JP2004269923A - めっき装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】めっき全工程を連続して行うめっき装置のスループットを向上させ、基板周りの清浄度を向上させ、更にめっき装置の付帯設備負荷を軽減できるようにする。
【解決手段】装置内部を、基板のめっき処理及びめっき液が付着した基板の処理を行うめっき空間１４と、それ以外の基板の処理を行う清浄空間１６に区分するとともに、この区分した位置に基板の受渡しを行う基板受渡し部１８を設け、めっき空間１４及び清浄空間１６内にそれぞれ搬送ロボット２８，３４を個別に配置し、清浄空間１６内に基板の前処理を行う前処理装置２６を設置し、清浄空間１６内に配置された搬送ロボット２８は、基板を水平に保持した状態で、基板受渡し部１８、前処理装置２６及び該清浄空間１６内に設置された処理装置２２，２４の間で基板の搬送と受渡しを行う。
【選択図】 図１
【解決手段】装置内部を、基板のめっき処理及びめっき液が付着した基板の処理を行うめっき空間１４と、それ以外の基板の処理を行う清浄空間１６に区分するとともに、この区分した位置に基板の受渡しを行う基板受渡し部１８を設け、めっき空間１４及び清浄空間１６内にそれぞれ搬送ロボット２８，３４を個別に配置し、清浄空間１６内に基板の前処理を行う前処理装置２６を設置し、清浄空間１６内に配置された搬送ロボット２８は、基板を水平に保持した状態で、基板受渡し部１８、前処理装置２６及び該清浄空間１６内に設置された処理装置２２，２４の間で基板の搬送と受渡しを行う。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の基板の表面（被めっき面）に一連のめっき処理を行うめっき装置に係り、特にＬＳＩ用基板に金属等の膜付けや配線を形成するのに使用されるめっき装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体回路の配線やバンプ形成において、めっき技術を用いて半導体ウエハまたは他の基板上に金属膜や有機質膜を形成する方法が用いられるようになってきている。例えば、半導体回路やそれらを接続する微細配線が形成された半導体ウエハの表面の所定箇所に、金、銀、銅、はんだ、ニッケル、あるいはこれらを多層に積層した配線やバンプ（突起状接続電極）を形成し、このバンプを介してパッケージ基板の電極やＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）電極に接続させることが広く行われている。この配線やバンプの形成方法としては、電気めっき法、無電解めっき法、蒸着法、印刷法といった種々の方法があるが、半導体チップのＩ／Ｏ数の増加、細ピッチ化に伴い、微細化に対応可能なめっき法が多く用いられるようになってきている。
【０００３】
現在最も多用されている電気めっきによって得られる金属膜は、高純度で、膜形成速度が速く、膜厚制御方法が比較的簡単であるという特徴がある。半導体ウエハ等の基板上への膜形成においては、膜厚の均一性が激しく要求されており、このため、従来から多くの検討がなされてきた。電気めっきにあっては、めっき液の金属イオン供給速度分布や電位分布を均一にすることにより、優れた膜厚分布（膜厚均一性）を有する金属膜を得ることができる。今後技術の革新が期待される無電解めっきでは、電気めっきに必要な電気伝導層が不要であるばかりでなく、プロセスの簡素化が可能で、コスト低減に貢献できるものと期待されている。
【０００４】
図７は、いわゆるフェィスダウン方式を採用した、めっき処理のみを行うめっき装置の一例を示す。このめっき装置は、内部にめっき液１００を保持するめっき槽１０２と、このめっき槽１０２の上方に配置され、表面（被めっき面）を下向きにして半導体ウエハ等の基板Ｗを着脱自在に保持する基板ホルダ１０４とを有している。めっき槽１０２の底部には、めっき槽１０２の内部に保持されるめっき液１００に浸漬されるアノード１０６が水平に配置されて固定されている。そして、めっき槽１０２の底部には、めっき液供給ノズル１０８が接続され、まためっき槽１０２の上端外周部には、オーバーフロー槽１１０が設けられている。
【０００５】
このめっき装置によれば、基板ホルダ１０４で保持した基板Ｗをめっき槽１０２の上端開口部を覆う位置に配置した状態で、導電１１２を介して基板Ｗをめっき電源１１４の陰極に、導電１１６を介してアノード１０６をめっき電源１１４の陽極にそれぞれ接続し、同時にめっき槽１０２の内部にめっき液１００を供給しオーバーフロー槽１１０にオーバーフローさせつつ基板Ｗの表面（下面）にめっき液１００の噴流を接触させる。これにより、基板Ｗとアノード１０６との電位差によりめっき液１００中の金属イオンが基板Ｗの表面より電子を受け取り、基板Ｗ上に金属が析出して金属膜が形成される。
【０００６】
図８は、いわゆるディップ方式を採用した、めっき処理のみを行うめっき装置の他の例を示す。このめっき装置は、内部にめっき液を保持するめっき槽１２２と、表面を露出させて基板Ｗを着脱自在に保持する基板ホルダ１２４とを有している。めっき槽１２２の内部には、めっき槽１２２の内部に保持されるめっき液に浸漬されるアノード１２６がアノードホルダ１２８に保持されて鉛直状態に配置されている。そして、基板ホルダ１２４で保持した基板Ｗは、アノード１２６と互いに対面する位置に配置されるようになっており、この基板Ｗとアノード１２６の間に位置するように、内部に基板Ｗの大きさに見合った円形の穴１３０ａを有する絶縁材料からなる調節板（レギュレーションプレート）１３０が配置されている。
