JP3778281B2

JP3778281B2 - Substrate holder and plating apparatus

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Publication number: JP3778281B2
Application number: JP2002086469A
Authority: JP
Inventors: 吉夫南
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2022-03-26
Also published as: JP2003277995A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えば基板の被めっき処理面にめっきを施すめっき装置、特に半導体ウエハ等の表面に設けられた微細な配線用溝やホール、レジスト開口部にめっき膜を形成したり、半導体ウエハの表面にパッケージの電極等と電気的に接続するバンプ（突起状電極）を形成したりするめっき装置等に使用される基板ホルダ及び係る基板ホルダを有するめっき装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）やフリップチップにおいては、配線が形成された半導体チップの表面の所定箇所（電極）に金、銅、はんだ、或いはニッケル、更にはこれらを多層に積層した突起状接続電極（バンプ）を形成し、このバンプを介してパッケージの電極やＴＡＢ電極と電気的に接続することが広く行われている。このバンプの形成方法としては、電解めっき法、蒸着法、印刷法、ボールバンプ法といった種々の手法があるが、半導体チップのＩ／Ｏ数の増加、細ピッチ化に伴い、微細化が可能で性能が比較的安定している電解めっき法が多く用いられるようになってきている。
【０００３】
ここで、電解めっき法は、半導体ウエハ等の基板の被めっき処理面を下向き（フェースダウン）にして水平に置き、めっき液を下から噴き上げてめっきを施す噴流式またはカップ式と、めっき槽の中に基板を垂直に立て、めっき液をめっき槽の下から注入しオーバーフローさせつつめっきを施すディップ式に大別される。ディップ方式を採用した電解めっき法は、めっきの品質に悪影響を与える泡の抜けが良く、フットプリントが小さいという利点を有しており、このため、めっき穴の寸法が比較的大きく、めっきにかなりの時間を要するバンプめっきに適していると考えられる。
【０００４】
従来のディップ方式を採用した電解めっき装置にあっては、気泡が抜けやすくできる反面、半導体ウエハ等の基板をその端面と裏面をシールし表面（被めっき処理面）を露出させて着脱自在に保持する基板ホルダを備え、この基板ホルダを基板ごとめっき液中に浸漬させて基板の表面にめっきを施すようにしている。
【０００５】
基板ホルダは、めっき液中に浸漬させて使用するため、この基板ホルダで基板を保持した時に、基板の裏面（反被めっき処理面）側へめっき液が周り込まないよう、基板の外周部を確実にシールする必要がある。このため、例えば、一対のサポート（保持部材）で基板を着脱自在に保持するようにした基板ホルダにあっては、一方のサポートにシールリングを取付け、このシールリングを他方のサポートに載置保持した基板の周縁部に圧接させることで、基板の外周部をシールするようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のこの種の基板ホルダにあっては、シールリングの形状や固定方法等を最適化したり、定期的（毎葉を含む）にシールリングを洗浄したり、定期的にシールリングを交換したり、更には、基板の前処理（シード層やフォトレジスト膜の生成）の精度を向上させたり、基板の基板ホルダへのセッティング誤差の最小化を図るとともに、定期的な再調整を行ったりして、めっき液等の漏れをなくすようにしている。
【０００７】
しかし、シールリングの劣化等により、シールの完全性を図ることはかなり困難である。特に、めっきを施して、微細な凹部の内部にめっき膜を埋め込むようにする時には、微細な凹部内にめっき液が容易かつ確実に浸入するようにするため、一般に浸透性の良好なめっき液が使用されており、このため、完全なシールを施すことは更に困難となる。また、例えめっき液等の漏れを検出できたとしても、その後の処理が困難であった。
【０００８】
そして、一旦めっき液の漏れが発生すると、基板ホルダの内部に漏れためっき液が基板の裏面に付着し、基板搬送機器に乗り移って装置全体をめっき液で汚してしまうばかりでなく、漏れためっき液が接点を腐食させて通電を妨げてしまう。なお、例え耐食性のある材料で接点を構成して接点のめっき液による腐食を防止したとしても、接点部がめっきされたりめっき液が接点部に付着して堆積すると、次回のめっき時に通電不良を起こすことがある。
【０００９】
また、めっき液が漏れることを前提にめっきプロセスを構築した場合には、次の工程に進む前に基板ホルダ内に漏れためっき液を取り除いて、基板ホルダに付着しためっき液が次に処理される基板に付着してしまうことを防止するため、洗浄工程に力を割いて、基板ホルダを定期的に洗浄する必要がある。
【００１０】
本発明は上記に鑑みて為されたもので、基板の外周部をシールするシールリングと該シールリングと接触する基板やサポート等の間からめっき液等の液体が内部に浸入しない（漏れない）ようにした基板ホルダ及び該基板ホルダを有するめっき装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、固定保持部材と可動保持部材に取付けたシールリングとの間に基板を介在させ、前記シールリングを前記固定保持部材に向けて押圧して基板を着脱自在に保持するようにした基板ホルダにおいて、受け台に当接させて基板ホルダを保持するハンドを有し、基板を保持した基板ホルダを受け台に保持した時に、前記基板と前記固定保持部材との間に挟まれ、前記シールリングで包囲された空間の内部に気体供給源から気体を供給して該空間の内部を加圧するようにしたことを特徴とする基板ホルダである。
これにより、基板の外周部をシールするシールリングと該シールリングと接触する基板やサポート等との間に隙間が生じても、シールリングで包囲された空間内を加圧することで、この加圧した空間（加圧空間）内の気体がこの隙間を流れ、この気体がめっき液等の液体を押し戻して基板ホルダ内部への浸入を阻止することで、めっき液等の漏れを防止することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記基板ホルダは前記空間に連通するチューブを備え、該チューブにより気体供給源から気体を供給し、前記空間の内部を加圧するようにしたことを特徴とする請求項１記載の基板ホルダである。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記ハンドと前記固定保持部材とを繋ぎ前記空間に連通するチューブを有し、基板ホルダを受け台に保持した時、該受け台に設けた接続口に接続した気体供給路と前記チューブとが互いに連通するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の基板ホルダである。
これにより、基板ホルダを受け台で保持した状態で、気体供給路及びチューブを通して空間内に空気やＮ_２ガス等の気体を導入することで、空間内を加圧することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記チューブの前記受け台及び前記固定保持部材との接続部をそれぞれ気密的に封止したことを特徴とする請求項３記載の基板ホルダである。これにより、空間内に加圧のために導入される空気やＮ_２ガス等の気体が、チューブの受け台及び固定保持部材との各接続部から外部に漏れることを防止することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、前記気体供給路から前記チューブに延びる気体供給系路の途中に弁を設けたことを特徴とする請求項３または４記載の基板ホルダである。これにより、弁を介して、必要な時だけ空間内に加圧のための気体を供給することで、無駄な気体と動力を削減することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、前記固定保持部材の内部に配置され、配線を介して外部接点と接続した電気接点を有し、前記配線の前記固定保持部材との接続部及び導体の露出部をそれぞれ気密的に封止したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の基板ホルダである。これにより、空間内に加圧のために導入される空気やＮ_２ガス等の気体が、配線の固定保持部材との接続部及び導体の露出部から外部に漏れることを防止することができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、固定保持部材と、可動保持部材に取付けたシールリングと、接続口を有する受け台に当接させて基板ホルダを保持する、内部に気体流通穴を備えたハンドを有し、前記シールリングを前記固定保持部材に向けて押圧して基板を保持した基板ホルダを、前記受け台の接続口と前記ハンドの気体流通穴を互いに連通させて前記受け台に保持した時に、前記基板と前記固定保持部材との間に挟まれ、前記シールリングで包囲された空間の内部に気体供給源から気体を供給して該空間の内部を加圧するようにした基板ホルダを有することを特徴とするめっき装置装置である。
請求項８に記載の発明は、前記気体供給源から延び前記受け台の接続口に接続される気体供給路を更に有し、該気体供給路には弁が設置されていることを特徴とする請求項７記載のめっき装置である。
請求項９に記載の発明は、前記弁は、開閉弁であることを特徴とする請求項８記載のめっき装置である。
請求項１０に記載の発明は、前記弁は、チェッキ弁であることを特徴とする請求項８記載のめっき装置である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態の基板ホルダを備えためっき装置の全体配置図を示す。図１に示すように、このめっき装置には、半導体ウエハ等の基板Ｗを収納したカセット１０を搭載する２台のカセットテーブル１２と、基板のオリフラやノッチなどの位置を所定の方向に合わせるアライナ１４と、めっき処理後の基板を高速回転させて乾燥させるスピンドライヤ１６が同一円周方向に沿って備えられている。更に、この円周の接線方向に沿った位置には、基板ホルダ１８を載置して基板の該基板ホルダ１８との着脱を行う基板着脱部２０が設けられ、この中心位置には、これらの間で基板を搬送する搬送用ロボットからなる基板搬送装置２２が配置されている。
【００１９】
なお、図２に示すように、基板搬送装置２２の周囲に位置して、基板Ｗの表面に塗布したレジスト５０２（図３６参照）を剥離して除去するレジスト剥離部６００、めっき後に不要となったシード層５００（図３６参照）を除去するシード層除去部６０２、めっき後の基板Ｗに熱処理を施す熱処理部６０４を設けるようにしてもよい。また、この熱処理部６０４の代わりに、図３に示すように、めっき膜５０４（図３６参照）をリフローさせるリフロー部６０６と、リフロー後にアニールを施すアニール部６０８を設けるようにしてもよい。
【００２０】
そして、基板着脱部２０側から順に、基板ホルダ１８の保管及び一時仮置きを行うストッカ２４、基板を純水に浸漬させて濡らすことで表面の親水性を良くするプリウェット槽２６、基板の表面に形成したシード層表面の電気抵抗の大きい酸化膜を硫酸や塩酸などの薬液でエッチング除去するプリソーク槽２８、基板の表面を純水で水洗する第１の水洗槽３０ａ、洗浄後の基板の水切りを行うブロー槽３２、第２の水洗槽３０ｂ及び銅めっき槽３４が順に配置されている。この銅めっき槽３４は、オーバーフロー槽３６の内部に複数の銅めっきユニット３８を収納して構成され、各銅めっきユニット３８は、内部に１個の基板を収納して銅めっきを施すようになっている。なお、この例では、銅めっきについて説明するが、ニッケルやはんだ、銀、更には金めっきにおいても同様であることは勿論である。
【００２１】
更に、これらの各機器の側方に位置して、これらの各機器の間で基板ホルダ１８を基板Ｗとともに搬送する基板ホルダ搬送装置（基板搬送装置）４０が備えられている。この基板ホルダ搬送装置４０は、基板着脱部２０とストッカ２４との間で基板を搬送する第１のトランスポータ４２と、ストッカ２４、プリウェット槽２６、プリソーク槽２８、水洗槽３０ａ，３０ｂ、ブロー槽３２及び銅めっき槽３４との間で基板を搬送する第２のトランスポータ４４を有している。なお、第２のトランスポータ４４を備えることなく、第１のトランスポータ４２のみを備えるようにしてもよい。
また、この基板ホルダ搬送装置４０のオーバーフロー槽３６を挟んだ反対側には、各銅めっきユニット３８の内部に位置してめっき液を攪拌する掻き混ぜ棒としてのパドル２０２（図３１及び図３２等参照）を駆動するパドル駆動装置４６が配置されている。
【００２２】
前記基板着脱部２０は、レール５０に沿って横方向にスライド自在な平板状の載置プレート５２を備えており、この載置プレート５２に２個の基板ホルダ１８を水平状態で並列に載置して、この一方の基板ホルダ１８と基板搬送装置２２との間で基板の受渡しを行った後、載置プレート５２を横方向にスライドさせて、他方の基板ホルダ１８と基板搬送装置２２との間で基板Ｗの受渡しを行うようになっている。
【００２３】
前記基板ホルダ１８は、図６乃至図１６に示すように、例えば塩化ビニル製で矩形平板状の固定保持部材５４と、この固定保持部材５４にヒンジ５６を介して開閉自在に取付けた可動保持部材５８とを有している。この可動保持部材５８は、基部５８ａとリング状部５８ｂとを有し、例えば塩化ビニル製で、下記の押えリング６２との滑りを良くしており、そのリング状部５８ｂの固定保持部材５４側表面に、リング状で一方の足を長くした横断面略コ字状のシールリング６０が固定保持部材５４側に開口して取付けられている。
【００２４】
すなわち、可動保持部材５８のリング状部５８ｂの固定保持部材５４側表面には、シールリング６０の可動保持部材５８側表面を一体に覆う嵌着部５８ｃが設けられ、この嵌着部５８ｃの自由端部には、係止部としての係止用凸部５８ｄがリング状部５８ｂの全周に亘って設けられている。一方、シールリング６０の該係止用凸部５８ｄに対向する位置には、この係止用凸部５８ｄと係止する係止部として係止用凹部６０ａがシールリング６０の全周に亘って設けられている。そして、可動保持部材５８の嵌着部５８ｃ内にシールリング６０の固定保持部材５４側端部を嵌着し、係止用凹部６０ａ内に係止用凸部５８ｄを嵌入（係止）させることで、可動保持部材５８のリング状部５８ｂにシールリング６０が取付けられている。
【００２５】
このように構成して、ボルトを使用することなく可動保持部材５８にシールリング６０を取付けることで、シールリング６０にボルトを挿通させるための取付け穴を設ける必要をなくし、このような取付け穴からめっき液がシールリング６０の内部に漏れることを防止することができる。
【００２６】
すなわち、このようなシールリング６０の取付けは、一般にはボルトによって行われるが、ボルトによってシールリング６０を可動保持部材５８のリング状部５８ｂに取付けると、このボルト取付け部及びその周辺においては、十分な締付け力を確保できるものの、例えば基板の取外しの際に互いに隣接するボルト間に位置するシールリング６０に弛みが生じて、ここからめっき液が可動保持部材５８とシールリング６０との間に浸入する。そして、ここにコンタミネーションが蓄積して、可動保持部材５８とシールリング６０との間に隙間が生じ、この隙間に浸入しためっき液がボルト取付け用の穴を通過してシールリング６０の内部に漏れてしまう。この例によれば、このようなめっき液の漏れの原因となるボルト取付け用の穴（貫通孔）を設ける必要をなくして、このような貫通孔からのめっき液の漏れを防止することができる。
【００２７】
また、この例では、係止用凸部５８ｄをリング状部５８ｂの全周に亘って設け、また係止用凹部６０ａもシールリング６０の全周に亘って設けた例を示しているが、互いに対向する一部に設けるようにしてもよい。全周に亘って設けることで、係止用凸部５８ｄと係止用凹部６０ａとを全周に亘って係止させ、この係止部を介してシールリング６０と可動保持部材５８との間にめっき液が浸入することを防止することができる。
【００２８】
可動保持部材５８の固定保持部材５４と反対側には、押えリング６２が該押えリング６２に固定した第１スライドプレート６４を介して回転自在でかつ脱出不能に保持されている。この押えリング６２は、酸化性環境に対して耐食性に優れ、十分な剛性を有する、例えばチタンから構成されている。すなわち、この第１スライドプレート６４は、図１０及び図１３に詳細に示すように、天板部６４ａと該天板部６４ａの両側端部から可動保持部材５８のリング状部５８ｂの側方まで延出する一対の脚部６４ｂから横断面コ字状に形成されている。そして、この各脚部６４ｂの下端には、可動保持部材５８のリング状部５８ｂの方向に突出する係合用の凸部６４ｃが設けられている。一方、押えリング６２には、直径方向の外方に向けて突出するフランジ片６２ａが設けられ、また可動保持部材５８の外周端面の前記係合用の凸部６４ｃに対向する位置には、円周方向に延びる係合用の凹部５８ｅが形成されている。
【００２９】
これにより、第１スライドプレート６４の内部に押えリング６２のフランジ片６２ａを挿入し、ボルト６６を螺着することで、押えリング６２に第１スライドプレート６４に取付け、この第１スライドプレート６４の係合用の凸部６４ｃを可動保持部材５８に設けた係合用の凹部５８ｅ内に嵌入し、この凸部６４ｃを凹部５８ｅに沿ってスライドさせることで、第１スライドプレート６４を介して押えリング６２を可動保持部材５８に回転自在かつ脱出不能に保持するようになっている。
【００３０】
