해액(1-22)을 배관(10)을 통하여 조정조 (2-25)의 음극측 실(2-25b)로 되돌리도록 하고 있다. 이때 양극측 실(1-24a)의 불용해성 양극전극(1-23)의 근방에서 O₂가스가 발생하기 때문에 배관(10)에 가스뽑기 밸브(1-32)로 가스를 뽑게 할 수 있다.

그리고 도금부(1)는 크린룸 등의 청정도가 높은 제 1 실에 설치되고, 관리부(2)는 유틸리티룸 등의 청정도가 낮은 제 2 실에 설치된다. 이와 같이 함으로써 도금부(1)에는 메인티넌스를 필요로 하는 기기는 거의 없어져 구성이 더욱 간단하게 되기 때문에 그 작용효과는 도 3의 도금장치와 비교하여 더욱 청정도가 높은 제 1 실을 오염시킬 염려가 없다는 뛰어난 효과가 얻어진다.

또한 도 5 및 도 6에 나타내는 도금장치에 있어서, 도금실(1-24)을 양극측 실 (1-24a)과 음극측 실(1-24b)로 구획하는 이온교환막(1-25)은 이온교환막에 한정되는 것이 아니며 다공질막이어도 된다. 또한 관리부(2)의 조정조(2-25)를 양극측 실(2-25a)과 음극측 실(2-25b)로 구획하는 이온교환막(2-27)도 이온교환막에 한정되는 것이 아니며 이온선택투과성이 높은 막이면 된다.

또 상기예에서는 도 3 내지 도 6에 나타내는 구성의 도금장치에 있어서, 도금부(1)를 설치하는 제 1 실을 크린룸으로 하는 예를 나타내었으나, 크린룸에 한정되는 것이 아니며 크린부스, 크린벤치, 크린박스 등의 청정도가 높은 실 또는 영역이면 된다.

또 상기 도 3 내지 도 6에 나타내는 도금장치의 구성예에서는 도금전원(1-5)을 상기 도금부(1)에 설치하여 제 1 실에 설치하도록 도시하고 있으나, 이 도금전원(1-5)을 관리부(2)가 설치되어 있는 제 2 실에 설치하고, 여기에서 급전하도록 구성하여도 된다. 이렇게 함으로써 도금전원(1-5)의 메인티넌스작업도 관리부(2)가 설치되는 제 2 실에서 행할 수 있다. 특히 도금전원(1-5)에 축전지를 사용하는 경우는, 지저분한 축전지의 메인티넌스작업을 청정도가 낮은 제 2 실에서 행하게 되어 바람직하다.

또 상기 도 3 내지 도 6에 나타내는 도금장치의 구성예에서는 1개의 도금부 (1)에 대하여 1개의 관리부를 설치하도록 구성하고 있으나, 복수개의 도금부(1)에 대하여 1개의 관리부(2)를 설치하여 복수개의 도금부(1)를 제 1 실에 설치하고, 1개의 관리부(2)를 제 2 실에 설치하여 1개의 관리부에서 복수개의 도금부를 관리할 수 있도록 구성하여도 된다.

또 상기 도 3 내지 도 6에 나타내는 도금장치의 구성예에서는 생략하였으나, 도금액이나 전해액 등의 액의 유량을 측정하는 플로우미터, 압력을 측정하는 압력계, 온도계 등, 메인티넌스를 필요로 하는 기기는 관리부(2)가 설치되는 청정도가 낮은 제 2 실에 설치한다. 이에 따라 도금부(1)가 설치된 청정도가 높은 제 1 실을 이들의 메인티넌스로 오염시킬 염려가 없어진다.

또한 상기 실시형태예에서는 피도금체를 반도체웨이퍼 등의 피도금기판으로 하였으나, 기판에 한정되는 것이 아님은 당연하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 하기와 같은 뛰어난 효과가 얻어진다.

메인티넌스작업을 필요로 하는 기기를 적극적으로 관리부에 설치하고, 도금부는 필요 최소한도의 메인티넌스로 끝나도록 하며, 도금부를 제 1 실에, 관리부를 제 2 실에 설치하기 때문에, 도금부로부터의 오염이 적고, 또한 관리부의 각종 메인티넌스작업으로 도금부가 설치되어 있는 제 1 실을 오염시키는 일이 없는 도금장치를 제공할 수 있다.