【０００７】
このめっき装置によれば、基板ホルダ１２４で保持した基板Ｗをめっき槽１２２内にアノード１２６に対面する位置に配置した状態で、導電１３２を介して基板Ｗをめっき電源１３４の陰極に、導電１３６を介してアノード１２６をめっき電源１３４の陽極にそれぞれ接続することで、基板Ｗ上に金属が析出して金属膜が形成される。そして、調節板１３０に設けた穴１３０ａによりめっき槽１２２内の電位分布を調節して、基板Ｗ上に形成される金属膜の膜厚分布を調整することができる。
【０００８】
以上は電気めっきを行うめっき装置について説明したが、無電解めっきでは、金属イオンの酸化・還元反応により金属の析出を行うものであり、無電解めっき装置にあっては、前述の図７及び図８に示すめっき装置におけるめっき電源を不要としている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、半導体装置の製造にあたっては、半導体ウエハ等の基板周りの清浄度や温度を常に厳しく維持管理する必要がある。このために、基板を処理する様々な半導体製造装置を正常に運転管理するために膨大な付帯設備が備えられている。そして、半導体装置が適正なコストで生産されるように、半導体製造装置は、スループットの向上、基板周り清浄度の向上、付帯設備負荷の軽減が強く要求される。このことは、前述のめっき処理を行うめっき装置を備え、基板の前処理、めっき処理及びめっきの後処理のめっき全工程を連続して行うようにしためっき装置にあっても同様である。
【００１０】
しかしながら、従来のめっき全工程を連続して行うようにしためっき装置にあっては、めっき処理及びめっき液が付着した基板の処理と、それ以外のめっき液に直接には関わらない処理が混在しており、例えば、基板の前処理を行う前処理装置とめっき処理を行うめっき装置は、互いに隣接した位置に配置され、同一の搬送ロボットを使用して、基板の受渡しを行うように構成されている。このため、めっき液が搬送ロボットに付着したり、めっき液を含んだミストが浮遊したりすること等によって、めっき装置内部における基板周りの清浄度を向上させることが一般に困難で、めっき装置のスループットを向上させたり、めっき装置の付帯設備を軽減させたりすることに一定の限界があるのが現状であった。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、めっき全工程を連続して行うめっき装置のスループットを向上させ、基板周りの清浄度を向上させ、更にめっき装置の付帯設備負荷を軽減させることのできるようにしためっき装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、装置内部を、基板のめっき処理及びめっき液が付着した基板の処理を行うめっき空間と、それ以外の基板の処理を行う清浄空間に区分するとともに、この区分した位置に基板の受渡しを行う基板受渡し部を設け、前記めっき空間及び前記清浄空間内にそれぞれ搬送ロボットを個別に配置し、前記清浄空間内に基板の前処理を行う前処理装置を設置し、前記清浄空間内に配置された搬送ロボットは、基板を水平に保持した状態で、前記基板受渡し部、前記前処理装置及び該清浄空間内に設置された処理装置の間で基板の搬送と受渡しを行うことを特徴とするめっき装置である。
【００１３】
これにより、めっき空間内に配置した搬送ロボットで、基板のめっき処理及びめっき液の除去処理を行う処理装置及び基板受渡し部間の基板の搬送及び受渡しを行い、清浄空間内に配置した搬送ロボットで、それ以外の基板の処理、すなわちめっき液に直接的には関わらない基板の処理を行う処理装置及び基板受渡し部間の基板の搬送と受渡しを行うことで、基板の前処理、めっき処理及びめっきの後処理の全めっき工程を連続して行うめっき装置の内部における基板周りの清浄度を向上させるとともに、めっき装置としてのスループットを向上させ、更にめっき装置の付帯設備の負荷を軽減して、めっき装置としてのより小型化を図ることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、装置内部を、基板のめっき処理及びめっき液もしくは活性化処理液が付着した基板の処理を行うめっき空間と、それ以外の基板の処理を行う清浄空間に区分するとともに、この区分した位置に基板の受渡しを行う基板受渡し部を設け、前記めっき空間及び前記清浄空間内にそれぞれ搬送ロボットを個別に配置し、前記清浄空間内に基板の前処理を行う前処理装置を設置し、前記清浄空間内に配置された搬送ロボットは、基板を水平に保持した状態で、前記基板受渡し部、前記前処理装置及び該清浄空間内に設置された処理装置の間で基板の搬送と受渡しを行い、前記めっき空間内に設置された搬送ロボットは、基板を鉛直に保持した状態で、前記基板受渡し部及び該めっき空間内に設置された処理装置の間で基板の搬送と受渡しを行うことを特徴とするめっき装置である。
【００１５】
これにより、めっき処理を行うめっき装置として、フットプリントの小さいめっき槽を有するものを使用することができるようにして、多数のめっき槽を有するめっき装置の更なる小型化を図るとともに、工場付帯設備負荷をより軽減することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記前処理装置は、基板を水平に保持して回転させながら該基板の表面に前処理液を供給するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のめっき装置である。
