JP2003171791A - 自動めっき方法及びその装置 - Google Patents
自動めっき方法及びその装置Info
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Abstract
理及び減圧脱気処理を行うことによりウェハめっき面の
液濡れ性を向上すると共に、高アスペクト比のパターン
内の気泡を除去することができ、めっき処理時のめっき
不良及びめっき欠陥を防止し、精密めっきにおける高精
度膜厚分布と高歩留り性を有する全自動めっき方法及び
その装置を提供することにある。 【解決手段】本発明は、半導体基板などの被めっき物を
搬送ロボットにより直接搬送する自動めっき装置におい
て、被めっき物の上に金属皮膜を形成するに当たり、め
っき前処理として、被めっき物のめっき面の表面をめっ
き液への濡れ性を良くする表面改質処理、及び被めっき
物の減圧脱気処理の少なくとも一方と、めっき槽とを一
体の装置に配置し、それらの装置内の被めっき物の移動
をインラインで搬送する搬送機を有することを特徴とす
る。
Description
属皮膜を形成する新規な自動めっき方法及びその装置に
関する。
合、めっき時に被めっき面に気泡が付着しめっきのピン
ホールなどめっき未着欠陥を生じ易い。対策として被め
っき面に紫外線或いはO2プラズマを照射して被めっき
面の濡れ性を良くする表面親水化処理、またはめっき液
に界面活性剤等を添加してめっき液の濡れ性を良くする
方法が用いられている。
装置あるいはO2プラズマアッシング装置などめっき装
置以外の装置を使用して被めっき面の親水化処理を行
い、その後めっき装置に導入してめっきを行う方法が一
般的であった。
面に微細な孔及び溝があり、これにめっきをする場合は
基板をめっき液に浸漬したときにこの孔及び溝の中に気
泡が残りめっき未着となり易い。この対策としてめっき
液に前記と同様に添加剤を加える方法、或いは基板を密
閉容器内で純水に浸漬し減圧処理する方法が用いられて
いる。
脱気処理を、被めっき物を冶具などを介すことなく搬送
ロボットにより直接搬送する自動めっき装置において、
インラインで自動処理は行われていない。
きを施す場合、めっき前に被めっき面のめっき液濡れ性
を改善するために、基板を紫外線照射装置あるいはO2
プラズマアッシング装置などにかけてからめっきを行う
いわゆるアウトライン処理が多い。しかし、このように
他の装置を使用して表面親水化処理をおこなった後でめ
っき装置にかける場合、被めっき面の親水性が時間の経
過とともに減衰していくことにより、所定の時間を過ぎ
てからめっきを行うと親水化効果が無くなりめっき欠陥
が発生し易い。
被めっき物は所定の時間内にめっき装置にかけてめっき
処理が行われるように工程を組む必要がある。本処理後
めっき処理までに所定の時間を過ぎてしまった場合、再
度親水化処理を行う必要があるなど不要な工数がかか
る。
りめっき液の濡れ性を改善する方法が有るが、めっき液
・めっき条件などにより最適な添加材の選定が必要、及
びめっき液中の添加剤の維持管理が必要などの問題があ
る。
な孔及び溝がある基板をめっき液に浸漬したときに、孔
及び溝に気泡が残り結果的にめっき未着などのめっき欠
陥が生じるおそれがある。
に添加剤を加え濡れ性を改善することで気泡残りを防ぐ
ことも行われているが、表面親水化処理のところで記述
したことと同じ問題がある。
質処理及び減圧脱気処理を行うことによりウエハめっき
面の液濡れ性を向上すると共に、高アスペクト比のパタ
ーン内の気泡を除去することができ、めっき処理時のめ
っき不良及びめっき欠陥を防止し、精密めっきにおける
高精度膜厚分布と高歩留り性を有する全自動めっき方法
及びその装置を提供することにある。
どの被めっき物を搬送ロボットにより直接搬送する自動
めっき装置において、被めっき物の上に金属皮膜を形成
するに当たり、めっき前処理として、被めっき物のめっ
き面の表面をめっき液への濡れ性を良くする表面改質処
理、及び被めっき物の減圧脱気処理の少なくとも一方
と、電気めっき槽とを一体の装置に配置し、それらの装
置内の被めっき物の移動をインラインで搬送する搬送機
を有することを特徴とする。本脱気処理とめっき処理を