또 도금부의 도금실의 불용해성 양극전극의 근방으로부터 O₂가스가 발생하고, 관리부의 조정조의 음극전극의 근방으로부터 H₂가스가 발생하나, 도금부와 관리부는 각각 다른 실에 설치되어 있으므로 O₂가스와 H₂가스가 동일장소에 방출되는 일 없이, 각각 따로 대기로 방출됨으로써 안정성이 높은 도금장치를 제공할 수 있다. 또 도금부의 도금실의 양극전극을 불용해성 양극전극으로 하기 때문에 도금부가 설치된 제 1 실에서 지저분한 양극전극 교환작업을 행할 필요가 없는 도금장치를 제공할 수 있다.

또 도금부를 설치하는 제 1 실을 크린룸으로 하고, 관리부를 설치하는 제 2 실을 유틸리티룸으로 하기 때문에, 고도의 청정도가 요구되는 크린룸을 오염시킬 염려가 있는 메인티넌스작업을 적극 유틸리티룸에서 행하도록 하고, 크린룸의 오염은 적극 회피할 수 있는 도금장치를 제공할 수 있다.

다음에 본 발명의 제 2 실시형태예를 도 7 내지 도 11에 의거하여 설명한다.

도 7은 본 발명에 관한 도금장치의 구성예를 나타내는 도면이다. 본 도금장치는 도시하는 바와 같이 도금부(1)와 관리부(2)로 이루어진다.

도금부(1)에는 도금조(11-2)와 세정장치(11-6)가 설치되어 있다. 도금조 (11-2)내에는 도금액(11-1)이 수용되고, 이 도금액(11-1)중에 양극전극(11-3)과 음극이 되는 지그에 장착된 피도금기판(예를 들어 반도체웨이퍼)(11-4)이 대향하여 배치되어 있다. 양극전극(11-3)과 피도금기판(11-4)의 사이에는 도금전원(11-5)이 접속되고, 이 도금전원(11-5)으로부터 양극전극(11-3)과 피도금기판(11-4)의 사이에 도금전류를 통전시킴으로써 피도금기판(11-4)의 표면에 금속도금막(예를 들어, 구리 도금막)을 형성한다.

세정장치(11-6)는 도금후의 피도금기판(11-4')을 세정하기 위한 장치로서, 도금후의 피도금기판(11-4')을 향하여 세정수(예를 들어 순수)(11-7)를 분사하는 세정노즐(11-8)과, 이 세정노즐(11-8)로부터 분사된 사용이 끝난 세정수(11-7')를 받아 수용하는 세정수조(11-9)와, 이 세정수조(11-9)의 세정이 끝난 세정수(11-7')을 관리부(2)로 보내는 펌프(11-10)를 구비한다.

관리부(2)는 조정조(12-1), 보충조(12-2), 보충조(12-3), 도금액 재생장치 (12-4), 금속이온채취기(12-5) 및 분석장치(12-6)를 구비한다. 조정조(12-1)에는 조정된 도금액(11-1)이 수용되고, 보충조(12-2)에는 첨가제액(12-7)이 수용되며, 보충조(12-3)에는 소정농도의 도금액(예를 들어 소정농도의 황산구리를 주체로 한 용액)(12-8)이 수용되어 있다. 첨가제액(12-7)은 펌프(12-9)에 의해 배관(12-10)을 통하여 조정조(12-1)에 공급되도록 되어 있고, 도금액(12-8)은 펌프(12-11)에 의해 배관(12-12)을 통하여 조정조(12-1)에 공급되도록 되어 있다.

조정조(12-1)와 도금조(11-2)는 배관(3) 및 배관(4)으로 접속되어 있고, 조정조(12-1)의 도금액(11-1)은 펌프(12-13)에 의해 필터(12-14) 및 배관(3)을 통하여 도금조(11-2)에 보내지고, 도금조(11-2)의 도금액(11-1)은 펌프(11-11)에 의해 배관(4)을 통하여 조정조(12-1)에 보내지도록 되어 있다. 즉 배관(3), 펌프(12-13), 필터(12-14), 배관(4) 및 펌프(11-11)는 조정조(12-1)와 도금조(11-2) 사이를 도금액(11-1)을 순환시키는 도금액순환기구를 구성하고 있다.