これにより、前処理液を基板全体に効果的に塗布し、基板の前処理を効率良く行って、めっきの信頼性を向上させるとともに、スループットを向上させることができる。また、例えば基板の表面のレジストパターン内に残った残さ物等を除去することができ、これによっても、めっき欠陥のない信頼性の高い金属膜（めっき膜）の形成に役立てることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、前記前処理装置は、基板を水平に保持して回転させながら該基板の表面に前処理液を供給し、前処理液の供給を停止し基板を回転させて液切り運転を行うように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のめっき装置である。
このように、前処理後の基板を回転させて液切り運転を行うことで、その後の処理で、基板の表面に塗布した処理液が液だれを起こしてしまうことを防止することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記前処理装置は、基板を水平に保持して回転させながら該基板の表面に前処理液を供給し、前処理液の供給を停止し基板を回転させながら基板の端面および／又は裏面にドライガスを吹きかけて液切り運転を行うように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のめっき装置である。
このように、基板を回転させながら基板の端面および／又は裏面にドライガスを吹きかけて液切り運転を行うことで、その後の処理で、基板の表面に塗布した処理液が液だれを起こしてしまうことを防止することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、前記前処理液は、純水であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載のめっき装置である。
このように、基板の前処理液として純水を使用し、基板の表面（被めっき面）に純水を供給し該表面を純水で濡らすことで、基板表面の濡れ性を改善して、めっきの信頼性を向上させるとともに、スループットを向上させることができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、前記前処理装置は、異なる処理液を連続的または断続的に基板の表面に供給するように構成されていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載のめっき装置である。
これにより、基板表面に、例えば薬液と純水とを連続的または断続的に供給して、基板の表面を効率良く薬液で洗浄し、かつ基板の表面の濡れ性を純水で改善して、信頼性を向上させるとともに、スループットを向上させることができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、基板に気体を吹きかけて該基板に付着しためっき液を除去するブロー装置が前記めっき空間内に設置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のめっき装置である。
請求項９に記載の発明は、めっき前の基板表面に薬液を接触させて該表面を活性化させる活性化処理装置が前記めっき空間内に設置されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のめっき装置である。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、前記めっき空間内に配置された搬送ロボットは、前記清浄空間内に配置された前記前処理装置で前処理を施した基板を基板ホルダに装着して該基板ホルダごと搬送するよう構成されていることを特徴とする請求項２記載のめっき装置である。
請求項１１に記載の発明は、前記清浄空間内に配置された搬送ロボットは、基板を水平状態で保持して基板の受渡しを行う固定型のロボットであり、前記めっき空間内に配置された搬送ロボットは、基板または基板を装着した基板ホルダを垂直状態で保持して該基板または基板ホルダの受渡しを行う走行型のロボットであることを特徴とする請求項２記載のめっき装置である。
【００２３】
【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及び図２は、本発明の実施の形態のめっき装置の全体配置図を示す。このめっき装置は、基板を常に水平な状態に維持したまま、基板の前処理、めっき処理及びめっきの後処理のめっき全工程を連続して自動的に行うようにしたもので、外装パネルを取付けた装置フレーム１０の内部は、仕切板１２によって、基板のめっき処理及びめっき液が付着した基板の処理を行うめっき空間１４と、それ以外の処理、すなわちめっき液に直接には関わらない処理を行う清浄空間１６に区分されている。そして、仕切板１２を貫通して、めっき空間１４と清浄空間１６との間での基板の受渡しを行う基板受渡し部としての仮置台１８が備えられている。清浄空間１６には、基板を収納した基板カセットを載置搭載するロード・アンロードポート２０が接続され、更に、装置フレーム１０には、操作パネル２１が備えられている。
【００２４】