ロボット搬送による自動搬送で連続処理可能とするもの
である。本装置は、電源装置50によって電気めっき及
び各種制御が制御部を通して行われる。
インでめっき処理の直前に行うことにより、めっき工程
における品質向上及び工数低減を図ることが可能とな
る。
水に浸漬し、この状態で減圧脱気することで孔及び溝の
中の空気を液体、好ましくは純水で置換しておくことに
より気泡によるめっき欠陥を防ぐことが可能となる。
処理後被めっき面が乾燥してしまうと処理効果が消失す
るため被めっき面を濡らしたままめっき処理部に搬送す
る必要がある。そこで、被めっき物を搬送ロボットにて
減圧脱気部からめっき処理部までインラインで連続搬送
することにより、被めっき面の孔及び溝に純水が置換さ
れた状態でめっきにかけることが可能となる。
被めっき物の表面改質処理として被めっき物表面に好ま
しくは波長172nmの紫外線を照射する。更に被めっ
き物を紫外線の光照射ランプに近接するために、被めっ
き物を上下に移動することを可能とする。紫外線が被め
っき物表面に均一に照射されるように、光照射中に被め
っき物を回転させることを可能とする。紫外線の照射時
間を装置のレシピ設定で自由に設定可能とする。紫外線
照射中の被めっき物の回転速度を装置のレシピ設定で自
由に設定可能とする。
バルブ操作により自動的に供給、停止を行うことが可能
とする。本表面親水化処理とめっき処理をロボット搬送
による自動搬送で連続処理が可能である。
る下槽と被めっき物を保持し上下移動する上蓋により構
成される。減圧脱気処理後に被めっき物の基板上に液
体、好ましくは純水を表面張力で保持したままに出来る
ように被めっき物の基板を水平に保持する構造とした。
被めっき物の基板は上蓋に設けたアームに真空吸着す
る。上蓋を下槽に押し付けたときに上蓋と下槽が密着す
るために、上蓋は中心を支点にして首振り可能としてあ
る。上蓋の首振りを可能とし、しかも上蓋が水平方向に
回転位置ずれしないように上蓋を板ばねで固定した。
うことによって、排水配管中の空気を追い出すことが可
能である。純水が下から貯まってくると、被めっき物の
基板が純水の表面張力で浮き上がってしまうのを防止す
るため、純水の供給を被めっき物の基板の上からも行
う。減圧中に排水配管中の純水から放出される気泡が被
めっき物の基板にかからないように下槽に気泡逃がし溝
を設ける。下槽は所定の容量以上の純水はオーバーフロ
ーして排出可能である。
純水を基板が浸漬するまで充填し、槽内の空気を吸引
し、槽内を減圧することで被めっき面に加工されている
微細な孔及び溝に残留した空気を純水に溶かし込む、あ
るいは気泡として液中に放出させる。これにより微細な
孔及び溝に残留していた空気が純水に置換され、この純
水が後でめっき時にめっき液に置換されて欠陥のないめ
っきを可能にする。
ち基板の微細な孔及び溝を純水で置換した状態でめっき
処理部まで搬送することにより、めっき欠陥を防止でき
る。減圧時間を装置のレシピで自由に設定できる。減圧
と大気開放の繰り返し回数を装置のレシピで自由に設定
できる。
の裏面乾燥対策を施す。搬送ロボットの基板吸着アーム
からN2あるいは空気を噴出させながら、本アームを基
板の裏面を往復させて基板にN2あるいは空気を吹き付
けて基板の裏面を乾燥させる。
もつノズルを設置し、このノズルからN2あるいは空気
を噴出させ、これをロボットアームに吸着した基板の裏
面に当てながら基板を往復させ、基板の裏面を乾燥させ
ることが可能である。
のめっきを行う表面の液濡れ性を良くし、この状態で連
続して次のめっき処理工程に自動搬送することにより、
基板へのめっき液の浸漬が容易になる。
れた微細な孔及び溝の空気を脱気された純水に置換し、
この状態で連続してめっき処理部に基板を自動搬送しめ
っきを行うことにより、孔及び溝の純水がめっき液に置
換されて空気残留によるめっき欠陥を防ぐことが出来
る。
動めっき装置の平面全体構成図である。本自動めっき装
置本体1には図1に示すようにローダ2、アンローダ
3、アライナー4、減圧脱気装置5、表面改質処理装置
6、裏面乾燥槽7、めっき槽8〜11、スピンナー1
2、搬送機15、制御部14で一体に構成されており、