조정조(12-1)의 도금액(11-1)은 펌프(12-15)에 의해 도금액 재생장치(12-4)에 보내지고, 이 재생장치(12-4)에서 도금액(11-1)중의 노폐물의 제거 및 금속이온 농도나 수소이온지수 등이 조정된다. 이 노폐물의 제거 및 금속이온농도나 수소이온지수 등이 조정된 도금액(11-1)은 펌프(12-16)에 의해 필터(12-17)를 통하여 조정조(12-1)에 보내진다. 즉 펌프(12-15), 펌프(12-16) 및 필터(12-17)는 조정조 (12-1)와 도금액 재생장치(12-4)의 사이를 도금액(11-1)을 순환시키는 순환기구를 구성하고 있다.

도금부(1)의 세정수조(11-9)의 세정에 사용이 끝난 세정수(11-7')는 펌프 (11-10)에 의해 배관(11-12)을 통하여 관리부(2)의 금속이온채취기(12-5)에 보내지고, 이 금속이온채취기(12-5)로 세정수(11-7')로부터 금속이온(예를 들어 Cu²⁺)을 채취(제거)하여 이 금속이온을 제거한 사용이 끝난 세정수(11-7')를 일반배수(12-18)로서 배출한다. 또 12-19는 온도조절기로서, 조정조(12-1)의 도금액(11-1)은 펌프(12-20)에 의해 상기 온도조절기(12-19)를 통하여 액온이 조정되어 소정의 액온으로 유지되도록 되어 있다.

또 펌프(12-13)로 조정조(12-1)로부터 보내진 도금액(11-1)의 일부는 분석장치(12-6)에 보내져 도금액의 성분 및/또는 농도가 분석된다. 그 분석결과에 의거하여 펌프(12-9)나 펌프(12-11)를 기동하고, 보충조(12-2)내의 첨가제액(12-7)이나 보충조(12-3)내의 도금액(12-8)을 조정조(12-1)에 보충하여 조정조(12-1)내의 도금액(11-1)의 성분 및/또는 농도를 조정하도록 되어 있다.

상기 구성의 도금장치에 있어서, 도금전원(11-5)으로부터 소정치의 전압을 인가함으로써 용해성의 양극전극(예를 들어 인함유 구리전극)(11-3)으로부터 방출된 금속이온(예를 들어, Cu²⁺)는 피도금기판(11-4)의 표면에 부착되어 금속도금막이 형성된다. 도금운전의 계속과 피도금기판(11-4)의 처리매수에 따라 도금액(11-1)의 조성, 농도 및 도금액량이 변화된다. 그 변화의 상태에 따라 조정조(12-1)에 보충조(12-2)의 첨가제액(12-7)이나 보충조(12-3)의 도금액(12-8)을 보충하여 도금액(11-1)의 조성성분 및 농도를 소정의 값으로 유지한다. 또한 보충조(12-2)의 첨가제액(12-7)으로서는 유기첨가제액(폴리머, 레베라, 캐리어 및 HC1의 혼합용액)이 사용된다.

상기 구성의 도금장치의 도금부(1)를 크린룸 등의 청정도가 높은 제 1 실에 설치하고, 관리부(2)를 유틸리티룸 등의 청정도가 낮은 제 2 실에 설치한다. 이에 따라 도금부(1)의 세정장치(11-6)의 세정수조(11-9)중의 세정에 사용이 끝난 세정수(11-7')는 펌프(11-10)에 의해 관리부(12)의 금속이온채취기(12-5)에 보내져 금속이온이 제거되어 일반배수(12-18)가 되어 배출된다.

도 8은 본 발명에 관한 도금장치의 다른 구성예를 나타내는 도면이다. 도 8에 있어서, 도 7과 동일부호를 부착한 부분은 동일 또는 상당부분을 나타낸다. 본 도금장치가 도 7에 나타내는 도금장치와 다른 점은, 관리부(2)에 금속이온채취기 (12-5)를 대신하여 세정수 재생장치(12-21)를 설치하고, 도금부(1)의 펌프(11-10)에 의해 배관(11-12)을 통하여 세정수조(11-9)중의 세정에 사용이 끝난 세정수(11-7')를 상기 세정수 재생장치(12-21)에 보내고, 이 세정수 재생장치(12-21)로 세정수(11-7')중의 금속이온 및 이물을 제거하여 세정수을 재생하고 있는 점이다. 그리고 재생한 세정수을 배관(11-13)을 통하여 도금부(1)의 세정노즐(11-8)에 공급하여 세정수(11-7)로서 이용한다. 또 세정수 재생장치(12-21)에는 필요에 따라 순수 (12-22)가 보급된다.