清浄空間１６の内部には、基板のオリフラやノッチなどの位置を所定方向に合わせるアライナ２２と、めっき処理後の基板を洗浄し高速回転させてスピン乾燥させる２台の洗浄・乾燥装置２４と、基板の前処理、この例では、基板の表面（被めっき面）に向けて純水を吹きかけることで、基板表面を純水で洗浄するとともに、純水で濡らして親水性を良くする水洗前処理を行う前処理装置２６が、その四隅に位置して配置されている。更に、これらの各処理装置、つまりアライナ２２、洗浄・乾燥装置２４及び前処理装置２６のほぼ中心に位置して、これらの各処理装置２２，２４，２６、前記仮置台１８及び前記ロード・アンロードポート２０に搭載した基板カセットとの間で基板の搬送と受渡しを行う第１搬送ロボット２８が配置されている。
【００２５】
めっき空間１４の内部には、この例では、めっき液を保持するめっき槽３０を備え、このめっき槽３０内に保持しオーバーフローさせためっき液に基板の表面を接触させてめっき処理を行う（図７参照）とともに、めっき後の基板を回転させながら基板に純水を吹きかけて、基板に付着しためっき液を除去するリンス（粗洗浄）処理を行うめっき装置３２が、円周方向に沿った位置に、合計５台配置されている。更に、これらのめっき装置３２で囲まれたほぼ中心に位置して、これらのめっき装置３２及び前記仮置台１８との間で、基板の搬送と受渡しを行う第２搬送ロボット３４が配置されている。
【００２６】
ここで、清浄空間１６内に配置されたアライナ２２、洗浄・乾燥装置２４及び前処理装置２６は、表面を上向きにした水平姿勢で基板を保持して処理するようになっており、第１搬送ロボット２８は、表面を上向きにした水平姿勢で基板を保持して基板の搬送及び受渡しを行うようになっている。
【００２７】
図２は、前処理装置２６の概要を示す。図２に示すように、この前処理装置２６には、表面を上向きにして基板Ｗを着脱自在に保持する基板保持部４０と、この基板保持部４０で保持した基板Ｗの表面に向けて、純水等の処理液を吹きかける噴射ヘッド４２とが備えられ、基板保持部４０の上方に噴射ヘッド４２が配置されている。
【００２８】
基板保持部４０は、円板状の基板ステージ４４と、この基板ステージ４４の上面周縁部の円周方向に所定の位置に設けた複数の基板チャック４６とを有し、この基板チャック４６を介して基板Ｗを該基板Ｗの周縁部をシールした状態で着脱自在に保持するようになっており、鉛直方向に延び、モータ等を介して回転自在な主軸４８の上端に連結されている。一方、噴射ヘッド４２には、その裏面に位置して、複数の噴射ノズル５０が設けられており、この噴射ノズル５０から処理液が下方に向けて噴射されて供給されるようになっている。
【００２９】
更に、略円筒状で、上昇して基板保持部４０の周囲を囲繞し、下降して基板保持部４０の周囲を開放するサイドウォール５２が、シリンダ等により上下動するスライダ５４を介して上下動自在に配置されている。
【００３０】
これにより、サイドウォール５２を下降させた状態で、第１搬送ロボット２８から表面を上向きにして水平姿勢で搬送される基板Ｗを受け取って基板保持部４０で保持し、しかる後、サイドウォール５２を上昇させる。この状態で、基板保持部４０を基板Ｗと一体に回転させながら、この基板Ｗの表面（上面）に、複数の噴射ノズル５０から、この例では純水を吹きかけて供給し、これによって、基板Ｗの表面を純水で洗浄し、同時に基板Ｗの表面を純水で濡らして該表面の親水性を良くする基板の前処理を施す。この前処理終了後、純水の供給を停止し、基板保持部４０を基板Ｗと一体に回転させて、基板の液切り運転を行う。
【００３１】
なお、図２の点線で示すように、主軸４８の内部を貫通し、基板ステージ４４の上面で開口するガス供給ライン５６を備え、前処理終了後、純水の供給を停止し、基板保持部４０を基板Ｗと一体に回転させながら、基板Ｗの裏面側にガス供給ライン５６から、Ｎ２ガス等の不活性ガスやドライエアー等を供給して、基板Ｗの液切り運転を行うようにしてもよい。
そして、所定の時間、この基板の液切り運転を行った後、基板保持部４０の回転を停止し、サイドウォール５２を下降させて、この液切り後の基板Ｗを第１搬送ロボット２８に受け渡す。
【００３２】
このように、基板を水平に保持して水平に回転させながら該基板の表面に純水等の前処理液を供給することで、前処理液を基板全体に効果的に塗布し、基板の前処理を効率良く行って、めっきの信頼性を向上させるとともに、スループットを向上させることができる。また、例えば基板の表面のレジストパターン内に残った残さ物等を純水（処理液）で除去することができ、これによっても、めっき欠陥のない信頼性の高い金属膜（めっき膜）の形成に役立てることができる。
【００３３】
また、前処理後の基板を回転させて液切り運転を行ったり、更にはドライガスを吹きかけて液切り運転を行ったりすることで、その後の処理で、基板の表面に塗布した処理液が液だれを起こしてしまうことを防止することができる。
更に、前処理液として純水を使用し、基板の表面（被めっき面）に純水を供給し該表面を純水で濡らすことで、基板表面の濡れ性を改善して、めっきの信頼性を向上させるとともに、スループットを向上させることができる。
【００３４】
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図３を更に参照して説明する。先ず、図３（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Ｗをその表面（被めっき面）を上にした状態で基板カセットに収容し、この基板カセットをロード・アンロードポート２０に搭載する。