更にめっき装置本体1の側面にめっき液貯槽ユニットが
配置されている。制御部14にて処理レシピを設定し、
被めっき物としてのウエハカセット(図示せず)をロー
ダ2にセットしスタートすることによりウエハは搬送機
15によりスピーデイに自動的に各処理装置に搬送し処
理を行うようになっている。通常表面改質処理及び減圧
脱気処理を行う場合、被めっき物のウエハはローダ2か
ら搬送機15により取り出されアライナー4でアライメ
ントされ表面改質処理槽6に運ばれる。アライナー4、
減圧脱気装置5、表面改質処理装置6及びめっき槽8、
9が一列に配置され、アンローダ3、裏面乾燥槽7、め
っき槽10、11及びスピンナー12が一列に上述の各
装置に対向して配置されている。
機15によりスピーデイにタイミング良く自動的に各処
理装置に搬送し処理を行うことにより、被めっき物の表
面を親水化処理する表面改質処理装置6による処理を装
置内インラインでめっき処理の直前に行うことにより、
めっき工程における品質向上及び工数低減を図ることが
可能となる。
で減圧脱気することで孔及び溝の中の空気を純水で置換
しておくことにより気泡によるめっき欠陥を防ぐことが
可能なことがある。
処理後被めっき面が乾燥してしまうと処理効果が消失す
るため被めっき面を濡らしたままめっき処理部に搬送す
る必要がある。そこで、被めっき物を搬送ロボットにて
減圧脱気部からめっき処理部までインラインで連続搬送
することにより、被めっき面の孔及び溝に純水が置換さ
れた状態でめっきにかけることが可能となる。
る。表面改質処理装置6は図2に示すように表面改質処
理槽本体16の中に配されたテーブル20の上にウエハ
を静置する。静置後、槽内のシリンダー18によりテー
ブル20を照射面まで上昇させ表面改質処理槽本体16
の上部に設置してある特定波長の光源を照射する照射装
置17で表面照射を行う。本実施例では波長172nm
の紫外線が用いられ、親水化処理される。その際ウエハ
面内の照射条件を均一化するためステッピングモーター
19でテーブル20を回転させる。特定波長光源照射が
長いとレジストの硬化変形が起こる。従ってレジストの
種類によって単位面積あたりの照射時間を変更する必要
がある。そこでテーブル22の回転数及び光源照射時間
は制御部の処理レシピにて変更可能であり、それにより
ウエハのレジスト種類、導電膜の種類により照射条件を
変更することが可能である。
原点まで回転し、シリンダー18により受渡位置まで下
降する。下降後、搬送機15の搬送アーム21によりウ
エハは回収され減圧脱気装置5に搬送される。
圧脱気装置5は図3に示すように脱気槽本体22、脱気
槽蓋23、脱気槽蓋に付属する吸着テーブル24、脱気
槽蓋23を上下するためのシリンダー25で構成されて
いる。ウエハは脱気槽蓋23が上昇した受渡位置で搬送
機15の搬送アーム21から吸着テーブル24に受渡を
行う。ウエハが吸着テーブル24に設置されると吸着テ
ーブル24の真空吸着(図示せず)が作動しウエハを固
定する。
時における側面断面図である。ウエハ35を固定後、図
4に示すように脱気槽蓋23は下降し閉じた状態にな
る。脱気槽内に純水供給を排水配管29の中の空気を押
し出すために純水供給配管31から行うと共に、ウエハ
35の浮き上がりを防止するために純水配管27を通し
てウエハ35の上からも行う。純水は槽内に設置したレ
ベルセンサー26によりウエハが完全に水没するレベル
まで供給される。オーバーフローした純水は排水配管3
2より排水される。供給後、真空配管28から脱気槽内
の空気を吸引し脱気槽内を減圧する。減圧状態は一定時
間保持されウエハパターン内の気泡が膨張しパターン内
から脱気される。一定時間経過後、真空配管28を大気
開放し脱気槽内を大気圧に戻す。この減圧及び大気開放
の動作を数回繰り返すことによりウエハパターン内の気
泡を完全に取り除くことが出来る。また異なるアスペク
ト比に対応するため動作回数及び減圧時間は制御部の処
理レシピにて設定可能となっており、ウエハの条件にあ
わせて処理内容を変更することが可能である。
管29から排出され、排出終了後脱気槽蓋24が受渡位
置まで上昇する。この状態ではウエハは表裏面が濡れた
状態なので図5に示すように搬送アーム21に設けられ