このように、押えリング６２を該押えリング６２に取付けた第１スライドプレート６４を介して可動保持部材５８に回転自在かつ脱出不能に保持することで、押えリング６２の内部に長穴等を設ける必要をなくして、押えリング６２の加工の容易性を確保するとともに、押えリング６２がその長さ（円周）方向に沿って部分的に強度（剛性）が低下するのを防止することができる。このように押えリング６２がその長さ（円周）方向に沿って部分的に強度（剛性）が低下するのを防止することで、下記のように、この押えリング６２を介して可動保持部材５８を押圧し、可動保持部材５８に取付けシールリング６０の短い足を基板Ｗの表面に、長い足を固定保持部材５４の表面にそれぞれ圧接させる際、この反力によって押えリング６２が部分的に撓むことを防止して、シールリング６０を均一に過不足なく押圧し、これによって、シールリング６０と基板Ｗとの間、及びシールリング６０と固定保持部材５４との間からめっき液が漏れることを防止することができる。
【００３１】
つまり、このような押えリング６２の保持は、一般に、押えリング６２の内部に長穴を設け、この長穴の内部に可動保持部材５８に固定したピン部材を挿通し、このピン部材の露出端部に脱出防止用の頭部を設けることによって行われているが、この例によれば、押えリング６２の内部に、このような加工性や剛性の低下の原因となる長穴等を設ける必要をなくすことができる。
【００３２】
なお、この例では、押えリング６２に、押えリング６２を可動保持部材５８に保持させる役割を兼ねた３個の第１スライドプレート６４と、これらの第１スライドプレート６４間に位置して、このような役割を持たない３個の第２スライドプレート６８とを円周方向に沿って等間隔に取付けた例を示している。すなわち、図９に示すように、この第２スライドプレート６８は、この内部に押えリング６２のフランジ片６２ａを挿入し、ボルト６６を螺着することで、押えリング６２に取付けられている。
【００３３】
第１スライドプレート６４及び第２スライドプレート６８の外側方に位置して、固定保持部材５４には、内方に突出する突出部７０ａを有する逆Ｌ字状のクランパ７０が円周方向に沿って等間隔で立設されている。そして、第１スライドプレート６４及び第２スライドプレート６８の表面及び該表面を覆うように位置するクランパ７０の内方突出部７０ａの下面は、回転方向に沿って互いに逆方向に傾斜するテーパ面となっている。
【００３４】
図１１に示すように、固定保持部材５４には、この固定保持部材５４上に基板Ｗを載置する際、基板Ｗの外周端面を案内して基板Ｗの位置決めを行う、先端を円錐状にしたガイドピン７１が複数個（例えば６個）設けられている。また、可動保持部材５８の直径方向に相対する位置には、外方に膨出する膨出部５８ｆが設けられ、固定保持部材５４には、この膨出部５８ｆの外周端面に当接して押えリング６２の振止め（回転の際のずれ防止）を行う、例えば塩化ビニル製の振止めブロック７２が立設されている。更に、押えリング６２の表面の円周方向に沿った複数箇所（例えば４カ所）には、例えば押えリング６２にねじ込んだ回転ピンからなる突起７３が設けられ、この突起７３を回転機構で引っ掛けて押えリング６２を第１スライドプレート６４及び第２スライドプレート６８と一体に回転させるようになっている。
【００３５】
このように、固定保持部材５４に設けた振止めブロック７２を可動保持部材５８の膨出部５８ｆに当接させて押えリング６２の振止めを行い、また押えリング６２に設けた突起７３を介して押えリング６２を回転させることで、押えリング６２に穿孔等を設ける必要をなくして、押えリング６２の剛性が、その長さ（円周）方向に沿った一部で局部的に低下することを防止することができる。
【００３６】
これにより、可動保持部材５８を開いた状態で、固定保持部材５４の中央部に基板Ｗを挿入すると、基板Ｗはガイドピン７１で所定の位置に位置決めされる。この状態で、ヒンジ５６を介して可動保持部材５８を閉じた後、押えリング６２を時計回りに回転させて、スライドプレート６４，６８をクランパ７０の突出部７０ａの内部に滑り込ませることで、固定保持部材５４と可動保持部材５８とをテーパ面を介して互いに締付けてロックし、押えリング６２を反時計回りに回転させて逆Ｌ字状のクランパ７０の突出部７０ａからスライドプレート６４，６８を引き抜くことで、このロックを解くようになっている。
【００３７】
そして、このようにして可動保持部材５８をロックした時、図９に示すように、シールリング６０の内周面側の短い足が基板Ｗの表面に、外周面側の長い足が固定保持部材５４の表面にそれぞれ圧接し、しかも、前述のように、押えリング６２には、その長さ（円周）方向に沿って部分的に強度（剛性）が低下する場所ないので、シールリング６０を均一に押圧して、ここを確実にシールするようになっている。
【００３８】
図９及び図１０に示すように、固定保持部材５４には、下記のハンド７６に設けた外部接点４００（図６）から延びる複数の配線４０２にそれぞれ接続した複数（図示では８個）の導電体（電気接点）７４が配置されて、固定保持部材５４に基板Ｗを載置した際、この導電体７４の端部が基板Ｗの側方で固定保持部材５４の表面に露出するようになっている。
【００３９】
一方、シールリング６０の該導電体７４の露出部に対向する位置には、図１４に示すように、矩形状の収納用凹部６０ｃが設けられ、この収納用凹部６０ｃの内部に、横断面略コ字状で固定保持部材５４側に向けて開口し、脚部７５ａを外方に拡げた形状の電気接点７５が、その脚部７５ａを外部に露出させた状態で収納され、シリコン等の接着剤７７で接着固定されている。
【００４０】
このように、シールリング６０に設けた収納用凹部６０ｃ内に電気接点７５を収納保持することで、シールリング６０に電気接点７５を装着するための装着穴（貫通孔）を設ける必要をなくし、このような貫通孔からめっき液がシールリング６０の内部に漏れることを防止することができる。
なお、この例では、収納用凹部６０ｃの内部に接着剤７７を埋込み、収納用凹部６０ｃの側面において接着剤７７とシールリング６０との間で接着力を得るようにしているが、電気接点７５の背面側で接着剤を介して電気接点７５をシールリング６０に接着するようにしてもよい。
【００４１】
この電気接点７５は、この例では、例えば金線等の導電ばね材料からなる複数本の細線７８を板状に束ねて構成され、各脚部７５ａの先端にあっては、電気接点７５を構成する各細線７８が個々に分離して各細線７８自体の剛性によるばね性を有するように構成されている。
【００４２】
図１５は、この電気接点７５の製造例を示すもので、先ず同図（ａ）に示すように、複数本の細線７８を並列に並べ、同図（ｂ）に示すように、その両外周縁部を除く領域Ｆを、例えばプレスまたははんだ付け等で接合する。そして、同図（ｃ）に示すように、互いに接合した領域を、例えばプレス成形によって、所定の形状に成形することによって製造される。
【００４３】
このように、電気接点７５をばね構造の接点をなす複数本の細線７８で接点の集合体の如く構成し、各細線７８が個別に接触するようにすることで、例え電気接点７５が動いても、片当たりを防止し、複数の細線７８との接点を確保して接点不良を減少させることができる。しかも、比較的安価な細線７８を使用し、各細線７８の両端に該細線７８自体の剛性によるばね性を持たせることで、従来の金属接片とコイルばねを有する電気接点に比較して、構造の簡素化と低廉化を図ることができる。特に、細線７８として、電気抵抗が低く、しかも耐食性に優れている金線を使用することで、接点としての電気抵抗を低く抑えるとともに、めっき液や洗浄液の漏れによって電気接点７５が腐食することを防止することができる。
【００４４】
更に、この例によれば、シールリング６０に設けた収納用凹部６０ｃ内に電気接点７５を収納することで、シールリング６０に接点寸法を吸収する効果を持たせ、更に収納用凹部６０ｃ内に接着剤７７を充填して電気接点７５を固定することで、この収納用凹部６０ｃの内部が漏れためっき液や洗浄液で濡れてしまうことを防止することができる。
【００４５】
これにより、前述のようにして、可動保持部材５８をロックすると、シールリング６０でシールされた位置、すなわちシールリング６０の一対の足で挟まれた領域で、導電体７４の露出部が電気接点７５の外周側に位置する一方の脚部７５ａの先端に各細線７８の弾性力で接触し、基板Ｗが電気接点７５の内周側に位置する他方の脚部７５ａの先端に各細線７８の弾性力で接触する。これによって、基板Ｗをシールリング６０でシールして基板ホルダ１８で保持した状態で、電気接点７５を介して基板Ｗに給電が行えるようになっている。
なお、導電体７４の表面の、少なくとも電気接点７５との当接面に、例えば金または白金めっきを施して被覆することが好ましい。
【００４６】
可動保持部材５８の開閉は、図示しないシリンダと可動保持部材５８の自重によって行われる。つまり、固定保持部材５４には通孔５４ａが設けられ、載置プレート５２のこの上に基板ホルダ１８を載置した時に該通孔５４ａに対向する位置にシリンダが設けられている。これにより、シリンダロッドを伸展させ、通孔５４ａを通じて押圧棒７９で可動保持部材５８の基部５８ａを上方に押上げることで可動保持部材５８を開き、シリンダロッドを収縮させることで、可動保持部材５８をその自重で閉じるようになっている。
【００４７】
この可動保持部材５８を開く時には、図８に仮想線で示すように、可動保持部材５８側の基板ホルダ１８で保持した基板Ｗに対向する位置に配置されたエアー噴出ノズルＮから基板Ｗに向けて、例えば０．４ＭＰａ程度の圧力のオイルフリーエアー（ＯＦＡ）やＮ_２ガスを噴出することで、めっき処理後の基板Ｗが可動保持部材５８側にくっついたまま可動保持部材５８が開いて、基板Ｗが脱落することを防止するようになっている。
【００４８】
この例にあっては、押えリング６２を回転させることにより、可動保持部材５８のロック・アンロックを行うようになっているが、このロック・アンロック機構は、天井側に設けられている。つまり、このロック・アンロック機構は、載置プレート５２の上に基板ホルダ１８を載置した時、この中央側に位置する基板ホルダ１８の押えリング６２の各突起７３に対応する位置に位置させた把持部材を有し、載置プレート５２を上昇させ、突起７３を把持部材で把持した状態で把持部材を押えリング６２の軸芯周りに回転させることで、押えリング６２を回転させるように構成されている。このロック・アンロック機構は、１個備えられ、載置プレート５２の上に載置した２個の基板ホルダ１８の一方をロック（またはアンロック）した後、載置プレート５２を横方向にスライドさせて、他方の基板ホルダ１８をロック（またはアンロック）するようになっている。
【００４９】
また、基板ホルダ１８には、基板Ｗを装着した時の該基板Ｗと接点との接触状態を確認するセンサが備えられ、このセンサからの信号がコントローラ（図示せず）に入力されるようになっている。
【００５０】
基板ホルダ１８の固定保持部材５４の端部には、基板ホルダ１８を搬送したり、吊下げ支持したりする際の支持部となる一対の略Ｔ字状のハンド７６が連接されている。そして、ストッカ２４内においては、この周壁上面にハンド７６の突出端部を引っ掛けることで、これを垂直に吊下げ保持し、この吊下げ保持した基板ホルダ１８のハンド７６を基板ホルダ搬送装置４０のトランスポータ４２で把持して基板ホルダ１８を搬送するようになっている。なお、プリウェット槽２６、プリソーク槽２８、水洗槽３０ａ，３０ｂ、ブロー槽３２及び銅めっき槽３４内においても、基板ホルダ１８は、ハンド７６を介してそれらの周壁に吊下げ保持される。
【００５１】
更に、図６に示すように、一方のハンド７６の外方へ突出する突出部下面には、スプリングプローブからなり、電源の陰極に接続される外部接点４００が設けられ、この外部接点４００から延びる配線４０２は、該ハンド７６の内部に設けた配線溝７６ｂから固定保持部材５４の内部に設けた一対の配線溝５４ｂ，５４ｃの内部をそれぞれ通って、導電体７４に接続されている。この配線４０２は、配線カバー４０４で覆われている。また、他方のハンド７６の外方に突出する突出部には、この下面から鈎状に屈曲して内方に貫通して延びる気体流通穴７６ｃが設けられ、この気体流通穴７６ｃには、チューブ４０６の一端が接続され、このチューブ４０６の他端は、固定保持部材５４の内部に設けた一方の配線溝５４ｃに接続されている。
【００５２】
そして、固定保持部材５４の内部に設けた配線溝５４ｂの入口部には、この配線溝５４ｂとこの内部を挿通する配線４０２との間の隙間を埋めるコーキング材４０８ａが、配線溝５４ｃの入口部には、この配線溝５４ｃとこの内部を挿通する配線４０２及びチューブ４０６との間の隙間を埋めるコーキング材４０８ｂがそれぞれ充填されて、密閉されている。また、チューブ４０６のハンド７６への接続部にも、コーキング材４０８ｃが充填されて、密閉されている。
【００５３】
各配線４０２は、図１２（ａ）に示すように、例えばＰｔ，ＡｕまたはＣｕ等からなり、直径が０．５ｍｍまたは０．７ｍｍ程度の導体４１０の端部を被覆チューブ４１２から外部に露出させ、この露出した導体４１０を目玉状に丸めボルトに巻付けて導電体７４に接続される。そして、この導体４１０の露出端部には、導体４１０と被覆チューブ４１２との間の隙間を埋めるコーキング材４０８ｄが充填されて、密閉されている。
これによって、下記のように、空間Ｒの内部に空気等の気体を導入して該空間Ｒの内部を加圧した時、この加圧された空間（以下、加圧空間という）Ｒ内の気体がチューブ４０６の接続部や配線溝５４ｂ，５４ｃから外部に漏れないようになっている。
なお、図１２（ｂ）に示すように、導体４１０を露出させた被覆チューブ４１２の端部の該露出した導体４１０に跨る位置に、加熱すると縮む熱収縮チューブ４１３を装着し、この熱収縮チューブ４１３を加熱することで、導体４１０と被覆チューブ４１２との間の隙間をシールするようにしてもよい。
【００５４】
ここで、この基板ホルダ１８は、ハンド７６を介して銅めっき槽３４の各銅めっきユニット３８の所定位置に吊下げ保持されるのであるが、この各銅めっきユニット３８には、図６に示すように、受け台４１４が設けられ、この受け台４１４のハンド７６に設けた気体流通穴７６ｃと対応する位置には、上下に貫通する接続口４１４ａが設けられている。そして、この接続口４１４ａに、例えば空気や純粋なＮ_２ガス等の気体を供給する気体供給源４１６から延びる気体供給路４１８が接続され、更にこの気体供給路４１８には、この気体供給路４１８を開閉する、例えば電磁弁からなる開閉弁４２０が介装されている。また、受け台４１４のハンド７６の上面の、ガイド接続口４１４ａの周囲を囲繞する位置には、受け台４１４のハンド７６で基板ホルダ１８を吊り下げ支持した時に、接続口４１４ａの外周部をシールするＯリング４２２が装着されている。
【００５５】
これにより、前述のようにして、基板ホルダ１８の内部に基板Ｗを保持すると、基板Ｗと固定保持部材５４との間に挟まれ、シールリング６０で周囲を包囲された密閉された加圧空間Ｒが形成される。そして、基板ホルダ１８のハンド７６を銅めっき槽３４の受け台４１４に引っ掛けて、基板ホルダ１８を銅めっき槽３４に吊り下げ保持すると、気体供給路４１８とチューブ４０６とが互いに連通し、この状態で、開閉弁４２０を開いて、加圧空間Ｒ内に空気やＮ_２ガス等の気体を導入することで、加圧空間Ｒの内部を加圧するようになっている。
【００５６】
このように、加圧空間Ｒ内を加圧することで、基板Ｗの外周部をシールするシールリング６０と該シールリング６０と接触する基板Ｗや固定保持部材５４等との間に隙間が生じても、加圧空間Ｒ内を加圧した気体がこの隙間を流れ、この気体がめっき液を押し戻して、めっき液の基板ホルダ１８の内部への浸入を阻止することで、めっき液等の漏れを防止することができる。
【００５７】
この気体の圧力は、めっき液の液位による静水圧に打ち勝てばよいので、比較的低い圧力、例えば約０．００５Ｍｐａ程度で十分である。この圧力が高すぎると基板を破壊してしまうことがあり、また内部から基板の外に漏れた気流が基板表面を上昇するとめっきの妨げになるので望ましくない。また、加圧空間Ｒ内に導入する気体としては、一般に空気が使用されるが、純粋なＮ_２ガス等の不活性ガスを導入することで、基板が空気で汚染されることを防止することができる。
【００５８】
なお、この例では、気体供給路４１８に開閉弁４２０を設け、この開閉弁４２０を介して、必要な時だけ加圧空間Ｒ内に気体を供給し、これによって、無駄な動力を削減するようにしているが、この開閉弁４２０を省略して、受け台４１４に設けた接続口４１４ａから、気体が上方に向けて常時噴出するようにしてもよい。
また、図１６に示すように、受け台４１４に設けた上下に貫通する接続口４１４ａの内部に上方に向け内径が徐々に減少する弁座面４１４ｂを設けるとともに、この弁座面４１４ｂに当接するチェッキ弁用のボール４２４を内蔵して継手４２６で塞ぎ、この継手４２６に気体供給路４１８を接続する。一方、基板ホルダ１８のハンド７６に設けた気体流通穴７６ｃの鉛直部の内部に、外周部に円弧状の流路部を有するステム４２８の軸部４２８ａを嵌着し、このステム４２８の脚部４２８ｂを下方に突出させる。これによって、基板ホルダが設置されていない時は、ボール４２４を弁座面４１４ｂに着座させて気体が消費されることを防ぎ、基板ホルダ１８のハンド７６を受け台４１４に設置して、基板ホルダ１８を吊り下げ保持した時に、このハンド７６に設けたステム４２８がボール４２４を下方に押し下げボール４２４の弁座面４１４ｂへの着座を解いて、加圧空間Ｒ内に空気やＮ_２ガス等の気体を導入するようにしてもよい。
【００５９】
更に、図示しないが、トランスポータ４４にも、上記と同様な構成の受け台を設けるとともに、基板ホルダ１８の内部にチェッキ弁を内蔵させ、トランスポータ４４で基板ホルダ１８を保持した時に、加圧空間Ｒ内に空気やＮ_２ガス等の気体を導入して加圧することで、基板ホルダ１８が銅めっきユニット３８内に保持しためっき液内に没する間に、めっき液が漏れてしまうことを防止するようにすることができる。
このように、トランスポータ４４に上記と同様な構成の受け台を設けた場合、一定時間気体を封止し、その間に気体の圧力が低下しないか否かを検出することで、シールリング６０と基板Ｗや固定保持部材５４との間から気体が漏れているか否かを検出することができる。
【００６０】
図１７及び図１８は、基板ホルダ搬送装置４０の走行部であるリニアモータ部８０を示すもので、このリニアモータ部８０は、長尺状に延びるベース８２と、このベース８２に沿って走行する２台のスライダ８４，８６とから主に構成され、この各スライダ８４，８６の上面にトランスポータ４２，４４が搭載されている。また、ベース８２の側部には、ケーブルベアブラケット８８とケーブルベア受け９０が設けられ、このケーブルベアブラケット８８とケーブルベア受け９０に沿ってケーブルベア９２が延びるようになっている。