【００３５】
このロード・アンロードポート２０に搭載した基板カセットから、第１搬送ロボット２８で基板Ｗを１枚取出し、アライナ２２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２２で方向を合わせた基板Ｗを第１搬送ロボット２８で前処理装置２６に搬送する。そして、この前処理装置２６で、前述のように、前処理液に純水を使用した前処理（水洗前処理）を施し、この前処理後の基板Ｗを第１搬送ロボット２８で仮置台１８に搬送し載置する。
【００３６】
この仮置台１８に載置した基板Ｗを、第２搬送ロボット３４で取出していずれかのめっき装置３２に搬送する。このめっき装置３２では、基板Ｗの表面にめっき処理を施し、しかる後、基板Ｗを回転させながら基板に純水を吹きかけて、基板Ｗをリンス（粗洗浄）する。第２搬送ロボット３４は、このリンス後の基板Ｗをめっき装置３２から受け取って、仮置台１８に搬送し載置する。
【００３７】
第１搬送ロボット２８は、この仮置台１８に載置されためっき処理後の基板Ｗを仮置台１８から取出し、いずれかの洗浄・乾燥装置２４に搬送する。そして、この洗浄・乾燥装置２４で、表面を上向きにして水平に保持した基板を、純水等で洗浄し、高速回転させてスピン乾燥させた後、この基板を第１搬送ロボット２８でロード・アンロードポート２０に搭載した基板カセットに戻して、一連のめっき処理を完了する。これにより、図３（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。
【００３８】
そして、前述のようにしてスピン乾燥させた基板Ｗを、例えば温度が５０〜６０℃のアセトン等の溶剤に浸漬させて、図３（ｃ）に示すように、基板Ｗ上のレジスト５０２を剥離除去し、更に図３（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に形成しためっき膜５０４をリフローさせることで、図３（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。
【００３９】
この例によれば、めっき空間１４内に配置した第２搬送ロボット３４で、基板のめっき処理及びめっき液の除去処理を行うめっき装置３２と仮置台１８間の基板の搬送及び受渡しを行い、清浄空間１６内に配置した搬送ロボット２８で、それ以外の基板の処理、すなわちめっき液に直接的には関わらない基板の処理を行う処理装置、すなわちアライナ２２、洗浄・乾燥装置２４及び前処理装置２６と仮置台１８間の基板の搬送と受渡しを行うことで、基板の前処理、めっき処理及びめっきの後処理の全めっき工程を連続して行うめっき装置の内部における基板周りの清浄度を向上させるとともに、めっき装置としてのスループットを向上させ、更にめっき装置の付帯設備の負荷を軽減して、めっき装置としてのより小型化を図ることができる。
【００４０】
つまり、従来のこの種の一般的なめっき装置にあっては、基板の前処理を行う前処理装置がめっき装置に隣接して（直前に）配置されており、この前処理装置で前処理を施した基板を搬送ロボットで前処理装置から受取ってめっき装置に搬送し、このめっき装置でめっき処理を施した基板を同じ搬送ロボットでめっき装置から受け取って次工程に搬送するように構成されていた。このため、搬送ロボットにめっき液が付着したり、めっき液を含んだミストが存在したりして、特に前処理終了後の基板周りの清浄度を向上させることが一般に困難で、めっき装置のスループットを向上させたり、めっき装置の付帯設備を軽減させたりすることに一定の限界があった。しかし、この例によれば、特に、前処理装置２６をめっき装置３２とは別の清浄空間１６に分離して配置し、めっき装置３２への基板の出し入れに使用される搬送ロボット２８と前処理装置２６への基板の出し入れに使用される搬送ロボット３４とを別にすることで、このような弊害をなくすことができる。
【００４１】
なお、上記の例にあっては、前処理装置として、１種類の噴射ノズルを備え、この噴射ノズルから純水を噴射するようにしたものを使用した例を示しているが、例えば２種類の噴射ノズルを備え、この各噴射ノズルから、例えば純水と薬液とを基板の表面に向けて連続的または断続的に供給するようにしたものを使用しても良い。これにより、基板の表面を薬液で効率良く洗浄し、かつ基板の表面の濡れ性を改善して、信頼性を向上させるとともに、スループットを向上させることができる。このことは、以下の例においても同様である。
【００４２】
図４は、本発明の他の実施の形態のめっき装置の全体配置図を示す。この例の前記図１に示す例と異なる点は、２台設置されている洗浄・乾燥装置２４の一方を、図２に示すものと同様な構成の、前処理装置２６に置き換えて、基板の前処理を並列に行うことができるようにした点にある。その他の構成は、図１に示す例と同様である。
【００４３】
図５及び図６は、本発明の更に他の実施の形態のめっき装置を示す。この例にあっては、外装パネルを取付けた装置フレーム１０の内部は、仕切板１２によって、基板のめっき処理及びめっき液が付着した基板の処理を行うめっき空間１４と、それ以外の処理、すなわちめっき液に直接には関わらない処理を行う清浄空間１６に区分されており、前述の図１及び図２に示す例と異なる点は、以下の通りである。
【００４４】