도 9는 금속이온채취기(12-5)의 구성예를 나타내는 도면이다. 금속이온채취기(12-5)는 pH 조정조(12) 및 킬레이트수지탑(14)을 구비하고 도 7의 도금부(1)의 세정수조(11-9)의 세정에 사용이 끝난 세정수(11-7')는 펌프(11-10)에 의해 배관 (11-12)을 통하여 pH 조정조(12)에 보내져 수용된다. 여기서 pH 조정조(12)에 중화제가 주입되어 세정수(11-7')의 pH 값이 조정된다. pH 값이 조정된 세정수(11-7')는 펌프(13)에 의해 킬레이트수지탑(14)에 보내진다.

세정수(11-7')가 킬레이트수지탑(14)을 지나면 세정수(11-7')중에 예를 들어 금속이온으로서 Cu²⁺이온이 함유되어 있으면 화학반응(R = Ca + Cu²⁺→ R = Cu + Ca²⁺단, R은 관능기를 나타낸다)에 의해 Ca²⁺보다 선택성이 강한 Cu²⁺이온은 상기 킬레이트수지탑(14)의 Ca형 킬레이트수지의 Ca²⁺로 치환되고, Cu²⁺이온이 관능기의 말단에 흡착하여 세정수중의 Cu²⁺이온이 제거된다. 이와 같이 킬레이트수지탑(14)으로 금속이온이 제거된 세정수(11-7')는 일반배수(12-18)가 되어 배출된다.

도 10은 세정수 재생장치(12-21)의 구성예를 나타내는 도면이다. 본 세정수재생장치(12-21)는 세정배수저장조(21), 계면활성제탑(22), 자외선살균탑(23), 애나이언교환수지탑(24), 카티온교환수지탑(25)을 구비한다. 도 8의 도금부(1)의 세정수조(11-9)의 세정에 사용이 끝난 세정수(11-7')는 펌프(11-10)에 의해 배관(11-12)을 통하여 세정배수저장조(21)에 저장된다.

세정배수저장조(21)의 세정수(11-7')는 펌프(26)와 필터(27)를 통하여 이물을 제거한 후, 계면활성제탑(22)을 통과함으로써 유기첨가의 분해물이나 노폐물을 흡착제거한 후, 자외선살균탑(23)을 통하여 잡균의 번식을 억제하고, 또한 애나이언교환수지탑(24)과 카티온교환수지탑(25)을 통과함으로써 각각 세정수(11-7')음이온과 양이온을 수산이온 OH^-와 수소이온 H⁺로 치환하여 수수로 재생된다. 이후 필터(28)를 통하여 이물이 제거되고, 재생된 순수가 되어 크로스밸브(29)로부터 배관(11-13)을 통하여 도금부(1)의 세정노즐(11-8)에 공급된다. 또한 세정배수저장조(21)에는 필요에 따라 순수(30)가 개폐밸브(31)를 거쳐 보급된다.

도 11은 도금액 재생장치(12-4)의 구성예를 나타내는 도면이다. 도금액 재생장치(12-4)는 계면활성제탑(41), 계면활성제탑(42), 도금액재생조(43), 첨가제액조(44), 첨가제액조(45), 황산구리용액조(46), 황산조(47) 및 염산조(48)를 구비한다. 도 7 또는 도 8의 조정조(12-1)로부터 노폐물 등을 함유한 도금액(11-1)이 필터(49)를 통과함으로써 고형파티클이 제거된다. 또한 특성이 다른 계면활성제탑 (41, 42)에 통과시킴으로써 유기첨가제의 분해물 등의 노폐물이 제거된다. 여기서 특성이 다른 2개의 계면활성제탑(41, 42)을 설치하는 이유는, 유기첨가물의 분해물이나 노폐물은 분자량이 큰 것부터 작은 것까지 있어, 이것을 효율적으로 흡착하기 위해서는 복수 종류의 계면활성제탑을 필요로 하기 때문이다.