【００６１】
このように、トランスポータ４２，４４の移動方式としてリニアモータ方式を採用することで、長距離移動を可能にするとともに、トランスポータ４２，４４の長さを短く抑えて装置の全長をより短くし、更に長いボールネジなどの精度とメンテナンスを要する部品を削減することができる。
【００６２】
図１９乃至図２２は、一方のトランスポータ４２を示す。なお、他方のトランスポータ４４も基本的に同じ構成であるので、ここでは説明を省略する。このトランスポータ４２は、トランスポータ本体１００と、このトランスポータ本体１００から横方向に突出するアーム部１０２と、アーム部１０２を昇降させるアーム部昇降機構１０４と、アーム部１０２を回転させるアーム部回転機構１０６と、アーム部１０２の内部に設けられて基板ホルダ１８のハンド７６を着脱自在に把持する把持機構１０８とから主に構成されている。
【００６３】
アーム部昇降機構１０４は、図１９及び図２０に示すように、鉛直方向に延びる回転自在なボールねじ１１０と、このボールねじ１１０に螺合するナット１１２とを有し、このナット１１２にＬＭベース１１４が連結されている。そして、トランスポータ本体１００に固定した昇降用モータ１１６の駆動軸に固着した駆動プーリ１１８とボールねじ１１０の上端に固着した従動プーリ１２０との間にタイミングベルト１２２が掛け渡されている。これによって、昇降用モータ１１６の駆動に伴ってボールねじ１１０が回転し、このボールねじ１１０に螺合するナット１１２に連結したＬＭベース１１４がＬＭガイドに沿って上下に昇降するようになっている。
【００６４】
アーム部回転機構１０６は、図２０に仮想線で示すように、内部に回転軸１３０を回転自在に収納し取付け台１３２を介してＬＭベース１１４に固着したスリーブ１３４と、このスリーブ１３４の端部にモータベース１３６を介して取付けた回転用モータ１３８とを有している。そして、この回転用モータ１３８の駆動軸に固着した駆動プーリ１４０と回転軸１３０の端部に固着した従動プーリ１４２との間にタイミングベルト１４４が掛け渡されている。これによって、回転用モータ１３８の駆動に伴って回転軸１３０が回転するようになっている。そして、アーム部１０２は、この回転軸１３０にカップリング１４６を介して連結されて回転軸１３０と一体となって昇降し回転するようになっている。
【００６５】
アーム部１０２は、図２０の仮想線、図２１及び図２２に示すように、回転軸１３０に連結されて該回転軸１３０と一体に回転する一対の側板１５０，１５０を備え、この側板１５０，１５０間に把持機構１０８が配置されている。なお、この例では、２つの把持機構１０８が備えられているが、これらは同じ構成であるので、一方のみを説明する。
【００６６】
把持機構１０８は、端部を側板１５０，１５０間に幅方向自在に収納した固定ホルダ１５２と、この固定ホルダ１５２の内部を挿通させたガイドシャフト１５４と、このガイドシャフト１５４の一端（図２２における下端）に連結した可動ホルダ１５６とを有している。そして、固定ホルダ１５２は、一方の側板１５０に取付けた幅方向移動用シリンダ１５８にシリンダジョイント１６０を介して連結されている。一方、ガイドシャフト１５４の他端（図２２における上端）には、シャフトホルダ１６２が取付けられ、このシャフトホルダ１６２は、上下移動用シリンダ１６６にシリンダコネクタ１６４を介して連結されている。
【００６７】
これにより、幅方向移動用シリンダ１５８の作動に伴って、固定ホルダ１５２が可動ホルダ１５６と共に側板１５０，１５０間をその幅方向に移動し、上下移動用シリンダ１６６の作動に伴って、可動ホルダ１５６がガイドシャフト１５４にガイドされつつ上下に移動するようになっている。
【００６８】
この把持機構１０８でストッカ２４等に吊下げ保持した基板ホルダ１８のハンド７６を把持する時には、ハンド７６との干渉を防止しつつ可動ホルダ１５６をこの下方まで下げ、しかる後、幅方向移動用シリンダ１５８を作動させて、固定ホルダ１５２と可動ホルダ１５６を、ハンド７６を上下から挟む位置に位置させる。この状態で、上下移動用シリンダ１６６を作動させて、可動ホルダ１５６を固定ホルダ１５２と可動ホルダ１５６で挟持して把持する。そして、この逆の動作を行わせることで、この把持を解く。
【００６９】
なお、図６に示すように、基板ホルダ１８のハンド７６の一方には、凹部７６ａが設けられ、可動ホルダ１５６の該凹部７６ａに対応する位置には、この凹部７６ａに嵌合する突起１６８が設けられて、この把持を確実なものとすることができるように構成されている。
【００７０】
図２３乃至図２６は、４個の銅めっきユニット３８を２列に収納した銅めっき槽３４を示す。なお、図１に示す８個のめっきユニット３８を２列に収容するようにした銅めっき槽３４も基本的には同じ構成である。銅めっきユニットをこれ以上増やしても同様である。
【００７１】
この銅めっき槽３４は、上方に開口した矩形ボックス状に形成されたオーバーフロー槽３６を備え、このオーバーフロー槽３６の周壁１７０の上端は、この内部に収納する各銅めっきユニット３８の周壁１７２の上端１８０よりも上方に突出するように構成されている。そして、この内部に銅めっきユニット３８を収納した時に、銅めっきユニット３８の周囲にめっき液流路１７４が形成され、このめっき液流路１７４にポンプ吸込口１７８が設けられている。これによって、銅めっきユニット３８をオーバーフローしためっき液は、めっき液流路１７４を流れてポンプ吸込口１７８から外部に排出されるようになっている。なお、このオーバーフロー槽３６には、各銅めっきユニット３８内のめっき液の液面を均一に調整する液面レベラが設けられている。
ここで、図２３及び図２５に示すように、銅めっきユニット３８の内周面には、基板ホルダ１８の案内となる嵌合溝１８２が設けられている。
【００７２】
そして、図２５に示すように、銅めっきユニット３８をオーバーフローしためっき液Ｑをオーバーフロー槽３６に集め、これを真空ポンプ３２０により温度調整槽３２１、濾過フィルタ３２２、脱気ユニット（脱気装置）３２８、溶存酸素濃度測定装置３４０、流量計３２３を介して銅めっきユニット３８の内部に戻すめっき液循環系Ｃ_３が備えられている。脱気ユニット３２８は、めっき液Ｑの流路に対して液体を透過せず気体のみを透過する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真空ポンプ３２９を備えている。
【００７３】
更に、このめっき液循環系Ｃ_３に分岐して、例えば全めっき液量の１／１０を取出してめっき液を分析し、この分析結果に基づいてめっき液に不足する成分を追加するめっき液管理装置６１０が備えられている。このめっき液管理装置６１０は、めっき液調整タンク６１２を備え、このめっき液調整タンク６１２内で不足する成分を追加するようになっており、このめっき液調整タンク６１２に温度コントローラ６１４や、サンプルを取出して分析するめっき液分析ユニット６１６が付設されている。そして、ポンプ６１８の駆動に伴って、めっき液調整タンク６１２からフィルタ６２０を通してめっき液がめっき液循環系Ｃ_３に戻るようになっている。
【００７４】
なお、この例では、めっき処理時間やめっきした基板の数等の外乱を予測して不足する成分を添加するフィードフォワード制御と、めっき液を分析し、この分析結果に基づいてめっき液に不足する成分を追加するフィードバック制御とを併用している。フィードバック制御のみでもよいことは勿論である。
【００７５】
このめっき液管理装置６１０は、例えば、図４に示すように、カセットテーブル１２、基板着脱部２０、ストッカ２４、プリウェット槽２６、プリソーク槽２８、水洗槽３０ａ，３０ｂ及び銅めっき槽３４等を収納したハウジング６０９の内部に配置されているが、図５に示すように、ハウジング６０９の外部に配置するようにしてもよい。
【００７６】
また、図２６に示すように、オーバーフロー槽３６のめっき液流路１７４の内部には、空電解用のカソード１８４とアノード１８６が配置されている。このアノード１８６は、例えばチタン製のバスケットからなり、内部に銅等のチップを入れるようになっている。これにより、オーバーフロー槽３６にめっきタンクとしての役割を果たさせて、銅めっきユニット３８間におけるめっき膜のむらをなくすとともに、空電解の電極面を大きくして、空電解の効率を上げ、更に、循環するめっき液の多くの部分が空電解部を通過するようにして、均一なめっき液状態を形成しやすくすることができる。
【００７７】
プリウェット槽２６にあっても、図２７に示すように、プリウェットユニット２６ａをオーバーフローした純水をオーバーフロー槽２６ｂに集め、これを真空ポンプ３２０により温度調整槽３２１、濾過フィルタ３２２、脱気ユニット（脱気装置）３２８、流量計３２３を介してプリウェットユニット２６ａの内部に戻す純水循環系Ｃ_４が備えられている。脱気ユニット３２８は、純水の流路に対して液体を透過せず気体のみを透過する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真空ポンプ３２９を備えている。また、純水循環系Ｃ_４に純水を供給する純水タンク３３０が備えられている。
【００７８】
図２８は、銅めっきユニット３８の断面を示す。図２８に示すように、銅めっきユニット３８の内部には、この嵌合溝１８２（図２３及び図２５参照）に沿って基板Ｗを装着した基板ホルダ１８を配置した時、この基板Ｗの表面と対面する位置にアノード２００が配置され、このアノード２００と基板Ｗとの間にパドル（掻き混ぜ棒）２０２がほぼ垂直に配置されている。このパドル２０２は、下記に詳述するパドル駆動装置４６によって、基板Ｗと平行に往復移動できるようになっている。
【００７９】
このように、基板Ｗとアノード２００との間にパドル２０２を配置し、これを基板Ｗと平行に往復移動させることで、基板Ｗの表面に沿っためっき液の流れを該表面の全面でより均等にして、基板Ｗの全面に亘ってより均一な膜厚のめっき膜を形成することができる。
また、この例では、基板Ｗとアノード２００との間に、基板Ｗの大きさに見合った中央孔２０４ａを設けたレギュレーションプレート（マスク）２０４を配置している。これにより、基板Ｗの周辺部の電位をレギュレーションプレート２０４で下げて、めっき膜の膜厚をより均等化することができる。
【００８０】
図２９は、このめっき装置の銅めっき槽３４を配置した部分の断面を示し、図３０は、図２９におけるめっき液注入部の詳細を示す。図２９に示すように、銅めっきユニット３８の内部には、その下方にあるめっき液供給管２０６からめっき液が供給され、オーバーフロー槽３６をオーバーフローしためっき液は、下部のめっき液排出管２０８を通して排出される。
【００８１】
ここで、図３０に示すように、めっき液供給管２０６は、銅めっきユニット３８の底部で該銅めっきユニット３８の内部に開口しており、この開口端に整流板２１０が取付けられて、この整流板２１０を通してめっき液が銅めっきユニット３８内に注入される。このめっき液供給管２０６を囲繞する位置に排液管２１２の一端が銅めっきユニット３８に開口して取付けられ、この排液管２１２の他端にベント管２１４を介してめっき液排出管２０８が連結されている。これによって、めっき液供給管２０６の近傍のめっき液は、排液管２１２及びめっき液排出管２０８から排出されて、ここでのめっき液の滞留が防止されるようになっている。
【００８２】
図３１及び図３２は、パドル駆動装置４６を示す。なお、この例では、複数のパドル駆動装置４６が備えられ、図３１及び図３２は、２個のみを示しているが、全て同じ構成であるので、その内の１個のみを説明し、他は同一符号を付してその説明を省略する。
【００８３】
このパドル駆動装置４６には、パドル駆動用モータ２２０と、このモータ２２０の駆動軸に基端を連結したクランク２２２と、このクランク２２２の先端に取付けたカムフォロア２２４と、このカムフォロア２２４が摺動する溝カム２２６を有するスライダ２２８とを有している。そして、このスライダ２２８にパドルシャフト２３０が連結されて、このパドルシャフト２３０が銅めっき槽３４を横切るように配置されている。このパドルシャフト２３０の長さ方向に沿った所定箇所にパドル２０２が垂設され、その長さ方向に沿った往復移動のみを許容するようにシャフトガイド２３２で支持されている。
【００８４】
これにより、パドル駆動用モータ２２０の駆動に伴って、クランク２２２が回転し、このクランク２２２の回転運動がスライダ２２８及びカムフォロア２２４を介してパドルシャフト２３０の直線運動に変換され、このパドルシャフト２３０に垂設したパドル２０２が、前述のように、基板Ｗと平行に往復移動するようになっている。
【００８５】
なお、基板の径が異なる場合には、パドルシャフト２３０に対するパドル２０２の取付け位置を任意に調節することで、これに容易に対処することができる。また、パドル２０２はめっき処理中常に往復移動しているため、摩耗が発生し、機械的な摺動によりパーティクル発生の原因ともなっていたが、この例にあっては、パドル支持部の構造を改良することにより、耐久性を改善して、問題の発生を大幅に減少させることができる。
【００８６】
このように構成しためっき装置による一連のバンプめっき処理を説明する。先ず、図３６（ａ）に示すように、表面に給電層としてのシード層５００を成膜し、このシード層５００の表面に、例えば高さＨが２０〜１２０μｍのレジスト５０２を全面に塗布した後、このレジスト５０２の所定の位置に、例えば直径Ｄが２０〜２００μｍ程度の開口部５０２ａを設けた基板をその表面（被めっき処理面）を上した状態でカセット１０に収容し、このカセット１０をカセットテーブル１２に搭載する。
【００８７】
このカセットテーブル１２に搭載したカセット１０から、基板搬送装置２２で基板を１枚取出し、アライナ１４に載せてオリフラやノッチなどの位置を所定の方向に合わせる。このアライナ１４で方向を合わせた基板を基板搬送装置２２で基板着脱部２０まで搬送する。
【００８８】
基板着脱部２０においては、ストッカ２４内に収容されていた基板ホルダ１８を基板ホルダ搬送装置４０のトランスポータ４２の把持機構１０８で２基同時に把持し、アーム部昇降機構１０４を介してアーム部１０２を上昇させた後、基板着脱部２０まで搬送し、アーム部回転機構１０６を介してアーム部１０２を９０゜回転させて基板ホルダ１８を水平な状態とする。しかる後、アーム部昇降機構１０４を介してアーム部１０２を下降させ、これによって、２基の基板ホルダ１８を基板着脱部２０の載置プレート５２の上に同時に載置し、シリンダを作動させて基板ホルダ１８の可動保持部材５８を開いた状態にしておく。
【００８９】
この状態で、中央側に位置する基板ホルダ１８に基板搬送装置２２で搬送した基板を挿入し、シリンダを逆作動させて可動保持部材５８を閉じ、しかる後、ロック・アンロック機構で可動保持部材５８をロックする。そして、一方の基板ホルダ１８への基板の装着が完了した後、載置プレート５２を横方向にスライドさせて、同様にして、他方の基板ホルダ１８に基板を装着し、しかる後、載置プレート５２を元の位置に戻す。
【００９０】
これにより、基板は、そのめっき処理を行う面を基板ホルダ１８の開口部から露出させた状態で、周囲をシールリング６０でめっき液が浸入しないようにシールされ、シールによってめっき液に触れない部分において複数の接点と電気的に導通するように固定される。ここで、接点からは基板ホルダ１８のハンド７６まで配線が繋がっており、ハンド７６の部分に電源を接続することにより基板のシード層５００に給電することができる。
【００９１】
次に、基板を装着した基板ホルダ１８を基板ホルダ搬送装置４０のトランスポータ４２の把持機構１０８で２基同時に把持し、アーム部昇降機構１０４を介してアーム部１０２を上昇させた後、ストッカ２４まで搬送し、アーム部回転機構１０６を介してアーム部１０２を９０゜回転させて基板ホルダ１８を垂直な状態となし、しかる後、アーム部昇降機構１０４を介してアーム部１０２を下降させ、これによって、２基の基板ホルダ１８をストッカ２４に吊下げ保持（仮置き）する。
【００９２】
これらの基板搬送装置２２、基板着脱部２０及び基板ホルダ搬送装置４０のトランスポータ４２においては、前記作業を順次繰り返して、ストッカ２４内に収容された基板ホルダ１８に順次基板を装着し、ストッカ２４の所定の位置に順次吊り下げ保持（仮置き）する。
なお、基板ホルダ１８に備えられていた基板と接点との接触状態を確認するセンサで、この接触状態が不良である判断とした時には、その信号をコントローラ（図示せず）に入力する。
【００９３】
一方、基板ホルダ搬送装置４０の他方のトランスポータ４４にあっては、基板を装着しストッカ２４に仮置きした基板ホルダ１８をこの把持機構１０８で２基同時に把持し、アーム部昇降機構１０４を介してアーム部１０２を上昇させた後、プリウェット槽２６まで搬送し、しかる後、アーム部昇降機構１０４を介してアーム部１０２を下降させ、これによって、２基の基板ホルダ１８をプリウェット槽２６内に入れた、例えば純水に浸漬させて基板の表面を濡らして表面の親水性を良くする。なお、基板の表面を濡らし穴の中の空気を水に置換して親水性をよくできるものであれば、純水に限らないことは勿論である。
【００９４】
なお、この時、基板ホルダ１８に備えられていた基板と接点との接触状態を確認するセンサで、この接触状態が不良であると判断した基板を収納した基板ホルダ１８は、ストッカ２４に仮置きしたままにしておく。これにより、基板ホルダ１８に基板を装着した時に該基板と接点との間に接触不良が生じても、装置を停止させることなく、めっき作業を継続することができる。この接触不良を生じた基板にはめっき処理が施されないが、この場合には、カセットを戻した後にめっき未処理の基板をカセットから排除することで、これに対処することができる。
【００９５】
次に、この基板を装着した基板ホルダ１８を、前記と同様にして、プリソーク槽２８に搬送し、プリソーク槽２８に入れた硫酸や塩酸などの薬液に基板を浸漬させてシード層表面の電気抵抗の大きい酸化膜をエッチングし、清浄な金属面を露出させる。更に、この基板を装着した基板ホルダ１８を、前記と同様にして、水洗槽３０ａに搬送し、この水洗槽３０ａに入れた純水で基板の表面を水洗する。
【００９６】