すなわち、めっき空間１４と清浄空間１６とを仕切る仕切板１２で仕切られた仕切り部には、基板ホルダ６０（図６参照）を２枚並列に配置して、この各基板ホルダ６０との間で基板の脱着を行う、基板受渡し部としての基板脱着台６２が備えられている。そして、めっき空間１４内には、仕切板１２側から順に、基板ホルダ６０の保管及び一時仮置きを行うストッカ６４、例えば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活性化処理装置６６、基板の表面を純水で水洗する第１水洗装置６８ａ、めっき処理を行うめっき装置７０、第２水洗装置６８ｂ及びめっき処理後の基板の水切りを行うブロー装置７２が順に配置されている。そして、これらの装置の側方に位置して、２台の第２搬送ロボット７４ａ，７４ｂがレール７６に沿って走行自在に配置されている。この一方の第２搬送ロボット７４ａは、基板脱着台６２とストッカ６４との間で基板ホルダ６０の搬送を行い、他方の第２搬送ロボット７４ｂは、ストッカ６４、活性化処理装置６６、第１水洗装置６８ａ、めっき装置７０、第２水洗装置６８ｂ及びブロー装置７２の間で基板ホルダ６０の搬送を行う。
【００４５】
この第２搬送ロボット７４ａ，７４ｂは、図６に示すように、鉛直方向に延びるボディ７８と、このボディ７８に沿って上下動自在でかつ軸心を中心に回転自在なアーム８０を備えており、このアーム８０に、基板ホルダ６０を着脱自在に保持する基板ホルダ保持部８２が２個並列に備えられている。ここで、基板ホルダ６０は、表面を露出させ周縁部をシールした状態で基板Ｗを着脱自在に保持するように構成されている。
【００４６】
ストッカ６４、活性化処理装置６６、水洗装置６８ａ，６８ｂ及びめっき装置７０は、基板ホルダ６０の両端部に設けた外方に突出する突出部６０ａを引っ掛けて、基板ホルダ６０を鉛直方向に吊り下げた状態で支持するようになっている。そして、活性化処理装置６６には、内部に薬液を保持する２個の活性化処理槽８３が備えられ、図６に示すように、基板Ｗを装着した基板ホルダ６０を鉛直状態で保持した第２搬送ロボット７４ｂのアーム８０を下降させ、必要に応じて、基板ホルダ６０を活性化処理槽８３の上端部に引っ掛けて吊下げ支持することで、基板ホルダ６０を基板Ｗごと活性化処理槽８３内の薬液に浸漬させて活性化処理を行うように構成されている。
【００４７】
同様に、水洗装置６８ａ，６８ｂには、内部に純水を保持した各２個の水洗槽８４ａ，８４ｂが、めっき装置７０には、内部にめっき液を保持した複数のめっき槽８６がそれぞれ備えられ、前述と同様に、基板ホルダ６０を基板Ｗごとこれらの水洗槽８４ａ，８４ｂ内の純水またはめっき槽８６内のめっき液に浸漬させることで、水洗処理やめっき処理が行われるように構成されている。またブロー装置７２は、基板Ｗを装着した基板ホルダ６０を鉛直状態で保持した第２搬送ロボット７４ｂのアーム８０を下降させ、この基板ホルダ６０に装着した基板Ｗにエアーや不活性ガスを吹きかけることで、基板のブロー処理を行うように構成されている。
【００４８】
このめっき装置によれば、先ずストッカ６４内に鉛直姿勢で保管されていた基板ホルダ６０を第１搬送ロボット７４ａで取出し、これを９０゜回転させた水平状態にして基板脱着台６２に２個並列に載置する。そして、前述の図１及び図２に示す例と同様にして、前処理（水洗前処理）を施した基板をこの基板脱着台６２に載置された基板ホルダ６０に周縁部をシールして装着する。そして、この基板Ｗを装着した基板ホルダ６０を第２搬送ロボット７４ａで２基同時に把持し、上昇させた後、ストッカ６４まで搬送し、９０゜回転させて基板ホルダ６０を垂直な状態となし、しかる後、下降させ、これによって、２基の基板ホルダ６０をストッカ６４に吊下げ保持（仮置き）する。これを順次繰り返して、ストッカ６４内に収容された基板ホルダ６０に順次基板を装着し、ストッカ６４の所定の位置に順次吊り下げ保持（仮置き）する。
【００４９】
一方、第２搬送ロボット７４ｂにあっては、基板を装着しストッカ６４に仮置きした基板ホルダ６０を２基同時に把持し、上昇させた後、活性化処理装置６６に搬送し、活性化処理槽８３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６０を、前記と同様にして、第１水洗装置６８ａに搬送し、この水洗槽８４ａに入れた純水で基板の表面を水洗する。
【００５０】
水洗が終了した基板を装着した基板ホルダ６０を、前記と同様にしてめっき装置７０に搬送し、めっき槽８６内のめっき液に浸漬させた状態でめっき槽８６に吊り下げ支持することで、基板Ｗの表面にめっき処理を施す。そして、所定時間経過後、基板を装着した基板ホルダ６０を第２搬送ロボット７４ｂで再度保持してめっき槽８６から引き上げてめっき処理を終了する。
【００５１】
そして、前述と同様にして、基板ホルダ６０を第２水洗装置６８ｂまで搬送し、この水洗槽８４ｂに入れた純水に浸漬させて基板の表面を純水洗浄する。しかる後、この基板を装着した基板ホルダ６０を、前記と同様にして、ブロー装置７２に搬送し、ここで、不活性ガスやエアーを基板に向けて吹き付けて、基板ホルダ６０に付着しためっき液や水滴を除去する。しかる後、この基板を装着した基板ホルダ６０を、前記と同様にして、ストッカ６４の所定の位置に戻して吊下げ保持する。
第２搬送ロボット７４ｂ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６０を順次ストッカ６４の所定の位置に戻して吊下げ保持する。
【００５２】