다음에 다른 계면활성제탑(42)을 통한 도금액(11-1)은 도금액재생조(43)에 저장된다. 도금액재생조(43)에는 첨가제액조(44)로부터 펌프(55)에 의해 제 1 첨가제(50)가, 첨가제액조(45)로부터 펌프(56)에 의해 제 2 첨가제(51)가, 황산구리용액조(46)로부터 펌프(57)에 의해 황산구리용액(52)이, 황산조(47)로부터 펌프 (58)에 의해 황산용액(53)이, 염산조(48)로부터 펌프(59)에 의해 염산용액(54)이 각각 공급되도록 되어 있다.

여기서 도금액을 적정한 성분 조성으로 하기 위하여, 농도가 높은 황산구리용액(52)을 추가하여 구리이온농도를 적정치로 한다. 그리고 황산용액(53)이나 염산용액(54)을 가하여 수소이온지수(pH 값)와 염소이온농도를 조정한다. 그리고 유기첨가제인 제 1 첨가제(50), 유기첨가제인 제 2 첨가제(51)를 가하여 도금액(11-1)을 조정한다. 조정된 도금액(11-1)은 펌프(12-16)에 의해 필터(12-17)를 통하여 조정조(12-1)에 보내진다. 또한 도금재생조(43)에는 개폐밸브(60)를 거쳐 순수 (61)가 필요에 따라 보급되도록 되어 있다.

또 상기예에서는 도 7 및 도 8에 나타내는 구성의 도금장치에 있어서, 도금부(1)를 설치하는 제 1 실을 크린룸으로 하는 예를 나타내었으나, 크린룸에 한정되는 것이 아니라, 크린부스, 크린벤치, 크린박스 등의 청정도가 높은 실 또는 영역 이면 된다.

또 상기 도 7 및 도 8에 나타내는 도금장치의 구성예에서는 도금전원(11-5)을 상기 도금부(1)에 설치하여 제 1 실에 설치하도록 도시하고 있으나, 이 도금전원(11-5)을 관리부(2)가 설치되어 있는 제 2 실에 설치하고, 여기에서 급전하도록 구성하여도 된다. 이와 같이 함으로써 도금전원(11-5)의 메인티넌스작업도 관리부 (2)가 설치되는 제 2 실에서 행할 수 있다. 특히 도금전원(11-5)에 축전지를 사용하는 경우는 지저분한 축전지의 메인티넌스작업을 청정도가 낮은 제 2 실에서 행하게 되어 바람직하다.

또 상기 도 7 및 도 8에 나타내는 도금장치의 구성예에서는, 1개의 도금부 (1)에 대하여 1개의 관리부를 설치하도록 구성하고 있으나, 복수개의 도금부(1)에 대하여 1개의 관리부(2)를 설치하여, 복수개의 도금부(1)를 제 1 실에 설치하고 1개의 관리부(2)를 제 2 실에 설치하여 1개의 관리부에서 복수개의 도금부를 관리할 수 있게 구성하여도 된다.

또 상기 도 7 내지 도 8에 나타내는 도금장치의 구성예에서는 생략하였으나, 도금액이나 전해액 등의 액의 유량을 측정하는 플로우미터, 압력을 측정하는 압력계, 온도계 등, 메인티넌스를 필요로 하는 기기는 관리부(2)가 설치되는 청정도가 낮은 제 2 실에 설치한다. 이에 따라 도금부(1)가 설치된 청정도가 높은 제 1 실을 이들의 메인티넌스로 오염시킬 염려가 없어진다.

또한 상기 실시형태예에서는 피도금체로서 반도체웨이퍼 등의 반도체용 피도금기판(11-4)에 금속도금막을 형성하는 경우를 예로 설명하였으나, 피도금체는 이것에 한정되는 것이 아니다.

이상을 정리하면 하기와 같은 뛰어난 효과가 얻어진다.

① 정수처리 및 도금폐액재생, 도금액 및 도금액을 함유하는 액의 처리로 이루어지는 자기완결적인 전용처리기능을 가지게 되어 이들 처리가 효율적으로 행하여진다.

② 도금장치의 대부분의 메인티넌스작업을 관리부가 설치되어 있는 제 2 실에서 행할 수 있어 메인티넌스작업효율이 향상함과 동시에 도금부가 설치되는 청정도가 높은 제 1 실의 오염을 방지할 수 있다.