水洗が終了した基板を装着した基板ホルダ１８を、前記と同様にして、めっき液を満たした銅めっき槽３４に搬送し、銅めっきユニット３８に吊り下げ保持する。基板ホルダ搬送装置４０のトランスポータ４４は、上記作業を順次繰り返し行って、基板を装着した基板ホルダ１８を順次銅めっき槽３４の銅めっきユニット３８に搬送して所定の位置に吊下げ保持する。
【００９７】
このように、銅めっきユニット３８に基板ホルダ１８を吊り下げ保持すると、気体供給路４１８とチューブ４０６とが互いに連通するので、このように基板ホルダ１８を保持する直前または直後に開閉弁４２０を開いて、加圧空間Ｒ内に空気やＮ_２ガス等の気体を導入して加圧空間Ｒの内部を加圧し、これによって、めっき液の基板ホルダ１８の内部への浸入を阻止して、めっき液の漏れを防止する。
【００９８】
全ての基板ホルダ１８の吊下げ保持が完了した後、オーバーフロー槽３６のめっき液をめっき液供給管２０６からめっき槽に循環させ、かつ、オーバーフローさせながら、アノード２００と基板Ｗとの間にめっき電圧を印加し、同時にパドル駆動装置４６によりパドル２０２を基板の表面と平行に往復移動させることで、基板の表面にめっきを施す。この時、基板ホルダ１８は、銅めっきユニット３８の上部でハンド７６により吊り下げられて固定され、めっき電源から外部接点４００、配線４０２、導電体７４及び電気接点７５を通して、シード層５００（図３６参照）に給電される。
【００９９】
また、めっき液は、銅めっきユニット３８の下部から銅めっきユニット３８内に流入し、銅めっきユニット３８の上部外周部からオーバーフローして、濃度調整、フィルタによる異物除去を行った後、再度銅めっきユニット３８下部から銅めっきユニット３８に流入する。この循環により、めっき液の濃度は常に一定に保たれる。なお、この時、空電解用のカソード１８４とアノード１８６との間に空電解用の電圧を印加することで、めっき液の状態をより均一にすることができる。
【０１００】
めっきが終了した後、めっき電源の印加、めっき液の供給及びパドル往復運動を停止し、めっき後の基板を装着した基板ホルダ１８を基板ホルダ搬送装置４０のトランスポータ４４の把持機構１０８で２基同時に把持し、前述と同様にして、水洗槽３０ｂまで搬送し、この水洗槽３０ｂに入れた純水に浸漬させて基板の表面を純水洗浄する。この時、基板ホルダ１８をめっき液から引き上げた時点で、開閉弁４２０を閉じて、加圧空間Ｒ内への気体の導入を停止する。次に、この基板を装着した基板ホルダ１８を、前記と同様にして、ブロー槽３２に搬送し、ここで、エアーの吹き付けによって基板ホルダ１８に付着した水滴を除去する。しかる後、この基板を装着した基板ホルダ１８を、前記と同様にして、ストッカ２４の所定の位置に戻して吊下げ保持する。
【０１０１】
基板ホルダ搬送装置４０のトランスポータ４４は、上記作業を順次繰り返し、めっきが終了した基板を装着した基板ホルダ１８を順次ストッカ２４の所定の位置に戻して吊下げ保持する。
【０１０２】
一方、基板ホルダ搬送装置４０の他方のトランスポータ４２にあっては、めっき処理後の基板を装着しストッカ２４に戻した基板ホルダ１８をこの把持機構１０８で２基同時に把持し、前記と同様にして、基板着脱部２０の載置プレート５２の上に載置する。この時、基板ホルダ１８に備えられていた基板と接点との接触状態を確認するセンサで、この接触状態が不良である判断とした基板を装着しストッカ２４に仮置きしたままの基板ホルダ１８も同時に搬送して載置プレート５２の上に載置する。
【０１０３】
そして、中央側に位置する基板ホルダ１８の可動保持部材５８のロックをロック・アンロック機構を介して解き、シリンダを作動させて可動保持部材５８を開く。この時、基板ホルダ１８で保持した基板Ｗに向けて、可動保持部材５８側に配置したエアー噴出ノズルＮからオイルフリーエアーやＮ_２ガスを噴出することで、基板Ｗが可動保持部材５８にくっついたまま可動保持部材５８が開くことを防止する。この状態で、基板ホルダ１８内のめっき処理後の基板を基板搬送装置２２で取出して、スピンドライヤ１６に運び、このスピンドライヤ１６の高速回転によってスピンドライ（水切り）した基板を基板搬送装置２２でカセット１０に戻す。
【０１０４】
そして、一方の基板ホルダ１８に装着した基板をカセット１０に戻した後、或いはこれと並行して、載置プレート５２を横方向にスライドさせて、同様にして、他方の基板ホルダ１８に装着した基板をスピンドライしてカセット１０に戻す。
【０１０５】
載置プレート５２を元の状態に戻した後、基板を取出した基板ホルダ１８を基板ホルダ搬送装置４０のトランスポータ４２の把持機構１０８で２基同時に把持し、前記と同様にして、これをストッカ２４の所定の場所に戻す。しかる後、めっき処理後の基板を装着しストッカ２４に戻した基板ホルダ１８を基板ホルダ搬送装置４０のトランスポータ４２の把持機構１０８で２基同時に把持し、前記と同様にして、基板着脱部２０の載置プレート５２の上に載置して、前記と同様な作業を繰り返す。
【０１０６】
そして、めっき処理後の基板を装着しストッカ２４に戻した基板ホルダ１８から全ての基板を取出し、スピンドライしてカセット１０に戻して作業を完了する。これにより、図３６（ｂ）に示すように、レジスト５０２に設けた開口部５０２ａ内にめっき膜５０４を成長させた基板Ｗが得られる。
【０１０７】
なお、図２に示すように、レジスト剥離部６００、シード層除去部６０２及び熱処理部６０４を備えためっき装置にあっては、前述のようにしてスピンドライした基板Ｗを、先ずレジスト剥離部６００に搬送し、例えば温度が５０〜６０℃のアセトン等の溶剤に浸漬させて、図３６（ｃ）に示すように、基板Ｗ上のレジスト５０２を剥離除去する。そして、このレジスト５０２を除去した基板Ｗをシード層除去部６０２に搬送し、図３６（ｄ）に示すように、めっき後の外部に露出する不要となったシード層５００を除去する。次に、この基板Ｗを、例えば拡散炉からなる熱処理部６０４に搬送し、めっき膜５０４をリフローさせることで、図３６（ｅ）に示すように、表面張力で丸くなったバンプ５０６を形成する。更に、この基板Ｗを、例えば、１００℃以上の温度でアニールし、バンプ５０６内の残留応力を除去する。なお、下記のように、多層めっきによるバンプにあっては、このようにアニールを施すことで、バンプ５０６の合金化を図る。そして、このアニール後の基板をカセット１０に戻して作業を完了する。
【０１０８】
また、図３に示すように、前記熱処理部６０４の代わりにリフロー部６０６とアニール部６０８とを備えためっき装置にあっては、このリフロー部６０６でめっき膜５０４をリフローさせ、このリフロー後の基板をアニール部６０８に搬送してアニールする。
【０１０９】
なお、この例では、基板着脱部２０と銅めっきユニット３８との間に基板ホルダ１８を縦置きで収納するストッカ２４を配置し、基板着脱部２０とストッカ２４との間での基板ホルダ１８の搬送を基板ホルダ搬送装置４０の第１のトランスポータ４２で、ストッカ２４と銅めっきユニット３８との間での基板ホルダ１８の搬送を第２のトランスポータ４４でそれぞれ行うことで、不使用時の基板ホルダ１８をストッカ２４に保管しておき、またストッカ２４を挟んだ前後における基板ホルダ１８の搬送をスムーズに行ってスループットを向上させるようにしている。１つのトランスポータで全ての搬送を行うようにしても良いことは勿論である。
【０１１０】
また、基板搬送装置２２として、ドライハンドとウェットハンドを有するロボットを使用し、基板ホルダ１８からめっき後の基板を取出す時にのみウェットハンドを使用し、他はドライハンドを使用するようにしている。基板ホルダ１８のシールによって基板の裏面はめっき液に接触しないように保たれており、原則的にはウェットハンドとすることは必ずしも必要ではないが、このようにハンドを使い分けることで、リンス水の回り込みやシール不良によるめっき液汚染が生じ、この汚染が新しい基板の裏面を汚染することを防止することができる。
【０１１１】
また、基板カセット１０にバーコードを付けたものを使用し、更に基板ホルダ１８のストッカ２４内の収納位置等の基板ホルダ１８の使用状態や、基板カセット１０と該カセット１０に収納した基板Ｗとの関係や、基板ホルダ１８から取出した基板Ｗと基板ホルダ１８との関係等を、例えばコントロールパネルから入力することで、基板カセット１０から取出しためっき処理前の基板をめっき処理後に元の位置に戻すとともに、基板Ｗの処理の状態や基板ホルダ１８の状態を監視することができる。なお、基板自体にバーコードを付けることで、基板自体をそのまま管理するようにしてもよい。
【０１１２】
図３３及び図３４は、めっき装置の他の例を示すもので、これは、異なる種類のめっきを行うめっき槽を備え、自由自在に工程に対応できるようにしたものである。つまり、図３３は、異なる種類のめっきを行うめっき槽を備えためっき処理部を示すもので、これは、ストッカ２４、仮置き台２４０、プリウェット槽２６、プリソーク槽２８、第１の水洗槽３０ａ、基板の表面にニッケルめっきを施す複数のニッケルめっきユニット２４２をオーバーフロー槽３６ａ内に収納したニッケルめっき槽２４４、第２の水洗槽３０ｂ、基板の表面に銅めっきを施す複数の銅めっきユニット３８をオーバーフロー槽３６内に収納した銅めっき槽３４、第３の水洗槽３０ｃ、ブロー槽３２、第４の水洗槽３０ｄ、基板の表面にはんだめっきを施す複数のはんだめっきユニット２４６をオーバーフロー槽３６ｂ内に収納した、はんだめっき槽２４８とを有している。
【０１１３】
なお、これらのニッケルめっきユニット２４２やはんだめっきユニット２４６の構成は、基本的に銅めっきユニット３８と同じであり、これらの各ユニットをオーバーフロー槽内に収容したニッケルめっき槽２４４やはんだめっき槽２４８の構成は、基本的に銅めっき槽３４と同じである。また、その他の構成は、前述と同様である。
【０１１４】
このめっき装置によれば、基板を基板ホルダ１８に装着した状態で、この表面にニッケルめっき、銅めっき及びはんだめっきを順次に施して、ニッケル−銅−はんだからなる多層めっきによるバンプ等を一連の操作で形成することができる。
なお、この例では、４個のニッケルめっきユニット２４２、４個の銅めっきユニット３８及び１４個のはんだめっきユニット２４６（合計２２個のめっきユニット）を備えた例を示しているが、例えば図３５に示すように、４個のニッケルめっきユニット２４２、４個の銅めっきユニット３８及び１８個のはんだめっきユニット２４６（合計２６個のめっきユニット）を備える等、これらの各めっきユニットの個数は、任意に変更できることは勿論であり、また、各めっきユニットでめっきする金属を任意に変更できることは勿論である。
【０１１５】
多層めっきによるバンプとしては、このＮｉ−Ｃｕ−はんだの他に、Ｃｕ−Ａｕ−はんだ、Ｃｕ−Ｎｉ−はんだ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ａｕ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｐｄ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐｄ−Ａｕ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐｄ、Ｎｉ−はんだ、Ｎｉ−Ａｕ等が挙げられる。ここで、このはんだとしては、高融点はんだと共晶はんだのどちらでもよい。
【０１１６】
また、Ｓｎ−Ａｇの多層めっきによるバンプ、またはＳｎ−Ａｇ−Ｃｕの多層めっきによりバンプを形成し、前述のように、アニールを施してこれらの合金化を図ることもできる。これにより、従来のＳｎ−Ｐｂはんだとは異なり、Ｐｂフリーとして、α線による環境問題を解消することができる。
【０１１７】
ここで、この例にあっては、基板ホルダ搬送装置４０側にこれと並行に局所排気ダクト２５０を設け、図３４に示すように、この局所排気ダクト２５０に連通する複数の排気ダクト孔２５２から吸引することで、局所排気ダクト２５０方向に向かう一方向の空気の流れを生じさせ、各めっき槽等の下方から天井に向かう一方向の空気の流れができるようにしている。このように、局所排気ダクト２５０方向に向かう一方向の空気の流れを生じさせ、この流れに各めっき槽から蒸発した蒸気を乗せることで、この蒸気による基板等の汚染を防止することができる。
【０１１８】
以上説明したように、このめっき装置によれば、基板を収納したカセットをカセットテーブルにセットして装置を始動することで、ディップ方式を採用した電解めっきを全自動で行って、基板の表面にバンプ等に適した金属めっき膜を自動的に形成することができる。
【０１１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基板の外周部をシールするシールリングと該シールリングと接触する基板やサポート等の間に隙間が生じても、加圧空間内を加圧した気体がこの隙間を流れて、この気体がめっき液等の液体の押し戻して、めっき液等の液体の基板ホルダ内部への浸入を阻止し、これによって、めっき液等の液体の漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の基板ホルダを備えためっき装置の全体配置図である。
【図２】図１の変形例を示すめっき装置の全体配置図である。
【図３】図１の他の変形例を示すめっき装置の全体配置図である。
【図４】図１の更に他の変形例を示すめっき装置の配置図である。
【図５】図１の更に他の変形例を示すめっき装置の配置図である。
【図６】基板ホルダの平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】図６の右側面図である。
【図９】基板ホルダをロックした状態における図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１０】基板ホルダをアンロックした状態における図７のＤ部拡大図である。
【図１１】基板ホルダをアンロックした状態における図７のＣ部拡大図である。
【図１２】それぞれ異なる配線の端部を示す図である。
【図１３】スライドプレートを示す斜視図である。
【図１４】シールリングの電気接点の装着部を示す裏面図である。
【図１５】電気接点の製造例を工程順に示す図である。
【図１６】（ａ）は、受け台と基板ホルダのハンドの関係の他の例を示す断面図で、（ｂ）は、ステムの軸部の断面図、（ｃ）は、ステムの斜視図である。
【図１７】基板ホルダ搬送装置のリニアモータ部（走行部）を示す平面図である。
【図１８】図１７の正面図である。
【図１９】トランスポータの正面図である。
【図２０】トランスポータのアーム部回転機構を仮想線で示す平面図である。
【図２１】アーム部に備えられた把持機構の平面図である。
【図２２】同じく、縦断正面図である。
【図２３】銅めっき槽の平面図である。
【図２４】図２３の縦断正面図である。
【図２５】銅めっき槽の縦断側面図である。
【図２６】銅めっき槽の拡大断面図である。
【図２７】プリウェット槽の縦断側面図である。
【図２８】銅めっきユニットの拡大断面図である。
【図２９】図１における銅めっき槽配置部の断面図である。
【図３０】銅めっきユニットのめっき液注入孔付近の拡大断面図である。
【図３１】パドル駆動装置の平面図である。
【図３２】同じく、縦断正面図である。
【図３３】本発明の基板ホルダを備えためっき装置の更に他の例を示す配置図である。
【図３４】図３３における局所排気ダクト及び該排気ダクトに連通する排気ダクト孔を示す図である。
【図３５】図３３の変形例を示すめっき装置の配置図である。
【図３６】基板上にバンプ（突起状電極）を形成する過程を工程順に示す断面図である。
【符号の説明】
１０カセット
１２カセットテーブル
１４アライナ
１６スピンドライヤ
１８基板ホルダ
２０基板着脱部
２２基板搬送装置
２４ストッカ
２６プリウェット槽
２８プリソーク槽
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ水洗槽
３２ブロー槽
３４銅めっき槽
３８銅めっきユニット
４０基板ホルダ搬送装置
４２，４４トランスポータ
４６パドル駆動装置
５４固定保持部材
５４ｂ，５４ｃ配線溝
５６ヒンジ
５８可動保持部材
５８ｂリング状部
５８ｃ嵌着部
５８ｄ係止用凸部（係止部）
５８ｅ凹部（係合部）
６０シールリング
６０ａ係止用凹部（係止部）
６０ｃ収納用凹部
６２押えリング
６２ａフランジ片
６４，６８スライドプレート
６４ｃ凸部（係合部）
６６ボルト
７０クランパ
７０ａ突出部
７１ガイドピン
７２振止めブロック
７３突起
７４導電体
７５電気接点
７６ハンド
７６ｂ配線溝
７６ｃ気体流通口
７８細線
８０リニアモータ部
８４，８６スライダ
１００トランスポータ本体
１０２アーム部
１０４アーム部昇降機構
１０６アーム部回転機構
１０８把持機構
４００外部接点
４０２配線
４０６チューブ
４０８ａ，４０８ｂ，４０８ｃ，４０８ｄコーキング材
４１０導体
４１２被覆チューブ
４１４受け台
４１４ａ接続口
４１６気体供給源
４１８気体供給路
４２０開閉弁[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention provides a plating apparatus that performs plating on a surface to be plated of a substrate, for example, a fine wiring groove or hole provided on the surface of a semiconductor wafer or the like, a plating film on a resist opening, or a semiconductor wafer The present invention relates to a substrate holder used in a plating apparatus or the like for forming bumps (protruding electrodes) that are electrically connected to an electrode of a package on the surface and a plating apparatus having the substrate holder.