一方、第２搬送ロボット７４ａにあっては、めっき処理後の基板を装着しストッカ６４に戻した基板ホルダ６０を２基同時に把持し、前記と同様にして、基板脱着台６２上に載置する。
そして、清浄空間１６内に配置された第１搬送ロボット２８は、この基板脱着台６２上に載置された基板ホルダ６０から基板を取出し、これを前述の図１及び図２に示す例と同様に、洗浄・乾燥装置２４に搬送する。その後の処理は、図１及び図２に示す例と同様である。
【００５３】
この例のめっき装置にあっては、めっき処理を行うめっき装置７０として、フットプリントの小さいめっき槽８６を有するものを使用することで、多数のめっき槽を有するめっき装置の更なる小型化を図るとともに、工場付帯設備負荷をより軽減することができる。
なお、この例にあっても、前述の図４に示す例のように、図５において２台設置されている洗浄・乾燥装置２４の一方を、前処理装置に置き換えてもよいことは勿論である。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、めっき空間内に配置した搬送ロボットで、基板のめっき処理及びめっき液の除去処理を行う処理装置間の基板の搬送及び受渡しを、清浄空間内に配置した搬送ロボットで、それ以外の基板の処理を行う処理装置間の基板の搬送と受渡しを、それぞれ独立に行うことで、基板の前処理、めっき処理及びめっきの後処理の全めっき工程を連続して行うめっき装置の内部における基板周りの清浄度を向上させるとともに、めっき装置としてのスループットを向上させ、更にめっき装置の付帯設備の負荷を軽減して、めっき装置としてのより小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のめっき装置の全体配置図である。
【図２】図１のめっき装置に使用されている前処理装置の概要を示す図である。
【図３】基板上にバンプ（突起状接続電極）を形成する例を工程順に示す図である。
【図４】本発明の他の実施の形態のめっき装置の全体配置図である。
【図５】本発明の更に他の実施の形態のめっき装置の全体配置図である。
【図６】図５のめっき装置に使用されている第２搬送ロボット及び該ロボットで基板を保持した状態を示す図である。
【図７】従来のめっき処理のみを行うめっき装置の概要図である。
【図８】従来のめっき処理のみを行う他のめっき装置の概要図である。
【符号の説明】
１０ 装置フレーム
１２ 仕切板
１４ めっき空間
１６ 清浄空間
１８ 仮置台（基板受渡し部）
２０ ロード・アンロードポート
２２ アライナ
２４ 洗浄・乾燥装置
２６ 前処理装置
２８，３４，７４ａ，７４ｂ 搬送ロボット
３０，８６ めっき槽
３２，７０ めっき装置
４０ 基板保持部
４２ 噴射ヘッド
４４ 基板ステージ
４６ 基板チャック
５０ 噴射ノズル
５２ サイドウォール
５６ ガス供給ライン
６０ 基板ホルダ
６２ 基板脱着台（基板受渡し部）
６４ ストッカ
６６ 活性化処理装置
６８ａ，６８ｂ 水洗装置
７２ ブロー装置
８０ アーム
８２ 基板ホルダ保持部
８３ 活性化処理槽
８４ａ，８４ｂ 水洗槽
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の基板の表面（被めっき面）に一連のめっき処理を行うめっき装置に係り、特にＬＳＩ用基板に金属等の膜付けや配線を形成するのに使用されるめっき装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体回路の配線やバンプ形成において、めっき技術を用いて半導体ウエハまたは他の基板上に金属膜や有機質膜を形成する方法が用いられるようになってきている。例えば、半導体回路やそれらを接続する微細配線が形成された半導体ウエハの表面の所定箇所に、金、銀、銅、はんだ、ニッケル、あるいはこれらを多層に積層した配線やバンプ（突起状接続電極）を形成し、このバンプを介してパッケージ基板の電極やＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）電極に接続させることが広く行われている。この配線やバンプの形成方法としては、電気めっき法、無電解めっき法、蒸着法、印刷法といった種々の方法があるが、半導体チップのＩ／Ｏ数の増加、細ピッチ化に伴い、微細化に対応可能なめっき法が多く用いられるようになってきている。
【０００３】
現在最も多用されている電気めっきによって得られる金属膜は、高純度で、膜形成速度が速く、膜厚制御方法が比較的簡単であるという特徴がある。半導体ウエハ等の基板上への膜形成においては、膜厚の均一性が激しく要求されており、このため、従来から多くの検討がなされてきた。電気めっきにあっては、めっき液の金属イオン供給速度分布や電位分布を均一にすることにより、優れた膜厚分布（膜厚均一性）を有する金属膜を得ることができる。今後技術の革新が期待される無電解めっきでは、電気めっきに必要な電気伝導層が不要であるばかりでなく、プロセスの簡素化が可能で、コスト低減に貢献できるものと期待されている。
【０００４】
図７は、いわゆるフェィスダウン方式を採用した、めっき処理のみを行うめっき装置の一例を示す。このめっき装置は、内部にめっき液１００を保持するめっき槽１０２と、このめっき槽１０２の上方に配置され、表面（被めっき面）を下向きにして半導体ウエハ等の基板Ｗを着脱自在に保持する基板ホルダ１０４とを有している。めっき槽１０２の底部には、めっき槽１０２の内部に保持されるめっき液１００に浸漬されるアノード１０６が水平に配置されて固定されている。そして、めっき槽１０２の底部には、めっき液供給ノズル１０８が接続され、まためっき槽１０２の上端外周部には、オーバーフロー槽１１０が設けられている。