た吸着穴30から窒素ガス又は圧縮空気を噴出して前後
に揺動することでウエハ35の裏面の真空吸着保持部を
乾燥させる。乾燥後搬送アーム21にて吸着テーブル2
4からウエハ35を回収する。
送機15にて裏面乾燥槽7に搬送し、図6に示すように
ウエハを保持した状態で搬送アーム21を前後搖動させ
槽内のエアナイフにて裏面を完全に乾燥させる。
いずれかに搬送し、めっき処理を行う。めっき処理後、
ウエハ35を搬送機15でスピンナー12に搬送し、ス
ピンナー12で洗浄し、次いで、乾燥処理後アンローダ
3にウエハ35を収納する。この一連の動作を自動でロ
ーダ2にセットされたウエハカセットのセット枚数連続
処理することが出来る。また制御部の処理レシピの設定
により各処理槽の処理の有無等用途に合わせて任意に設
定することが出来る。
における純水の接触角を測定した結果、表面改質処理無
しに対し有りの接触角は約7〜14分の1となり、液濡
れ性が向上していることがわかった。
欠陥数との関係を調べた結果、減圧脱気処理を行わない
場合約50%のめっき欠陥が発生していたものが、減圧
脱気処理を行った結果、めっき欠陥をほぼ0%にするこ
とができた。このことから気泡によるめっき欠陥が減少
していることがわかった。
送ロボットの側面図である。搬送機15は、被めっき物
を搭載し搬送する伸縮動作するウエハ吸着アーム42
と、そのアームを上下と回転移動する駆動を有するアー
ム駆動本体40と、それらを減圧脱気装置5、表面改質
処理装置6、裏面乾燥槽7、めっき槽8〜11、スピン
ナー12の各々の配置された位置にレール41上に沿っ
て駆動させ、アーム駆動本体40を搭載するスライダー
43を有し、前述の各処理がインラインで連携良く行わ
れるように配置されている。
処理直前に親水化処理を行うことにより被めっき面の安
定しためっき液濡れ性が得られ、めっき欠陥が防止でき
るなどめっき品質が改善できる。また、めっき処理直前
に減圧脱気処理を行うことにより、被めっき面の微細な
孔及び溝内の空気を除去した状態のまま安定してめっき
処理を行うことができ、めっき欠陥が防止できるなどめ
っき品質が改善できる。
改質処理及び減圧脱気処理を行うことによりウエハめっ
き面の液濡れ性を向上すると共に高アスペクト比のパタ
ーン内の気泡を除去することができ、めっき処理時のめ
っき不良及びめっき欠陥を防止し、精密めっきにおける
高精度膜厚分布と歩留まりの向上を達するに好適な処理
槽を有する全自動めっき装置を提供することができる。
構造図である。
構造図である。
構造図である。
側面断面構造図である。
ダ、4…アライナー、5…減圧脱気装置、6…表面改質
処理装置、7…裏面乾燥槽、8〜11…めっき槽、12
…スピンナー、13…搬送機、14…制御部、15…搬
送機、16…表面改質処理槽本体、17…照射装置、1
8…シリンダー、19…ステッピングモーター、20…
テーブル、21…搬送アーム、22…脱気槽本体、23
…脱気槽蓋、24…テーブル、25…シリンダー、26
…液面センサー、27…純水配管、28…真空配管、2
9…排水配管、30…吸着穴、31…純水供給配管、3
2…排水配管、33…エアーノズル、34…窒素ガスブ
ロー、35…ウエハ、40…アーム駆動本体、41…レ
ール、42…ウエハ吸着アーム、43…スライダー、5
0…電源装置。
Claims (14)
- 【請求項1】被めっき物の表面に親水化処理を行う表面
改質処理工程と、前記親水化処理された被めっき物にめ
っきを行うめっき工程と、前記被めっき物を前記表面改
質処理工程及びめっき工程の各々にインラインで自動搬
送する搬送工程とを有することを特徴とする自動めっき
方法。 - 【請求項2】被めっき物を液体中に浸漬した状態で減圧
を行う減圧脱気工程と、該脱気された被めっき物にめっ
きを行うめっき工程と、前記被めっき物を前記減圧脱気
工程及びめっき工程の各々にインラインで自動搬送する
搬送工程とを有することを特徴とする自動めっき方法。 - 【請求項3】被めっき物の表面に親水化処理を行う表面
改質処理工程と、前記親水化処理された被めっき物を液
体中に浸漬した状態で減圧を行う減圧脱気工程と、該脱
気された被めっき物にめっきを行うめっき工程と、前記