[0002]
[Prior art]
For example, in the case of TAB (Tape Automated Bonding) and flip chip, protruding connection in which gold, copper, solder, or nickel is laminated in multiple layers at a predetermined location (electrode) on the surface of a semiconductor chip on which wiring is formed An electrode (bump) is formed and electrically connected to a package electrode or a TAB electrode through the bump. There are various bump forming methods such as electroplating, vapor deposition, printing, and ball bump. However, miniaturization is possible as the number of I / Os in the semiconductor chip increases and the pitch decreases. Many electrolytic plating methods with relatively stable performance are being used.
[0003]
Here, the electrolytic plating method is a jet type or cup type in which a surface to be plated of a substrate such as a semiconductor wafer is placed face down and faced down, and a plating solution is sprayed from below to perform plating. It is roughly classified into a dip type in which the substrate is set up vertically and a plating solution is poured from the bottom of the plating tank and plated while overflowing. The electrolytic plating method using the dip method has the advantages of good bubble removal that adversely affects the quality of plating and a small footprint. It is considered suitable for bump plating that requires a long time.
[0004]
In conventional electroplating equipment that employs the dip method, air bubbles can be easily removed. On the other hand, a substrate such as a semiconductor wafer is sealed at its end face and back face to expose the surface (surface to be plated) and is detachably held. A substrate holder is provided, and the substrate holder is immersed in a plating solution together with the substrate so that the surface of the substrate is plated.
[0005]
Since the substrate holder is used by being immersed in the plating solution, the outer periphery of the substrate should be placed so that the plating solution does not enter the back side (anti-plating surface) of the substrate when the substrate is held by this substrate holder. It is necessary to seal securely. For this reason, for example, in a substrate holder in which a substrate is detachably held by a pair of supports (holding members), a seal ring is attached to one support, and this seal ring is placed and held on the other support. The outer peripheral portion of the substrate is sealed by being brought into pressure contact with the peripheral portion of the substrate.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In this type of conventional substrate holder, the shape and fixing method of the seal ring are optimized, the seal ring is periodically cleaned (including every leaf), and the seal ring is periodically replaced. Furthermore, the accuracy of substrate pretreatment (seed layer and photoresist film generation) is improved, setting errors of the substrate to the substrate holder are minimized, and periodic readjustment is performed. In order to eliminate leakage of plating solution.
[0007]
However, it is very difficult to achieve seal integrity due to deterioration of the seal ring and the like. In particular, when plating is performed to embed a plating film inside a fine recess, a plating solution having good permeability is generally used so that the plating solution can easily and surely enter the fine recess. This makes it more difficult to provide a complete seal. Moreover, even if the leakage of the plating solution or the like can be detected, the subsequent processing is difficult.
[0008]
And once the plating solution leaks, the plating solution leaked inside the substrate holder adheres to the back of the substrate and moves to the substrate transport device to contaminate the entire device with the plating solution, as well as the leaked plating The liquid will corrode the contacts and prevent energization. Even if the contact is made of a corrosion-resistant material to prevent corrosion due to the plating solution of the contact, if the contact part is plated or the plating solution adheres to and accumulates on the contact part, it will cause a current failure during the next plating. It may happen.
[0009]
If the plating process is built on the assumption that the plating solution leaks, the plating solution leaked into the substrate holder is removed before proceeding to the next step, and the plating solution adhering to the substrate holder is processed next. In order to prevent the substrate holder from adhering to the substrate, it is necessary to regularly clean the substrate holder by using a cleaning process.
[0010]
The present invention has been made in view of the above, and a liquid such as a plating solution does not enter inside (no leakage) from between a seal ring that seals the outer peripheral portion of the substrate and a substrate or support that contacts the seal ring. An object of the present invention is to provide a substrate holder and a plating apparatus having the substrate holder.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In the first aspect of the present invention, the substrate is interposed between the fixed holding member and the seal ring attached to the movable holding member, and the substrate is detachably held by pressing the seal ring toward the fixed holding member. In the substrate holder designed toA hand that holds the substrate holder in contact with the cradle and holds the substrate holder on the cradle,Sandwiched between the substrate and the fixed holding member and surrounded by the seal ringSupplying gas from a gas supply source into the interior of the spaceA substrate holder characterized by pressurizing the inside of a space.
  As a result, even if there is a gap between the seal ring that seals the outer periphery of the substrate and the substrate or support that contacts the seal ring, this pressure is applied by pressurizing the space enclosed by the seal ring. The gas in the space (pressurized space) flows through this gap, and this gas pushes back the liquid such as the plating solution to prevent entry into the substrate holder, thereby preventing the leakage of the plating solution or the like. .
[0012]
According to a second aspect of the present invention, the substrate holder includes a tube communicating with the space, and gas is supplied from a gas supply source by the tube to pressurize the interior of the space. The substrate holder according to Item 1.
[0013]
  The invention according to claim 3SaidA chew connecting the hand and the fixed holding member to the space.TheThe gas supply path connected to a connection port provided in the cradle and the tube communicate with each other when the substrate holder is held on the cradle. It is a substrate holder.
  Thus, air or N is introduced into the space through the gas supply path and the tube while the substrate holder is held by the cradle.₂By introducing a gas such as a gas, the space can be pressurized.
[0014]
A fourth aspect of the present invention is the substrate holder according to the third aspect of the present invention, wherein the connection portions of the tube and the fixed holding member are hermetically sealed. As a result, air or N introduced for pressurization in the space₂Gases such as gas can be prevented from leaking to the outside from each connection portion between the tube cradle and the fixed holding member.
[0015]
A fifth aspect of the present invention is the substrate holder according to the third or fourth aspect, wherein a valve is provided in the middle of the gas supply path extending from the gas supply path to the tube. Thereby, wasteful gas and power can be reduced by supplying the gas for pressurization in the space only when necessary through the valve.
[0016]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an electrical contact disposed inside the fixed holding member and connected to an external contact through a wiring, and a connection portion of the wiring with the fixed holding member and an exposed portion of the conductor The substrate holder according to claim 1, wherein each of the substrate holders is hermetically sealed. As a result, air or N introduced for pressurization in the space₂It is possible to prevent a gas such as a gas from leaking to the outside from the connection portion of the wiring with the fixed holding member and the exposed portion of the conductor.
[0017]
  The invention according to claim 7 includes a fixed holding member and,Seal ring attached to the movable holding memberAnd holding a substrate holder in contact with a cradle having a connection port, having a hand with a gas flow hole inside,The seal ring was pressed toward the fixed holding member to hold the substrateThe substrate holder was held on the cradle by allowing the connection port of the cradle and the gas flow hole of the hand to communicate with each other.Sometimes,SaidSandwiched between the substrate and the fixed holding member and surrounded by the seal ringSupplying gas from a gas supply source into the interior of the spaceA plating apparatus having a substrate holder configured to pressurize the interior of a space.
  The invention according to claim 8 further includes a gas supply path extending from the gas supply source and connected to the connection port of the cradle, and a valve is installed in the gas supply path. The plating apparatus according to claim 7.
  The invention according to claim 9 is the plating apparatus according to claim 8, wherein the valve is an on-off valve.
  The invention according to claim 10 is the plating apparatus according to claim 8, wherein the valve is a check valve.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an overall layout of a plating apparatus provided with a substrate holder according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, this plating apparatus includes two cassette tables 12 on which a cassette 10 containing a substrate W such as a semiconductor wafer is mounted, and an aligner that aligns the orientation flats, notches, etc. of the substrates in a predetermined direction. 14 and a spin dryer 16 that rotates the substrate after plating treatment at high speed to dry the substrate is provided along the same circumferential direction. Further, a substrate attaching / detaching portion 20 is provided at a position along the tangential direction of the circumference to place the substrate holder 18 and attach / detach the substrate to / from the substrate holder 18. A substrate transfer device 22 composed of a transfer robot for transferring substrates between them is disposed.
[0019]
As shown in FIG. 2, a resist stripping portion 600 that strips and removes the resist 502 (see FIG. 36) applied to the surface of the substrate W, which is located around the substrate transfer device 22, is unnecessary after plating. A seed layer removal unit 602 that removes the seed layer 500 (see FIG. 36) and a heat treatment unit 604 that performs heat treatment on the substrate W after plating may be provided. Further, instead of the heat treatment part 604, as shown in FIG. 3, a reflow part 606 for reflowing the plating film 504 (see FIG. 36) and an annealing part 608 for performing annealing after the reflow may be provided.
[0020]
Then, in order from the substrate attaching / detaching unit 20 side, a stocker 24 for storing and temporarily holding the substrate holder 18, a pre-wet tank 26 for improving the hydrophilicity of the surface by immersing the substrate in pure water, and the surface of the substrate The pre-soak tank 28 for etching away the oxide film having a large electrical resistance on the surface of the seed layer formed with a chemical solution such as sulfuric acid or hydrochloric acid, the first water washing tank 30a for washing the surface of the substrate with pure water, and draining the substrate after washing A blow tank 32, a second water washing tank 30b and a copper plating tank 34 are arranged in this order. The copper plating tank 34 is configured by accommodating a plurality of copper plating units 38 inside an overflow tank 36, and each copper plating unit 38 accommodates one substrate therein and performs copper plating. ing. In this example, copper plating will be described, but it goes without saying that the same applies to nickel, solder, silver, and gold plating.
[0021]
Further, a substrate holder transport device (substrate transport device) 40 is provided that is located on the side of each device and transports the substrate holder 18 together with the substrate W between these devices. The substrate holder transfer device 40 includes a first transporter 42 for transferring a substrate between the substrate attaching / detaching unit 20 and the stocker 24, a stocker 24, a pre-wet tank 26, a pre-soak tank 28, washing tanks 30a and 30b, a blow tank. A second transporter 44 for transporting the substrate between the tank 32 and the copper plating tank 34 is provided. Note that only the first transporter 42 may be provided without providing the second transporter 44.
Further, on the opposite side of the substrate holder conveying device 40 across the overflow tank 36, a paddle 202 (FIGS. 31 and 32, etc.) is located inside each copper plating unit 38 as a stirring rod for stirring the plating solution. A paddle driving device 46 for driving (see) is disposed.
[0022]
The substrate attaching / detaching unit 20 includes a flat plate-like mounting plate 52 that is slidable in the lateral direction along the rail 50, and two substrate holders 18 are placed in parallel on the mounting plate 52 in a horizontal state. Then, after the substrate is transferred between the one substrate holder 18 and the substrate transfer device 22, the mounting plate 52 is slid in the horizontal direction, and the other substrate holder 18 and the substrate transfer device 22 are moved. The substrate W is delivered between them.
[0023]
As shown in FIGS. 6 to 16, the substrate holder 18 is, for example, a rectangular flat plate-shaped fixed holding member 54 made of vinyl chloride, and a movable holding member attached to the fixed holding member 54 via a hinge 56 so as to be opened and closed. 58. The movable holding member 58 has a base portion 58a and a ring-shaped portion 58b, and is made of, for example, vinyl chloride to improve sliding with the presser ring 62 described below. The ring-shaped portion 58b has a fixed holding member 54 side. On the surface, a ring-shaped seal ring 60 having an elongated U-shaped cross section is attached to the fixed holding member 54 side.
[0024]
That is, a fitting portion 58c that integrally covers the movable holding member 58 side surface of the seal ring 60 is provided on the surface of the ring-shaped portion 58b of the movable holding member 58 on the fixed holding member 54 side. At the end portion, a locking convex portion 58d as a locking portion is provided over the entire circumference of the ring-shaped portion 58b. On the other hand, at a position facing the locking convex portion 58d of the seal ring 60, a locking concave portion 60a as a locking portion for locking with the locking convex portion 58d extends over the entire circumference of the seal ring 60. Is provided. Then, the fixed holding member 54 side end portion of the seal ring 60 is fitted into the fitting portion 58c of the movable holding member 58, and the locking convex portion 58d is fitted (locked) into the locking concave portion 60a. The seal ring 60 is attached to the ring-shaped portion 58b of the movable holding member 58.
[0025]
By configuring in this way and attaching the seal ring 60 to the movable holding member 58 without using a bolt, it is not necessary to provide an attachment hole for inserting the bolt into the seal ring 60. It is possible to prevent the plating solution from leaking into the seal ring 60.
[0026]
That is, such a seal ring 60 is generally attached by a bolt. However, if the seal ring 60 is attached to the ring-shaped portion 58b of the movable holding member 58 by a bolt, the bolt attachment portion and its surroundings are sufficient. Although a sufficient tightening force can be secured, for example, when the substrate is removed, the seal ring 60 located between the adjacent bolts is loosened, and the plating solution enters between the movable holding member 58 and the seal ring 60 from here. To do. Contamination accumulates here, and a gap is formed between the movable holding member 58 and the seal ring 60, and the plating solution that has entered the gap passes through the bolt mounting hole and enters the seal ring 60. Leaks. According to this example, it is not necessary to provide a bolt mounting hole (through hole) that causes the leakage of the plating solution, and the leakage of the plating solution from the through hole can be prevented. .
[0027]
In this example, the locking convex portion 58d is provided over the entire circumference of the ring-shaped portion 58b, and the locking concave portion 60a is also provided over the entire circumference of the seal ring 60. You may make it provide in the part which mutually opposes. By providing over the entire circumference, the locking convex portion 58d and the locking concave portion 60a are locked over the entire circumference, and between the seal ring 60 and the movable holding member 58 via the locking portion. It is possible to prevent the plating solution from entering.
[0028]
On the opposite side of the movable holding member 58 from the fixed holding member 54, a presser ring 62 is held rotatably via a first slide plate 64 fixed to the presser ring 62 and cannot escape. The presser ring 62 is made of, for example, titanium having excellent corrosion resistance against an oxidizing environment and sufficient rigidity. That is, as shown in detail in FIGS. 10 and 13, the first slide plate 64 extends from the top plate portion 64 a and both side ends of the top plate portion 64 a to the side of the ring-shaped portion 58 b of the movable holding member 58. A pair of extending leg portions 64b is formed in a U-shaped cross section. And the convex part 64c for engagement which protrudes in the direction of the ring-shaped part 58b of the movable holding member 58 is provided in the lower end of each leg part 64b. On the other hand, the presser ring 62 is provided with a flange piece 62a that protrudes outward in the diametrical direction, and at a position facing the engaging convex portion 64c on the outer peripheral end surface of the movable holding member 58, An engaging recess 58e extending in the direction is formed.
[0029]
As a result, the flange piece 62a of the presser ring 62 is inserted into the first slide plate 64, and the bolt 66 is screwed to attach the first slide plate 64 to the presser ring 62. The engaging convex portion 64c is fitted into an engaging concave portion 58e provided in the movable holding member 58, and the convex portion 64c is slid along the concave portion 58e, whereby the presser ring 62 is interposed via the first slide plate 64. Is held by the movable holding member 58 so as to be rotatable and not escapeable.
[0030]
In this way, by holding the presser ring 62 on the movable holding member 58 through the first slide plate 64 attached to the presser ring 62 so as to be rotatable and unable to escape, an elongate hole or the like is provided in the presser ring 62. Eliminating the necessity, it is possible to ensure the ease of processing of the presser ring 62 and to prevent the presser ring 62 from partially lowering in strength (rigidity) along its length (circumferential) direction. . By preventing the strength (rigidity) from being partially reduced along the length (circumferential) direction of the presser ring 62 in this way, the movable holding member is interposed via the presser ring 62 as described below. 58, when the short foot of the seal ring 60 is pressed against the surface of the substrate W and the long foot is brought into pressure contact with the surface of the fixed holding member 54, the reaction ring 62 partially causes the reaction ring 62 to press. The bending is prevented, and the seal ring 60 is pressed uniformly and sufficiently, whereby the plating solution leaks between the seal ring 60 and the substrate W and between the seal ring 60 and the fixed holding member 54. This can be prevented.
[0031]
That is, such holding of the presser ring 62 is generally performed by providing a long hole in the presser ring 62, inserting a pin member fixed to the movable holding member 58 into the long hole, and exposing the exposed end of this pin member. However, according to this example, it is necessary to provide an elongate hole or the like that causes a decrease in workability and rigidity in the presser ring 62 according to this example. Can be eliminated.