본 발명은 특히 반도체 제조공정 등에 있어서 반도체웨이퍼 등의 기판에 금속도금을 실시하는 데 가장 적합한 도금장치에 관한 것이다. 따라서 반도체 제조 등과 같이 높은 청정도와 높은 정밀도의 도금이 요구되는 산업분야에서 이용가능하다.

Claims

도금장치에 있어서,

기판을 도금하기 위하여 도금액을 함유하는 1 이상의 도금조를 갖는 도금부; 및,

상기 1 이상의 도금조에 유체적으로 연결되고, 상기 도금액의 조성 및/또는 농도를 조절하도록 채택되는 조절조를 갖고, 상기 1 이상의 도금조에 공급될 상기 도금액을 수용하는 관리부를 포함하고,

상기 관리부는:

상기 조절조 내의 상기 도금액의 온도를 조절하기 위한 온도조절기;

상기 조절조에 유체적으로 연결되고, 상기 도금액의 조성 및/또는 농도를 분석하기 위하여 상기 도금조로부터 상기 도금액의 일부를 추출하도록 채택되는 분석기;

미리 설정된 농도의 도금액을 수용하는 제 1 보충조;

첨가제액을 수용하는 제 2 보충조;

상기 분석기에 의하여 분석된 도금액의 조성 및/또는 농도의 결과에 기초하여, 각각 상기 제 1 보충조로부터 상기 조절조에 상기 미리 설정된 농도의 도금액, 또는 상기 제 2 보충조로부터 상기 조절조에 상기 첨가제액을 공급하기 위한 보충기구를 포함하는 도금장치.
제1항에 있어서,

상기 기판이 도금되고 있는 동안에 상기 기판을 수평으로 장착하는 기판유지구를 더욱 포함하는 도금장치.
제2항에 있어서,

상기 1 이상의 도금조 내의 기판 아래에 위치되는 양극전극과, 상기 기판에 도금전류를 공급하기 위하여 상기 양극전극과 상기 기판 사이에 연결되는 전원을 더욱 포함하는 도금장치.
제3항에 있어서,

상기 양극전극은, 상기 도금액이 관통하도록 1 이상의 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 도금장치.
제4항에 있어서,

상기 양극전극을 유지하고 상기 도금액을 함유하기 위한 공간을 형성하는 케이싱을 포함하고, 상기 케이싱 내의 상기 도금액은, 상기 양극전극의 상기 1 이상의 구멍을 통하여 공급되는 것을 특징으로 하는 도금장치.
제1항에 있어서,

상기 1 이상의 도금조와 상기 조절조 사이로 상기 도금액을 순환시키기 위한순환경로에 제공된 필터를 더욱 포함하는 도금장치.
제1항에 있어서,

상기 도금액을 추출하여 그 추출된 도금액을 재생시키기 위한 도금액 재생장치를 더욱 포함하는 도금장치.
제7항에 있어서,

상기 1 이상의 도금조로부터 상기 도금액을 추출하고 그 추출된 도금액을 상기 도금액 재생장치로 공급하기 위하여, 상기 조절조에 연결된 유체배관을 더욱 포함하는 도금장치.
도금장치에 있어서,

기판을 도금하기 위하여 도금액을 함유하는 1 이상의 도금조를 갖는 도금부;

및,

상기 1 이상의 도금조에 유체적으로 연결되고, 상기 도금액의 조성 및/또는 농도를 조절하도록 채택되는 조절조를 갖고, 상기 1 이상의 도금조에 공급될 상기 도금액을 수용하는 관리부를 포함하고,

상기 관리부는:

상기 조절조에 유체적으로 연결되고, 상기 도금액의 조성 및/또는 농도를 분석하기 위하여 상기 도금조로부터 상기 도금액의 일부를 추출하도록 채택되는 분석기;

미리 설정된 농도의 도금액을 수용하는 제 1 보충조;

첨가제액을 수용하는 제 2 보충조;

상기 분석기에 의하여 분석된 도금액의 조성 및/또는 농도의 결과에 기초하여, 제 1 공급라인을 통하여 상기 제 1 보충조로부터 상기 조절조에 상기 미리 설정된 도금액을 공급하거나, 제 2 공급라인을 통하여 상기 제 2 보충조로부터 상기 조절조에 상기 첨가제액을 공급하기 위한 보충기구를 포함하는 도금장치.
제9항에 있어서,