被めっき物を前記表面改質処理工程、減圧脱気工程及び
めっき工程の各々にインラインで自動搬送する搬送工程
とを有することを特徴とする自動めっき方法。 - 【請求項4】請求項1〜3のいずれかにおいて、前記減
圧脱気処理後の被めっき物を前記搬送工程によってイン
ラインで乾燥工程に搬送し、該乾燥工程によって前記被
めっき物の裏面に気体を吹き付けて、被めっき物の裏面
を乾燥させることを特徴とする自動めっき方法。 - 【請求項5】請求項1〜4のいずれかにおいて、前記め
っき処理された被めっき物を前記搬送工程によってイン
ラインでスピンナーに搬送し、該スピンナーによって前
記被めっき物を洗浄乾燥することを特徴とする自動めっ
き方法。 - 【請求項6】被めっき物の表面に親水化処理を行う表面
改質処理装置と、前記親水化処理された被めっき物にめ
っきを行うめっき槽と、前記被めっき物を前記表面改質
処理装置及びめっき槽の各々にインラインで自動搬送す
る搬送装置と、前記表面改質処理装置、めっき槽及び搬
送装置の各々を制御する制御装置とを有することを特徴
とする自動めっき装置。 - 【請求項7】被めっき物を液体中に浸漬した状態で減圧
を行う減圧脱気装置と、該脱気された被めっき物にめっ
きを行うめっき槽と、前記被めっき物を減圧脱気装置及
びめっき槽の各々にインラインで自動搬送する搬送装置
と、前記減圧脱気装置、めっき槽及び搬送装置の各々を
制御する制御装置とを有することを特徴とする自動めっ
き装置。 - 【請求項8】被めっき物の表面に親水化処理を行う表面
改質処理装置と、前記親水化処理された被めっき物を液
体中に浸漬した状態で減圧を行う減圧脱気装置と、該脱
気された被めっき物にめっきを行うめっき槽と、前記被
めっき物を前記表面改質処理装置、減圧脱気装置及びめ
っき槽の各々にインラインで自動搬送する搬送装置と、
前記表面改質処理装置、減圧脱気装置、めっき槽及び搬
送装置の各々を制御する制御装置とを有することを特徴
とする自動めっき装置。 - 【請求項9】請求項6又は8において、前記表面改質処
理装置は、前記被めっき物を回転させる回転手段を有す
ることを特徴とする自動めっき装置。 - 【請求項10】請求項6、8及び9のいずれかにおい
て、前記制御装置は、前記表面改質処理装置の処理時間
及び前記被めっき物の回転数を設定する設定手段を有す
ることを特徴とする自動めっき装置。 - 【請求項11】請求項7又は8において、前記減圧脱気
装置は、前記被めっき物を水平に保持する保持手段を有
することを特徴とする自動めっき装置。 - 【請求項12】請求項7、8及び11のいずれかにおい
て、前記制御装置は、前記減圧脱気装置における減圧時
間及び処理回数を設定する設定手段を有することを特徴
とする自動めっき装置。 - 【請求項13】請求項6〜12のいずれかにおいて、前
記減圧脱気処理後の被めっき物を前記搬送装置によって
インラインで乾燥装置に搬送し、該乾燥装置によって前
記被めっき物の裏面に空気を吹き付けて、被めっき物の
裏面を乾燥させることを特徴とする自動めっき装置。 - 【請求項14】請求項6〜13のいずれかにおいて、前
記めっき処理された被めっき物を前記搬送装置によって
インラインでスピンナーに搬送し、該スピンナーによっ
て前記被めっき物を洗浄乾燥することを特徴とする自動
めっき装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001368860A JP2003171791A (ja) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | 自動めっき方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001368860A JP2003171791A (ja) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | 自動めっき方法及びその装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (8)
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