[0032]
In this example, the presser ring 62 is positioned between the three first slide plates 64 that also serve to hold the presser ring 62 on the movable holding member 58, and the first slide plates 64. An example is shown in which three second slide plates 68 having no such role are attached at equal intervals along the circumferential direction. That is, as shown in FIG. 9, the second slide plate 68 is attached to the presser ring 62 by inserting the flange piece 62 a of the presser ring 62 and screwing the bolt 66 therein.
[0033]
Located on the outer side of the first slide plate 64 and the second slide plate 68, the fixed holding member 54 has an inverted L-shaped clamper 70 having a protruding portion 70a protruding inward along the circumferential direction. Stands at equal intervals. The surfaces of the first slide plate 64 and the second slide plate 68 and the lower surface of the inward projecting portion 70a of the clamper 70 positioned so as to cover the surfaces are tapered surfaces inclined in opposite directions along the rotation direction. It has become.
[0034]
As shown in FIG. 11, when the substrate W is placed on the fixed holding member 54, the fixed holding member 54 guides the outer peripheral end surface of the substrate W to position the substrate W. The tip is conical. A plurality of (for example, six) guide pins 71 are provided. In addition, a bulging portion 58f that bulges outward is provided at a position opposite to the diameter direction of the movable holding member 58, and the fixed holding member 54 abuts against the outer peripheral end surface of the bulging portion 58f and presses it. An anti-vibration block 72 made of, for example, vinyl chloride is provided upright for anti-vibration of the ring 62 (preventing deviation during rotation). Further, at a plurality of locations (for example, four locations) along the circumferential direction of the surface of the presser ring 62, for example, projections 73 made of rotating pins screwed into the presser ring 62 are provided, and the projections 73 are hooked by a rotating mechanism. The presser ring 62 is rotated together with the first slide plate 64 and the second slide plate 68.
[0035]
In this way, the retaining ring 72 provided on the fixed holding member 54 is brought into contact with the bulging portion 58 f of the movable holding member 58 to swing the retaining ring 62, and through the protrusion 73 provided on the retaining ring 62. By rotating the presser ring 62, there is no need to provide a hole or the like in the presser ring 62, and the rigidity of the presser ring 62 is locally reduced in part along the length (circumferential) direction. Can be prevented.
[0036]
Accordingly, when the substrate W is inserted into the central portion of the fixed holding member 54 with the movable holding member 58 opened, the substrate W is positioned at a predetermined position by the guide pins 71. In this state, after the movable holding member 58 is closed via the hinge 56, the presser ring 62 is rotated clockwise to slide the slide plates 64 and 68 into the projecting portion 70a of the clamper 70, thereby fixing. The holding member 54 and the movable holding member 58 are fastened and locked to each other via a taper surface, and the presser ring 62 is rotated counterclockwise to slide the slide plates 64 and 68 from the protruding portion 70a of the inverted L-shaped clamper 70. By pulling it out, this lock is released.
[0037]
When the movable holding member 58 is locked in this way, the short legs on the inner peripheral surface side of the seal ring 60 are on the surface of the substrate W and the long legs on the outer peripheral surface side are fixed holding members as shown in FIG. 54, and as described above, the presser ring 62 does not have a place where the strength (rigidity) partially decreases along the length (circumferential) direction. It presses uniformly and seals it reliably here.
[0038]
As shown in FIGS. 9 and 10, the fixed holding member 54 has a plurality (eight in the drawing) of conductive materials respectively connected to a plurality of wirings 402 extending from external contacts 400 (FIG. 6) provided on the hand 76 described below. When the body (electrical contact) 74 is arranged and the substrate W is placed on the fixed holding member 54, the end of the conductor 74 is exposed to the surface of the fixed holding member 54 on the side of the substrate W. ing.
[0039]
On the other hand, as shown in FIG. 14, a rectangular storage recess 60c is provided at a position of the seal ring 60 facing the exposed portion of the conductor 74, and the storage recess 60c has a substantially transverse cross section. An electric contact 75 that is U-shaped and opens toward the fixed holding member 54 and has a leg portion 75a expanded outwardly is accommodated with the leg portion 75a exposed to the outside, and is bonded to silicon or the like. The adhesive 77 is adhesively fixed.
[0040]
Thus, by storing and holding the electrical contact 75 in the storage recess 60 c provided in the seal ring 60, it is not necessary to provide a mounting hole (through hole) for mounting the electrical contact 75 on the seal ring 60, It is possible to prevent the plating solution from leaking into the seal ring 60 from such a through hole.
In this example, the adhesive 77 is embedded in the storage recess 60c, and an adhesive force is obtained between the adhesive 77 and the seal ring 60 on the side surface of the storage recess 60c. Alternatively, the electrical contact 75 may be bonded to the seal ring 60 via an adhesive on the back side.
[0041]
In this example, the electrical contact 75 is formed by bundling a plurality of thin wires 78 made of a conductive spring material such as a gold wire, for example, and the electrical contact 75 is formed at the tip of each leg 75a. Each thin wire 78 is individually separated and has a spring property due to the rigidity of each thin wire 78 itself.
[0042]
FIG. 15 shows an example of manufacturing this electrical contact 75. First, as shown in FIG. 15A, a plurality of thin wires 78 are arranged in parallel, and as shown in FIG. The region F excluding the peripheral portion is joined by, for example, pressing or soldering. And as shown in the figure (c), it manufactures by shape | molding the area | region joined mutually, for example to a predetermined shape by press molding.
[0043]
In this way, the electrical contact 75 is configured as a collection of contacts with a plurality of thin wires 78 forming a spring-structured contact, and each of the thin wires 78 comes into contact individually, so that the electrical contact 75 moves. However, it is possible to prevent contact with each other and to secure contacts with the plurality of thin wires 78 to reduce contact defects. In addition, by using relatively inexpensive thin wires 78 and providing spring properties due to the rigidity of the thin wires 78 at both ends of each thin wire 78, compared to conventional electrical contacts having a metal contact piece and a coil spring, The structure can be simplified and the cost can be reduced. In particular, by using a gold wire having a low electrical resistance and excellent corrosion resistance as the thin wire 78, the electrical resistance as a contact is kept low, and the electrical contact 75 is corroded by leakage of the plating solution or the cleaning solution. Can be prevented.
[0044]
Further, according to this example, the electrical contact 75 is housed in the housing recess 60c provided in the seal ring 60, so that the seal ring 60 has an effect of absorbing the contact dimension, and further, in the housing recess 60c. By filling the adhesive 77 and fixing the electrical contact 75, it is possible to prevent the inside of the housing recess 60c from getting wet with the leaked plating solution or cleaning solution.
[0045]
As a result, when the movable holding member 58 is locked as described above, the exposed portion of the conductor 74 is electrically contacted at the position sealed by the seal ring 60, that is, in the region sandwiched between the pair of legs of the seal ring 60. The tip of one leg 75a located on the outer peripheral side of 75 is brought into contact with the elastic force of each thin wire 78, and the substrate W is connected to the tip of the other leg 75a located on the inner peripheral side of the electrical contact 75. Contact with elastic force. As a result, power can be supplied to the substrate W via the electrical contact 75 in a state where the substrate W is sealed by the seal ring 60 and held by the substrate holder 18.
It is preferable that at least the contact surface of the surface of the conductor 74 with the electrical contact 75 is coated with, for example, gold or platinum plating.
[0046]
The movable holding member 58 is opened and closed by the weight of a cylinder (not shown) and the movable holding member 58. That is, the through hole 54 a is provided in the fixed holding member 54, and a cylinder is provided at a position facing the through hole 54 a when the substrate holder 18 is placed on the placement plate 52. As a result, the cylinder rod is extended, the movable holding member 58 is opened by pushing the base 58a of the movable holding member 58 upward with the pressing rod 79 through the through hole 54a, and the cylinder rod is contracted to move the movable holding member 58. Is closed by its own weight.
[0047]
When the movable holding member 58 is opened, as indicated by phantom lines in FIG. 8, the air ejection nozzle N disposed at a position facing the substrate W held by the substrate holder 18 on the movable holding member 58 side is directed toward the substrate W. For example, oil free air (OFA) or N at a pressure of about 0.4 MPa₂By ejecting the gas, the movable holding member 58 is prevented from opening and dropping off while the substrate W after the plating process is adhered to the movable holding member 58 side.
[0048]
In this example, the movable holding member 58 is locked / unlocked by rotating the presser ring 62. This lock / unlock mechanism is provided on the ceiling side. That is, when the substrate holder 18 is placed on the placement plate 52, the lock / unlock mechanism is positioned at a position corresponding to each protrusion 73 of the holding ring 62 of the substrate holder 18 located on the center side. The holding plate 52 is lifted, and the holding ring 62 is rotated by rotating the holding member around the axis of the holding ring 62 while holding the protrusion 73 with the holding member. Has been. One lock / unlock mechanism is provided, and after one of the two substrate holders 18 placed on the placement plate 52 is locked (or unlocked), the placement plate 52 is slid horizontally. Thus, the other substrate holder 18 is locked (or unlocked).
[0049]
In addition, the substrate holder 18 is provided with a sensor for confirming the contact state between the substrate W and the contact when the substrate W is mounted, and a signal from this sensor is input to a controller (not shown). It has become.
[0050]
A pair of substantially T-shaped hands 76 are connected to the end of the fixed holding member 54 of the substrate holder 18 as a support portion when the substrate holder 18 is transported or supported in a suspended state. In the stocker 24, the protruding end portion of the hand 76 is hooked on the upper surface of the peripheral wall so as to suspend and hold the hand 76, and the hand 76 of the substrate holder 18 that is suspended and held is held by the substrate holder transport device 40. The substrate holder 18 is conveyed by being gripped by the transporter 42. Note that the substrate holder 18 is also suspended and held by the peripheral walls via the hand 76 in the pre-wet tank 26, the pre-soak tank 28, the washing tanks 30a and 30b, the blow tank 32, and the copper plating tank 34.
[0051]
  Further, as shown in FIG. 6, an external contact 400 made of a spring probe and connected to the cathode of the power source is provided on the lower surface of the protruding portion protruding outward of one hand 76, and extends from the external contact 400. The wiring 402 is connected to the conductor 74 through a wiring groove 76 b provided inside the hand 76 and a pair of wiring grooves 54 b and 54 c provided inside the fixed holding member 54. The wiring 402 is covered with a wiring cover 404. In addition, a gas flow hole 76c that extends inwardly from the lower surface is provided in the protruding portion that protrudes outward of the other hand 76, and extends inwardly.gasOne end of a tube 406 is connected to the flow hole 76 c, and the other end of the tube 406 is connected to one wiring groove 54 c provided inside the fixed holding member 54.
[0052]
A caulking material 408a that fills a gap between the wiring groove 54b and the wiring 402 that passes through the wiring groove 54b is provided at the inlet of the wiring groove 54c. Are filled with a caulking material 408b that fills the gap between the wiring groove 54c and the wiring 402 and the tube 406 inserted through the wiring groove 54c. Also, the connection portion of the tube 406 to the hand 76 is filled with the caulking material 408c and sealed.
[0053]
As shown in FIG. 12A, each wiring 402 is made of, for example, Pt, Au, or Cu, and the end portion of the conductor 410 having a diameter of about 0.5 mm or 0.7 mm is exposed to the outside from the covering tube 412. The exposed conductor 410 is rounded around a bolt and connected to the conductor 74. The exposed end portion of the conductor 410 is filled with a caulking material 408d that fills the gap between the conductor 410 and the covering tube 412 and is sealed.
Accordingly, when a gas such as air is introduced into the space R and the interior of the space R is pressurized as described below, the gas in the pressurized space (hereinafter referred to as a pressurized space) R However, it does not leak to the outside from the connection part of the tube 406 and the wiring grooves 54b and 54c.
In addition, as shown in FIG.12 (b), the heat shrinkable tube 413 which shrink | contracts when it heats is mounted | worn at the position straddling the exposed conductor 410 at the edge part of the covering tube 412 which exposed the conductor 410, and this heat shrinkable tube The gap between the conductor 410 and the covered tube 412 may be sealed by heating 413.
[0054]
Here, the substrate holder 18 is suspended and held at a predetermined position of each copper plating unit 38 of the copper plating tank 34 via the hand 76. Each copper plating unit 38 is shown in FIG. As described above, a receiving base 414 is provided, and a connection port 414 a penetrating vertically is provided at a position corresponding to the gas flow hole 76 c provided in the hand 76 of the receiving base 414. And, for example, air or pure N₂A gas supply path 418 extending from a gas supply source 416 that supplies a gas such as a gas is connected to the gas supply path 418, and an open / close valve 420 made of, for example, an electromagnetic valve is provided to open and close the gas supply path 418. Has been. Further, when the substrate holder 18 is suspended and supported by the hand 76 of the cradle 414 at a position on the upper surface of the hand 76 of the cradle 414 so as to surround the periphery of the guide connection port 414a, the outer periphery of the connection port 414a is sealed. An O-ring 422 is mounted.
[0055]
Thus, as described above, when the substrate W is held inside the substrate holder 18, the sealed pressure space sandwiched between the substrate W and the fixed holding member 54 and surrounded by the seal ring 60. R is formed. When the hand 76 of the substrate holder 18 is hooked on the cradle 414 of the copper plating tank 34 and the substrate holder 18 is suspended and held in the copper plating tank 34, the gas supply path 418 and the tube 406 communicate with each other, and this state Then, the on-off valve 420 is opened and air or N₂By introducing a gas such as a gas, the inside of the pressurizing space R is pressurized.
[0056]
In this way, by pressurizing the inside of the pressurizing space R, a gap is generated between the seal ring 60 that seals the outer peripheral portion of the substrate W and the substrate W that contacts the seal ring 60, the fixed holding member 54, and the like. However, the pressurized gas in the pressurizing space R flows through this gap, and this gas pushes back the plating solution to prevent the plating solution from entering the substrate holder 18. Can be prevented.
[0057]
Since the pressure of this gas should just overcome the hydrostatic pressure by the liquid level of a plating solution, a comparatively low pressure, for example, about 0.005 Mpa is sufficient. If this pressure is too high, the substrate may be destroyed, and if the airflow leaking from the inside to the outside of the substrate rises on the surface of the substrate, it is not desirable because it hinders plating. As the gas introduced into the pressurized space R, air is generally used, but pure N₂By introducing an inert gas such as a gas, the substrate can be prevented from being contaminated with air.
[0058]
In this example, an on-off valve 420 is provided in the gas supply path 418, and gas is supplied into the pressurizing space R only when necessary through the on-off valve 420, thereby reducing wasted power. However, the on-off valve 420 may be omitted, and gas may be constantly ejected upward from the connection port 414a provided in the cradle 414.
Further, as shown in FIG. 16, a valve seat surface 414b having an inner diameter gradually decreasing upward is provided inside a connection port 414a provided in the pedestal 414 so as to penetrate vertically, and comes into contact with the valve seat surface 414b. A check valve ball 424 is built in and closed by a joint 426, and a gas supply path 418 is connected to the joint 426. On the other hand, a shaft portion 428a of a stem 428 having an arc-shaped channel portion on the outer peripheral portion is fitted inside a vertical portion of a gas flow hole 76c provided in the hand 76 of the substrate holder 18, and a leg portion of the stem 428 is fitted. 428b is projected downward. Accordingly, when the substrate holder is not installed, the ball 424 is seated on the valve seat surface 414b to prevent the gas from being consumed, and the hand 76 of the substrate holder 18 is installed on the cradle 414. When the stem 18 is suspended and held, the stem 428 provided on the hand 76 pushes the ball 424 downward to unseat the ball 424 on the valve seat surface 414b.₂A gas such as a gas may be introduced.
[0059]
Further, although not shown, the transporter 44 is also provided with a cradle having the same structure as described above, and a check valve is built in the substrate holder 18 so that the substrate holder 18 is held by the transporter 44 and pressurized. Air or N in the space R₂By introducing and pressurizing a gas such as gas, it is possible to prevent the plating solution from leaking while the substrate holder 18 is immersed in the plating solution held in the copper plating unit 38. .
In this way, when the transporter 44 is provided with a cradle having the same structure as described above, the seal ring 60 and the seal ring 60 are detected by sealing whether or not the gas pressure is reduced during that time. Whether or not gas is leaking from between the substrate W and the fixed holding member 54 can be detected.
[0060]
FIGS. 17 and 18 show a linear motor unit 80 that is a traveling unit of the substrate holder transport device 40. The linear motor unit 80 travels along a base 82 that extends in a long shape. It is mainly composed of two sliders 84 and 86, and transporters 42 and 44 are mounted on the upper surfaces of the sliders 84 and 86, respectively. A cable bearer bracket 88 and a cable bearer receiver 90 are provided on the side of the base 82, and the cable bearer 92 extends along the cable bearer bracket 88 and the cable bearer receiver 90.
[0061]
Thus, by adopting the linear motor method as the movement method of the transporters 42 and 44, it is possible to move over a long distance, and the length of the transporters 42 and 44 is reduced to shorten the overall length of the apparatus. In addition, it is possible to reduce parts that require accuracy and maintenance, such as a longer ball screw.
[0062]
19 to 22 show one transporter 42. Since the other transporter 44 has basically the same configuration, the description thereof is omitted here. The transporter 42 includes a transporter main body 100, an arm part 102 projecting laterally from the transporter main body 100, an arm part lifting mechanism 104 that lifts and lowers the arm part 102, and an arm part rotation that rotates the arm part 102. The mechanism mainly includes a mechanism 106 and a gripping mechanism 108 that is provided inside the arm portion 102 and detachably grips the hand 76 of the substrate holder 18.