상기 기판이 도금되고 있는 동안에 상기 기판을 수평으로 장착하는 기판유지구를 더욱 포함하는 도금장치.
제10항에 있어서,

상기 1 이상의 도금조 내의 기판 아래에 위치되는 양극전극과, 상기 기판에 도금전류를 공급하기 위하여 상기 양극전극과 상기 기판 사이에 연결되는 전원을 더욱 포함하는 도금장치.
제11항에 있어서,

상기 양극전극은, 상기 도금액이 관통하도록 1 이상의 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 도금장치.
제12항에 있어서,

상기 양극전극을 유지하고 상기 도금액을 함유하기 위한 공간을 형성하는 케이싱을 포함하고, 상기 케이싱 내의 상기 도금액은, 상기 양극전극의 상기 1 이상의 구멍을 통하여 공급되는 것을 특징으로 하는 도금장치.
제9항에 있어서,

상기 1 이상의 도금조와 상기 조절조 사이로 상기 도금액을 순환시키기 위한 순환경로에 제공된 필터를 더욱 포함하는 도금장치.
제9항에 있어서,

상기 도금액을 추출하여 그 추출된 도금액을 재생시키기 위한 도금액 재생장치를 더욱 포함하는 도금장치.
제15항에 있어서,

상기 1 이상의 도금조로부터 상기 도금액을 추출하고 그 추출된 도금액을 상기 도금액 재생장치로 공급하기 위하여, 상기 조절조에 연결된 유체배관을 더욱 포함하는 도금장치.
도금장치에 있어서,

도금액을 함유하는 도금조를 갖는 도금부; 및,

상기 도금액을 수취하고 상기 도금조에 상기 도금액을 공급하도록 채택되고, 상기 도금조와 유체 연통하는 조절조를 갖는 관리부를 포함하고,

상기 관리부는:

상기 도금액의 일부를 수취하고 상기 도금액의 일부의 조성 및/또는 농도를 분석하도록 채택되고, 상기 조절조와 유체 연통하는 분석기;

상기 일부의 도금액의 분석된 조성 및/또는 농도에 응답하여 제 1 공급라인을 통하여 상기 조절조에 미리 설정된 농도의 도금액을 공급하도록 채택되고, 상기 제 1 공급라인을 통하여 상기 조절조와 유체 연통하는 제 1 보충조; 및,

상기 일부의 도금액의 분석된 조성 및/또는 농도에 응답하여 제 2 공급라인을 통하여 상기 조절조에 첨가제액을 공급하도록 채택되고, 상기 제 2 공급라인을 통하여 상기 조절조와 유체 연통하는 제 2 보충조를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금장치.
제17항에 있어서,

상기 기판이 도금되고 있는 동안에 상기 기판을 수평으로 장착하는 기판유지구를 더욱 포함하는 도금장치.
제18항에 있어서,

상기 도금조 내의 기판 아래에 위치되는 양극전극과, 상기 기판에 도금전류를 공급하기 위하여 상기 양극전극과 상기 기판 사이에 연결되는 전원을 더욱 포함하는 도금장치.
제19항에 있어서,

상기 양극전극은, 상기 도금액이 관통하도록 1 이상의 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 도금장치.
제20항에 있어서,

상기 양극전극을 유지하고 상기 도금액을 함유하기 위한 공간을 형성하는 케이싱을 포함하고, 상기 케이싱 내의 상기 도금액은, 상기 양극전극의 상기 1 이상의 구멍을 통하여 공급되는 것을 특징으로 하는 도금장치.
제17항에 있어서,

상기 도금조와 상기 조절조 사이로 상기 도금액을 순환시키기 위한 순환경로에 제공된 필터를 더욱 포함하는 도금장치.
제17항에 있어서,

상기 도금액을 추출하여 그 추출된 도금액을 재생시키기 위한 도금액 재생장치를 더욱 포함하는 도금장치.
제23항에 있어서,

상기 도금조로부터 상기 도금액을 추출하고 그 추출된 도금액을 상기 도금액 재생장치로 공급하기 위하여, 상기 조절조에 연결된 유체배관을 더욱 포함하는 도금장치.