[0063]
As shown in FIGS. 19 and 20, the arm lifting mechanism 104 includes a rotatable ball screw 110 that extends in the vertical direction and a nut 112 that is screwed into the ball screw 110. 114 are connected. A timing belt 122 is stretched between a drive pulley 118 fixed to the drive shaft of the lifting / lowering motor 116 fixed to the transporter body 100 and a driven pulley 120 fixed to the upper end of the ball screw 110. As a result, the ball screw 110 rotates as the lifting motor 116 is driven, and the LM base 114 connected to the nut 112 screwed to the ball screw 110 moves up and down along the LM guide. .
[0064]
As shown in phantom lines in FIG. 20, the arm rotation mechanism 106 includes a sleeve 134 in which a rotation shaft 130 is rotatably accommodated and fixed to the LM base 114 via a mounting base 132, and an end portion of the sleeve 134. And a rotation motor 138 attached via a motor base 136. A timing belt 144 is stretched between a driving pulley 140 fixed to the driving shaft of the rotating motor 138 and a driven pulley 142 fixed to the end of the rotating shaft 130. As a result, the rotation shaft 130 rotates as the rotation motor 138 is driven. The arm portion 102 is connected to the rotary shaft 130 via a coupling 146 so as to move up and down integrally with the rotary shaft 130.
[0065]
As shown in phantom lines in FIG. 20 and FIGS. 21 and 22, the arm unit 102 includes a pair of side plates 150 and 150 that are coupled to the rotation shaft 130 and rotate integrally with the rotation shaft 130. A gripping mechanism 108 is disposed between 150. In this example, two gripping mechanisms 108 are provided. Since these are the same configuration, only one of them will be described.
[0066]
The gripping mechanism 108 includes a fixed holder 152 whose end is housed between the side plates 150 and 150 so as to be freely adjustable in the width direction, a guide shaft 154 inserted through the inside of the fixed holder 152, and one end of the guide shaft 154 (in FIG. 22). And a movable holder 156 connected to the lower end. The fixed holder 152 is connected to a width-direction moving cylinder 158 attached to one side plate 150 via a cylinder joint 160. On the other hand, a shaft holder 162 is attached to the other end (the upper end in FIG. 22) of the guide shaft 154, and this shaft holder 162 is connected to a vertically moving cylinder 166 via a cylinder connector 164.
[0067]
Accordingly, the fixed holder 152 moves in the width direction between the side plates 150 and 150 together with the movable holder 156 along with the operation of the width direction moving cylinder 158, and the movable holder 156 moves along with the operation of the vertical movement cylinder 166. Is moved up and down while being guided by the guide shaft 154.
[0068]
When gripping the hand 76 of the substrate holder 18 suspended and held by the stocker 24 or the like by the gripping mechanism 108, the movable holder 156 is lowered to the lower side while preventing interference with the hand 76, and then the width-direction moving cylinder. 158 is operated to position the fixed holder 152 and the movable holder 156 at a position where the hand 76 is sandwiched from above and below. In this state, the vertically moving cylinder 166 is operated to hold the movable holder 156 between the fixed holder 152 and the movable holder 156 and hold it. Then, the gripping is released by performing the reverse operation.
[0069]
As shown in FIG. 6, a recess 76a is provided in one of the hands 76 of the substrate holder 18, and a protrusion 168 that fits into the recess 76a is provided at a position corresponding to the recess 76a of the movable holder 156. It is provided so that this grip can be ensured.
[0070]
FIGS. 23 to 26 show a copper plating tank 34 in which four copper plating units 38 are accommodated in two rows. The copper plating tank 34 in which the eight plating units 38 shown in FIG. 1 are accommodated in two rows basically has the same configuration. It is the same even if the copper plating unit is further increased.
[0071]
The copper plating tank 34 includes an overflow tank 36 formed in a rectangular box shape opened upward, and the upper end of the peripheral wall 170 of the overflow tank 36 is the upper end of the peripheral wall 172 of each copper plating unit 38 accommodated therein. It is configured to protrude upward from 180. When the copper plating unit 38 is housed inside, a plating solution channel 174 is formed around the copper plating unit 38, and a pump suction port 178 is provided in the plating solution channel 174. As a result, the plating solution overflowing the copper plating unit 38 flows through the plating solution flow path 174 and is discharged from the pump suction port 178 to the outside. The overflow tank 36 is provided with a liquid leveler that uniformly adjusts the liquid level of the plating solution in each copper plating unit 38.
Here, as shown in FIGS. 23 and 25, a fitting groove 182 serving as a guide for the substrate holder 18 is provided on the inner peripheral surface of the copper plating unit 38.
[0072]
Then, as shown in FIG. 25, the plating solution Q overflowed from the copper plating unit 38 is collected in the overflow tank 36, and this is collected by the vacuum pump 320 with the temperature adjustment tank 321, the filtration filter 322, and the deaeration unit (deaeration device) 328. , Plating solution circulation system C for returning to the inside of the copper plating unit 38 via the dissolved oxygen concentration measuring device 340 and the flow meter 323₃Is provided. The degassing unit 328 is a vacuum pump that removes various dissolved gases such as oxygen, air, and carbon dioxide existing in the liquid through a diaphragm that does not transmit the liquid to the plating solution Q flow path and transmits only the gas. 329.
[0073]
Furthermore, this plating solution circulation system C₃For example, a plating solution management device 610 is provided that takes out 1/10 of the total amount of the plating solution, analyzes the plating solution, and adds components that are insufficient in the plating solution based on the analysis result. The plating solution management device 610 includes a plating solution adjustment tank 612 and adds components that are insufficient in the plating solution adjustment tank 612. A temperature controller 614 and a sample are added to the plating solution adjustment tank 612. A plating solution analysis unit 616 for taking out and analyzing is attached. As the pump 618 is driven, the plating solution flows from the plating solution adjustment tank 612 through the filter 620 to the plating solution circulation system C.₃To come back.
[0074]
In this example, the feed forward control for predicting disturbances such as the plating processing time and the number of plated substrates and the addition of insufficient components and the plating solution are analyzed, and the plating solution is insufficient based on the analysis result. Combined with feedback control to add components. Of course, only feedback control may be used.
[0075]
As shown in FIG. 4, the plating solution management device 610 includes, for example, a cassette table 12, a substrate attaching / detaching unit 20, a stocker 24, a pre-wet tank 26, a pre-soak tank 28, washing tanks 30a and 30b, a copper plating tank 34, and the like. Although it is disposed inside the housed housing 609, it may be disposed outside the housing 609 as shown in FIG.
[0076]
Further, as shown in FIG. 26, a cathode 184 and an anode 186 for air electrolysis are disposed inside the plating solution flow path 174 of the overflow tank 36. The anode 186 is made of, for example, a basket made of titanium, and a chip such as copper is placed inside. This allows the overflow tank 36 to serve as a plating tank, eliminates unevenness of the plating film between the copper plating units 38, enlarges the electrode surface of the air electrolysis, increases the efficiency of air electrolysis, It is possible to make it easy to form a uniform plating solution state by allowing many parts of the circulating plating solution to pass through the empty electrolysis part.
[0077]
Even in the pre-wet tank 26, as shown in FIG. 27, the pure water overflowed from the pre-wet unit 26a is collected in the overflow tank 26b, and this is collected by the vacuum pump 320 with the temperature adjustment tank 321, the filtration filter 322, and the deaeration unit. (Deaeration device) 328, pure water circulation system C returned to the inside of the pre-wet unit 26a via the flow meter 323₄Is provided. The deaeration unit 328 is a vacuum pump 329 that removes various dissolved gases such as oxygen, air, and carbon dioxide existing in the liquid through a diaphragm that does not transmit liquid to the pure water flow path but transmits only gas. It has. In addition, pure water circulation system C₄A pure water tank 330 is provided for supplying pure water.
[0078]
FIG. 28 shows a cross section of the copper plating unit 38. As shown in FIG. 28, when the substrate holder 18 with the substrate W mounted thereon is disposed along the fitting groove 182 (see FIGS. 23 and 25) inside the copper plating unit 38, the surface of the substrate W is disposed. An anode 200 is disposed at a position facing the substrate 200, and a paddle (stirring rod) 202 is disposed substantially vertically between the anode 200 and the substrate W. The paddle 202 can be reciprocated in parallel with the substrate W by a paddle driving device 46 described in detail below.
[0079]
As described above, the paddle 202 is disposed between the substrate W and the anode 200, and the paddle 202 is reciprocated in parallel with the substrate W, whereby the flow of the plating solution along the surface of the substrate W can be further increased over the entire surface. Evenly, a plating film having a more uniform film thickness can be formed over the entire surface of the substrate W.
In this example, a regulation plate (mask) 204 provided with a central hole 204 a corresponding to the size of the substrate W is disposed between the substrate W and the anode 200. Thereby, the electric potential of the peripheral part of the board | substrate W can be lowered | hung with the regulation plate 204, and the film thickness of a plating film can be equalized more.
[0080]
FIG. 29 shows a cross section of a portion where the copper plating tank 34 of this plating apparatus is arranged, and FIG. 30 shows details of the plating solution injection portion in FIG. As shown in FIG. 29, the plating solution is supplied into the copper plating unit 38 from the plating solution supply pipe 206 located below, and the plating solution overflowing the overflow tank 36 passes through the lower plating solution discharge pipe 208. Discharged.
[0081]
Here, as shown in FIG. 30, the plating solution supply pipe 206 is opened inside the copper plating unit 38 at the bottom of the copper plating unit 38, and a rectifying plate 210 is attached to the opening end of the copper plating unit 38. A plating solution is injected into the copper plating unit 38 through the current plate 210. One end of a drainage pipe 212 is attached to the copper plating unit 38 so as to open at a position surrounding the plating solution supply pipe 206, and a plating solution discharge pipe 208 is connected to the other end of the drainage pipe 212 via a vent pipe 214. It is connected. As a result, the plating solution in the vicinity of the plating solution supply pipe 206 is discharged from the drainage pipe 212 and the plating solution discharge pipe 208, and the retention of the plating solution here is prevented.
[0082]
31 and 32 show the paddle drive device 46. In this example, a plurality of paddle driving devices 46 are provided, and FIG. 31 and FIG. 32 show only two, but since all have the same configuration, only one of them will be described, and the others Are given the same reference numerals and their description is omitted.
[0083]
The paddle driving device 46 includes a paddle driving motor 220, a crank 222 having a base end coupled to a driving shaft of the motor 220, a cam follower 224 attached to the tip of the crank 222, and the cam follower 224 slide. And a slider 228 having a groove cam 226. A paddle shaft 230 is connected to the slider 228, and the paddle shaft 230 is disposed across the copper plating tank 34. A paddle 202 is suspended from a predetermined position along the length direction of the paddle shaft 230 and supported by a shaft guide 232 so as to allow only reciprocation along the length direction.
[0084]
As a result, the crank 222 rotates as the paddle driving motor 220 is driven, and the rotational motion of the crank 222 is converted into the linear motion of the paddle shaft 230 via the slider 228 and the cam follower 224. The suspended paddle 202 is reciprocated in parallel with the substrate W as described above.
[0085]
In addition, when the diameter of a board | substrate differs, this can be coped with easily by adjusting the attachment position of the paddle 202 with respect to the paddle shaft 230 arbitrarily. Further, since the paddle 202 is always reciprocated during the plating process, wear occurs and it causes the generation of particles due to mechanical sliding. In this example, the structure of the paddle support portion is improved. By doing so, durability can be improved and the occurrence of problems can be greatly reduced.
[0086]
A series of bump plating processes by the plating apparatus configured as described above will be described. First, as shown in FIG. 36A, a seed layer 500 as a power feeding layer is formed on the surface, and a resist 502 having a height H of 20 to 120 μm, for example, is applied to the entire surface of the seed layer 500. Thereafter, a substrate provided with an opening 502a having a diameter D of about 20 to 200 μm at a predetermined position of the resist 502 is accommodated in the cassette 10 with its surface (surface to be plated) facing up. Is mounted on the cassette table 12.
[0087]
One substrate is taken out from the cassette 10 mounted on the cassette table 12 by the substrate transfer device 22 and placed on the aligner 14 so that the positions of the orientation flat and the notch are aligned in a predetermined direction. The substrate whose direction is adjusted by the aligner 14 is transferred to the substrate attaching / detaching unit 20 by the substrate transfer device 22.
[0088]
In the substrate attaching / detaching unit 20, two substrate holders 18 accommodated in the stocker 24 are simultaneously held by the holding mechanism 108 of the transporter 42 of the substrate holder transport device 40, and the arm unit 102 is connected via the arm unit lifting / lowering mechanism 104. Then, the substrate holder 18 is transported to the substrate attaching / detaching portion 20 and the arm portion 102 is rotated by 90 ° via the arm portion rotating mechanism 106 to bring the substrate holder 18 into a horizontal state. Thereafter, the arm unit 102 is lowered via the arm unit elevating mechanism 104, whereby the two substrate holders 18 are simultaneously placed on the placement plate 52 of the substrate attaching / detaching unit 20, and the cylinder is operated. The movable holding member 58 of the substrate holder 18 is left open.
[0089]
In this state, the substrate transported by the substrate transport device 22 is inserted into the substrate holder 18 positioned on the center side, the cylinder is operated reversely to close the movable holding member 58, and then the movable holding member is locked and unlocked by the lock / unlock mechanism. 58 is locked. Then, after the mounting of the substrate on one substrate holder 18 is completed, the mounting plate 52 is slid in the horizontal direction, and the substrate is mounted on the other substrate holder 18 in the same manner, and then the mounting plate. 52 is returned to the original position.
[0090]
Thus, the substrate is sealed so that the plating solution does not enter by the seal ring 60 with the surface to be plated exposed from the opening of the substrate holder 18, and the portion that does not touch the plating solution by the seal And fixed to be electrically connected to the plurality of contacts. Here, wiring is connected from the contact point to the hand 76 of the substrate holder 18, and power can be supplied to the seed layer 500 of the substrate by connecting a power source to the portion of the hand 76.
[0091]
Next, the two substrate holders 18 to which the substrate is mounted are simultaneously gripped by the gripping mechanism 108 of the transporter 42 of the substrate holder transport apparatus 40, the arm unit 102 is lifted via the arm unit lifting mechanism 104, and then the stocker 24. And the arm unit 102 is rotated 90 ° through the arm unit rotating mechanism 106 to bring the substrate holder 18 into a vertical state. Thereafter, the arm unit 102 is lowered through the arm unit elevating mechanism 104, Thus, the two substrate holders 18 are suspended and held (temporarily placed) on the stocker 24.
[0092]
In the substrate transport device 22, the substrate attachment / detachment unit 20, and the transporter 42 of the substrate holder transport device 40, the above operations are sequentially repeated, and the substrate is sequentially mounted on the substrate holder 18 accommodated in the stocker 24. Are sequentially suspended and held at a predetermined position.
When the sensor that confirms the contact state between the substrate and the contact provided in the substrate holder 18 is judged to be defective, the signal is input to a controller (not shown).
[0093]
On the other hand, in the other transporter 44 of the substrate holder transfer device 40, two substrate holders 18 mounted with a substrate and temporarily placed on the stocker 24 are simultaneously gripped by the gripping mechanism 108, and the arm lift mechanism 104 is interposed. After the arm portion 102 is lifted, the arm portion 102 is transported to the pre-wet tank 26, and then the arm portion 102 is lowered via the arm portion lifting mechanism 104, whereby the two substrate holders 18 are moved to the pre-wet tank 26. For example, the substrate surface is dipped in pure water to wet the surface of the substrate to improve the hydrophilicity of the surface. Needless to say, it is not limited to pure water as long as it can wet the surface of the substrate and replace the air in the holes with water to improve the hydrophilicity.
[0094]
At this time, the substrate holder 18 storing the substrate determined to be defective by the sensor for checking the contact state between the substrate and the contact provided in the substrate holder 18 is temporarily placed on the stocker 24. Leave it alone. Thereby, even if a contact failure occurs between the substrate and the contact point when the substrate is mounted on the substrate holder 18, the plating operation can be continued without stopping the apparatus. The substrate having the contact failure is not subjected to the plating process. In this case, the substrate can be dealt with by removing the unplated substrate from the cassette after returning the cassette.
[0095]
Next, the substrate holder 18 to which this substrate is mounted is transferred to the pre-soak tank 28 in the same manner as described above, and the substrate is immersed in a chemical solution such as sulfuric acid or hydrochloric acid placed in the pre-soak tank 28 so that the electrical resistance on the surface of the seed layer is obtained. The large oxide film is etched to expose a clean metal surface. Further, in the same manner as described above, the substrate holder 18 to which the substrate is mounted is transported to the washing tank 30a, and the surface of the substrate is washed with pure water placed in the washing tank 30a.
[0096]
In the same manner as described above, the substrate holder 18 mounted with the substrate that has been washed with water is transferred to the copper plating tank 34 filled with the plating solution, and suspended and held in the copper plating unit 38. The transporter 44 of the substrate holder transport device 40 sequentially repeats the above operations to sequentially transport the substrate holder 18 with the substrate mounted thereon to the copper plating unit 38 of the copper plating tank 34 and suspend and hold it at a predetermined position.
[0097]
Thus, when the substrate holder 18 is suspended and held on the copper plating unit 38, the gas supply path 418 and the tube 406 communicate with each other, so that the on-off valve 420 is opened immediately before or after the substrate holder 18 is held. In the pressurized space R, air or N₂A gas such as a gas is introduced to pressurize the inside of the pressurizing space R, thereby preventing the plating solution from entering the substrate holder 18 and preventing the plating solution from leaking.
[0098]
After all the substrate holders 18 are held and held, the plating solution in the overflow tank 36 is circulated from the plating solution supply pipe 206 to the plating tank and overflowed while the plating voltage is applied between the anode 200 and the substrate W. Is applied to the surface of the substrate by reciprocating the paddle 202 in parallel with the surface of the substrate. At this time, the substrate holder 18 is suspended and fixed by the hand 76 on the upper part of the copper plating unit 38, and from the plating power source through the external contact 400, the wiring 402, the conductor 74, and the electrical contact 75, the seed layer 500 (FIG. 36). Power).
[0099]
Further, the plating solution flows into the copper plating unit 38 from the lower part of the copper plating unit 38, overflows from the upper outer periphery of the copper plating unit 38, adjusts the concentration, removes foreign matter using a filter, and then copper plating again. It flows into the copper plating unit 38 from the lower part of the unit 38. By this circulation, the concentration of the plating solution is always kept constant. At this time, the state of the plating solution can be made more uniform by applying a voltage for air electrolysis between the cathode 184 and the anode 186 for air electrolysis.
[0100]
After the plating is finished, the application of the plating power supply, the supply of the plating solution and the reciprocating motion of the paddle are stopped, and two substrate holders 18 on which the substrate after plating is mounted are held by the holding mechanism 108 of the transporter 44 of the substrate holder transport device 40. At the same time, in the same manner as described above, the substrate is transported to the rinsing tank 30b and immersed in pure water in the rinsing tank 30b to clean the surface of the substrate with pure water. At this time, when the substrate holder 18 is lifted from the plating solution, the on-off valve 420 is closed and the introduction of gas into the pressurizing space R is stopped. Next, the substrate holder 18 on which the substrate is mounted is transported to the blow tank 32 in the same manner as described above, where water droplets attached to the substrate holder 18 are removed by blowing air. Thereafter, the substrate holder 18 on which the substrate is mounted is returned to a predetermined position of the stocker 24 and held in a manner similar to the above.
[0101]
The transporter 44 of the substrate holder transport device 40 sequentially repeats the above operations, and returns the substrate holder 18 mounted with the plated substrate to a predetermined position of the stocker 24 in a suspended manner.
[0102]
On the other hand, in the other transporter 42 of the substrate holder transport device 40, two substrate holders 18 on which the substrate after plating processing is mounted and returned to the stocker 24 are simultaneously gripped by this gripping mechanism 108, and the same as described above. Then, the substrate is mounted on the mounting plate 52 of the substrate attaching / detaching unit 20. At this time, the substrate holder 18 that is provided with the substrate holder 18 and that has been temporarily placed on the stocker 24 is mounted with the substrate that is determined to be defective by the sensor that confirms the contact state between the substrate and the contact point. At the same time, it is transported and placed on the placement plate 52.
[0103]
Then, the movable holding member 58 of the substrate holder 18 located on the center side is unlocked via a lock / unlock mechanism, and the cylinder is operated to open the movable holding member 58. At this time, oil-free air or N from the air ejection nozzle N arranged on the movable holding member 58 side toward the substrate W held by the substrate holder 18.₂By ejecting the gas, the movable holding member 58 is prevented from being opened while the substrate W is stuck to the movable holding member 58. In this state, the substrate after plating processing in the substrate holder 18 is taken out by the substrate transport device 22 and transported to the spin dryer 16, and the substrate that has been spin-dried (drained) by the high speed rotation of the spin dryer 16 is used by the substrate transport device 22. Return to cassette 10.
[0104]
And after returning the board | substrate with which one board | substrate holder 18 was mounted | worn to the cassette 10, or in parallel with this, the mounting plate 52 was slid to the horizontal direction, and was similarly mounted | worn with the other board | substrate holder 18. The substrate is spin-dried and returned to the cassette 10.
[0105]
After returning the mounting plate 52 to the original state, the substrate holder 18 that has taken out the substrate is simultaneously gripped by the gripping mechanism 108 of the transporter 42 of the substrate holder transport device 40, and this is stored in the same manner as described above. Return to 24 predetermined locations. Thereafter, two substrate holders 18 that have been subjected to the plating treatment and are returned to the stocker 24 are simultaneously held by the holding mechanism 108 of the transporter 42 of the substrate holder transfer device 40, and the substrate attaching / detaching unit 20 is the same as described above. The same operation as described above is repeated.
[0106]
Then, all the substrates are taken out from the substrate holder 18 mounted with the substrates after plating and returned to the stocker 24, spin-dried and returned to the cassette 10 to complete the operation. As a result, as shown in FIG. 36B, a substrate W on which a plating film 504 is grown in the opening 502a provided in the resist 502 is obtained.
[0107]
As shown in FIG. 2, in the plating apparatus including the resist stripping unit 600, the seed layer removing unit 602, and the heat treatment unit 604, the substrate W spin-dried as described above is first applied to the resist stripping unit 600. And is immersed in a solvent such as acetone having a temperature of 50 to 60 ° C., for example, and the resist 502 on the substrate W is peeled and removed as shown in FIG. Then, the substrate W from which the resist 502 has been removed is transported to the seed layer removing unit 602, and as shown in FIG. 36D, the unnecessary seed layer 500 exposed outside after plating is removed. Next, the substrate W is transported to a heat treatment unit 604 made of, for example, a diffusion furnace, and the plating film 504 is reflowed to form bumps 506 that are rounded by surface tension as shown in FIG. . Further, the substrate W is annealed at a temperature of 100 ° C. or more, for example, to remove the residual stress in the bumps 506. As described below, bumps 506 are alloyed by annealing in this way for bumps by multilayer plating. Then, the annealed substrate is returned to the cassette 10 to complete the operation.
[0108]
In addition, as shown in FIG. 3, in the plating apparatus provided with the reflow unit 606 and the annealing unit 608 instead of the heat treatment unit 604, the reflow unit 606 reflows the plating film 504, and after this reflow, The substrate is transferred to the annealing unit 608 and annealed.
[0109]
In this example, a stocker 24 for vertically storing the substrate holder 18 is disposed between the substrate attaching / detaching portion 20 and the copper plating unit 38, and the substrate holder 18 between the substrate attaching / detaching portion 20 and the stocker 24 is arranged. By transporting the substrate holder 18 between the stocker 24 and the copper plating unit 38 with the second transporter 44 by the first transporter 42 of the substrate holder transporting device 40, respectively, when not in use. The substrate holder 18 is stored in the stocker 24, and the substrate holder 18 is smoothly transported before and after the stocker 24 is sandwiched to improve the throughput. Of course, all transport may be performed by one transporter.
[0110]
In addition, a robot having a dry hand and a wet hand is used as the substrate transfer device 22, and the wet hand is used only when the substrate after plating is taken out from the substrate holder 18, and the other is a dry hand. The back surface of the substrate is kept from coming into contact with the plating solution by the seal of the substrate holder 18, and in principle, it is not always necessary to use a wet hand. It is possible to prevent the plating solution from being contaminated due to the wraparound and the sealing failure, and this contamination can be prevented from contaminating the back surface of the new substrate.
[0111]
Further, a bar code attached to the substrate cassette 10 is used, and the use state of the substrate holder 18 such as the storage position in the stocker 24 of the substrate holder 18, the substrate cassette 10 and the substrate W stored in the cassette 10 And the relationship between the substrate W taken out from the substrate holder 18 and the substrate holder 18 are input from the control panel, for example, so that the substrate before the plating process taken out from the substrate cassette 10 is returned to the original position after the plating process. At the same time, the processing state of the substrate W and the state of the substrate holder 18 can be monitored. The substrate itself may be managed as it is by attaching a barcode to the substrate itself.
[0112]
FIG. 33 and FIG. 34 show another example of the plating apparatus, which is provided with a plating tank for performing different types of plating so as to be able to respond to the process freely. That is, FIG. 33 shows a plating processing section provided with a plating tank for performing different types of plating, which includes a stocker 24, a temporary placement table 240, a pre-wet tank 26, a pre-soak tank 28, and a first water-washing tank. 30a, a nickel plating tank 244 in which a plurality of nickel plating units 242 for performing nickel plating on the surface of the substrate are accommodated in the overflow tank 36a, a second washing tank 30b, and a plurality of copper plating units 38 for performing copper plating on the surface of the substrate. In the overflow tank 36b, a copper plating tank 34, a third washing tank 30c, a blow tank 32, a fourth washing tank 30d, and a plurality of solder plating units 246 for performing solder plating on the surface of the substrate are stored in the overflow tank 36. And a solder plating tank 248 housed in the container.
[0113]
The configuration of the nickel plating unit 242 and the solder plating unit 246 is basically the same as that of the copper plating unit 38, and the nickel plating tank 244 and the solder plating tank 248 in which these units are accommodated in the overflow tank. The configuration is basically the same as that of the copper plating tank 34. Other configurations are the same as described above.
[0114]
According to this plating apparatus, with the substrate mounted on the substrate holder 18, nickel plating, copper plating, and solder plating are sequentially applied to the surface, and a series of bumps and the like by multilayer plating made of nickel-copper-solder are performed. Can be formed by operation.
In this example, four nickel plating units 242, four copper plating units 38, and 14 solder plating units 246 (total of 22 plating units) are shown. For example, FIG. The number of each of these plating units is arbitrary, including four nickel plating units 242, four copper plating units 38, and 18 solder plating units 246 (total of 26 plating units). Of course, the metal to be plated in each plating unit can be arbitrarily changed.
[0115]
As bumps by multilayer plating, besides this Ni-Cu-solder, Cu-Au-solder, Cu-Ni-solder, Cu-Ni-Au, Cu-Sn, Cu-Pd, Cu-Ni-Pd-Au Cu-Ni-Pd, Ni-solder, Ni-Au and the like. Here, this solder may be either a high melting point solder or a eutectic solder.
[0116]
Further, bumps can be formed by Sn-Ag multilayer plating or Sn-Ag-Cu multilayer plating, and annealing can be performed to alloy them as described above. Thereby, unlike the conventional Sn-Pb solder, it is Pb free and can solve the environmental problem by an alpha ray.
[0117]
Here, in this example, a local exhaust duct 250 is provided in parallel with the substrate holder transport apparatus 40 side, and a plurality of exhaust duct holes 252 communicating with the local exhaust duct 250 are provided as shown in FIG. By sucking, a one-way air flow toward the local exhaust duct 250 is generated, and a one-way air flow from the lower side of each plating tank or the like toward the ceiling is made possible. Thus, by causing a flow of air in one direction toward the local exhaust duct 250 and placing the vapor evaporated from each plating tank on this flow, contamination of the substrate and the like by this vapor can be prevented.
[0118]
As described above, according to this plating apparatus, by setting the cassette containing the substrate on the cassette table and starting the apparatus, electrolytic plating employing the dip method is performed fully automatically on the surface of the substrate. A metal plating film suitable for bumps and the like can be automatically formed.
[0119]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even if a gap is generated between the seal ring that seals the outer periphery of the substrate and the substrate or support that contacts the seal ring, However, the gas flows through this gap, and this gas pushes back the liquid such as the plating solution to prevent the liquid such as the plating solution from entering the substrate holder, thereby preventing the leakage of the liquid such as the plating solution. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall layout view of a plating apparatus provided with a substrate holder according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an overall layout view of a plating apparatus showing a modification of FIG.
FIG. 3 is an overall layout diagram of a plating apparatus showing another modification of FIG. 1;
FIG. 4 is a layout view of a plating apparatus showing still another modification of FIG. 1;
FIG. 5 is a layout view of a plating apparatus showing still another modified example of FIG. 1;
FIG. 6 is a plan view of a substrate holder.
7 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 8 is a right side view of FIG.
9 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 6 in a state where the substrate holder is locked.
10 is an enlarged view of a portion D in FIG. 7 in a state where the substrate holder is unlocked.
11 is an enlarged view of a portion C in FIG. 7 in a state in which the substrate holder is unlocked.
FIG. 12 is a diagram showing ends of different wirings.
FIG. 13 is a perspective view showing a slide plate.
FIG. 14 is a back view showing a mounting portion of an electrical contact of the seal ring.
FIG. 15 is a diagram showing an example of manufacturing electrical contacts in the order of steps.
16A is a cross-sectional view showing another example of the relationship between the cradle and the hand of the substrate holder, FIG. 16B is a cross-sectional view of the stem portion of the stem, and FIG. 16C is a perspective view of the stem. It is.
FIG. 17 is a plan view showing a linear motor unit (running unit) of the substrate holder transport apparatus.
18 is a front view of FIG. 17. FIG.
FIG. 19 is a front view of a transporter.
FIG. 20 is a plan view showing the arm portion rotation mechanism of the transporter with phantom lines;
FIG. 21 is a plan view of a gripping mechanism provided in an arm unit.
FIG. 22 is also a longitudinal front view.
FIG. 23 is a plan view of a copper plating tank.
24 is a longitudinal front view of FIG. 23. FIG.
FIG. 25 is a vertical side view of a copper plating tank.
FIG. 26 is an enlarged cross-sectional view of a copper plating tank.
FIG. 27 is a vertical side view of a pre-wet tank.
FIG. 28 is an enlarged cross-sectional view of a copper plating unit.
29 is a cross-sectional view of the copper plating tank arrangement portion in FIG. 1. FIG.
FIG. 30 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of a plating solution injection hole of a copper plating unit.
FIG. 31 is a plan view of a paddle drive device.
FIG. 32 is a longitudinal front view of the same.
FIG. 33 is a layout view showing still another example of the plating apparatus provided with the substrate holder of the present invention.
34 is a diagram showing a local exhaust duct and an exhaust duct hole communicating with the exhaust duct in FIG. 33. FIG.
35 is a layout view of a plating apparatus showing a modification of FIG. 33. FIG.
FIG. 36 is a cross-sectional view showing a process of forming bumps (projection electrodes) on the substrate in the order of steps.
[Explanation of symbols]
10 cassettes
12 Cassette table
14 Aligner
16 Spin dryer
18 Substrate holder
20 Board attach / detach section
22 Substrate transfer device
24 Stocker
26 Pre-wet tank
28 Pre-soak tank
30a, 30b, 30c, 30d Flush tank
32 Blow tank
34 Copper plating tank
38 Copper plating unit
40 Substrate holder transfer device
42,44 transporter
46 Paddle drive
54 Fixed holding member
54b, 54c Wiring groove
56 Hinge
58 Movable holding member
58b Ring-shaped part
58c fitting part
58d Convex projection (locking portion)
58e Concave part (engagement part)
60 Seal ring
60a Recess for locking (locking part)
60c recess for storage
62 Presser ring
62a Flange piece
64, 68 slide plate
64c Convex part (engagement part)
66 volts
70 Clamper
70a protrusion
71 Guide pin
72 Anti-rest block
73 Protrusion
74 Conductor
75 electrical contacts
76 hands
76b Wiring groove
76c Gas distribution port
78 Fine wire
80 Linear motor section
84,86 slider
100 Transporter body
102 Arm
104 Arm lifting mechanism
106 Arm rotation mechanism
108 Grip mechanism
400 External contact
402 Wiring
406 tubes
408a, 408b, 408c, 408d Caulking material
410 Conductor
412 coated tube
414 cradle
414a connection port
416 Gas supply source
418 Gas supply path
420 On-off valve

Claims

A substrate holder in which a substrate is interposed between a fixed holding member and a seal ring attached to the movable holding member, and the substrate is detachably held by pressing the seal ring toward the fixed holding member.
It has a hand that holds the substrate holder in contact with the cradle,
When held in the cradle of the substrate holder holding the substrate, sandwiched between the fixing member and the substrate, said space by supplying gas from a gas source to the interior of the enclosed space by the sealing ring A substrate holder characterized by pressurizing the inside.

The substrate holder according to claim 1, wherein the substrate holder includes a tube communicating with the space, and gas is supplied from a gas supply source by the tube to pressurize the interior of the space.

Has a tube communicating with the space connecting with said fixed holding member and the hand, when held in the cradle to the substrate holder, and the said the gas supply passage connected to a connection port provided in the cradle tube 3. The substrate holder according to claim 1, wherein the substrate holder is in communication with each other.

The substrate holder according to claim 3, wherein a connection portion between the cradle and the fixing holding member of the tube is hermetically sealed.

The substrate holder according to claim 3 or 4, wherein a valve is provided in the middle of a gas supply path extending from the gas supply path to the tube.

An electrical contact disposed inside the fixed holding member and connected to an external contact through a wiring, and the connection portion of the wiring with the fixed holding member and the exposed portion of the conductor are hermetically sealed. The substrate holder according to any one of claims 1 to 5.

A fixed holding member ; a seal ring attached to the movable holding member ; and a hand having a gas flow hole therein for holding the substrate holder in contact with a cradle having a connection port; sometimes a substrate holder holding the substrate and pressed against the fixing member, holding the gas flow hole of the cradle connection port and said hand to said pedestal made to communicate with each other, the fixed holding member and the substrate plating apparatus interposed, characterized by having a substrate holder in which the inside pressurize the by supplying gas to the interior of the seal ring enclosed space from the gas source the space between.

The plating apparatus according to claim 7, further comprising a gas supply path extending from the gas supply source and connected to a connection port of the cradle, and a valve is installed in the gas supply path.

The plating apparatus according to claim 8, wherein the valve is an on-off valve.

The plating apparatus according to claim 8, wherein the valve is a check valve.