【０００５】
このめっき装置によれば、基板ホルダ１０４で保持した基板Ｗをめっき槽１０２の上端開口部を覆う位置に配置した状態で、導電１１２を介して基板Ｗをめっき電源１１４の陰極に、導電１１６を介してアノード１０６をめっき電源１１４の陽極にそれぞれ接続し、同時にめっき槽１０２の内部にめっき液１００を供給しオーバーフロー槽１１０にオーバーフローさせつつ基板Ｗの表面（下面）にめっき液１００の噴流を接触させる。これにより、基板Ｗとアノード１０６との電位差によりめっき液１００中の金属イオンが基板Ｗの表面より電子を受け取り、基板Ｗ上に金属が析出して金属膜が形成される。
【０００６】
図８は、いわゆるディップ方式を採用した、めっき処理のみを行うめっき装置の他の例を示す。このめっき装置は、内部にめっき液を保持するめっき槽１２２と、表面を露出させて基板Ｗを着脱自在に保持する基板ホルダ１２４とを有している。めっき槽１２２の内部には、めっき槽１２２の内部に保持されるめっき液に浸漬されるアノード１２６がアノードホルダ１２８に保持されて鉛直状態に配置されている。そして、基板ホルダ１２４で保持した基板Ｗは、アノード１２６と互いに対面する位置に配置されるようになっており、この基板Ｗとアノード１２６の間に位置するように、内部に基板Ｗの大きさに見合った円形の穴１３０ａを有する絶縁材料からなる調節板（レギュレーションプレート）１３０が配置されている。
【０００７】
このめっき装置によれば、基板ホルダ１２４で保持した基板Ｗをめっき槽１２２内にアノード１２６に対面する位置に配置した状態で、導電１３２を介して基板Ｗをめっき電源１３４の陰極に、導電１３６を介してアノード１２６をめっき電源１３４の陽極にそれぞれ接続することで、基板Ｗ上に金属が析出して金属膜が形成される。そして、調節板１３０に設けた穴１３０ａによりめっき槽１２２内の電位分布を調節して、基板Ｗ上に形成される金属膜の膜厚分布を調整することができる。
【０００８】
以上は電気めっきを行うめっき装置について説明したが、無電解めっきでは、金属イオンの酸化・還元反応により金属の析出を行うものであり、無電解めっき装置にあっては、前述の図７及び図８に示すめっき装置におけるめっき電源を不要としている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、半導体装置の製造にあたっては、半導体ウエハ等の基板周りの清浄度や温度を常に厳しく維持管理する必要がある。このために、基板を処理する様々な半導体製造装置を正常に運転管理するために膨大な付帯設備が備えられている。そして、半導体装置が適正なコストで生産されるように、半導体製造装置は、スループットの向上、基板周り清浄度の向上、付帯設備負荷の軽減が強く要求される。このことは、前述のめっき処理を行うめっき装置を備え、基板の前処理、めっき処理及びめっきの後処理のめっき全工程を連続して行うようにしためっき装置にあっても同様である。
【００１０】
しかしながら、従来のめっき全工程を連続して行うようにしためっき装置にあっては、めっき処理及びめっき液が付着した基板の処理と、それ以外のめっき液に直接には関わらない処理が混在しており、例えば、基板の前処理を行う前処理装置とめっき処理を行うめっき装置は、互いに隣接した位置に配置され、同一の搬送ロボットを使用して、基板の受渡しを行うように構成されている。このため、めっき液が搬送ロボットに付着したり、めっき液を含んだミストが浮遊したりすること等によって、めっき装置内部における基板周りの清浄度を向上させることが一般に困難で、めっき装置のスループットを向上させたり、めっき装置の付帯設備を軽減させたりすることに一定の限界があるのが現状であった。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、めっき全工程を連続して行うめっき装置のスループットを向上させ、基板周りの清浄度を向上させ、更にめっき装置の付帯設備負荷を軽減させることのできるようにしためっき装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、装置内部を、基板のめっき処理及びめっき液が付着した基板の処理を行うめっき空間と、それ以外の基板の処理を行う清浄空間に区分するとともに、この区分した位置に基板の受渡しを行う基板受渡し部を設け、前記めっき空間及び前記清浄空間内にそれぞれ搬送ロボットを個別に配置し、前記清浄空間内に基板の前処理を行う前処理装置を設置し、前記清浄空間内に配置された搬送ロボットは、基板を水平に保持した状態で、前記基板受渡し部、前記前処理装置及び該清浄空間内に設置された処理装置の間で基板の搬送と受渡しを行うことを特徴とするめっき装置である。
【００１３】
これにより、めっき空間内に配置した搬送ロボットで、基板のめっき処理及びめっき液の除去処理を行う処理装置及び基板受渡し部間の基板の搬送及び受渡しを行い、清浄空間内に配置した搬送ロボットで、それ以外の基板の処理、すなわちめっき液に直接的には関わらない基板の処理を行う処理装置及び基板受渡し部間の基板の搬送と受渡しを行うことで、基板の前処理、めっき処理及びめっきの後処理の全めっき工程を連続して行うめっき装置の内部における基板周りの清浄度を向上させるとともに、めっき装置としてのスループットを向上させ、更にめっき装置の付帯設備の負荷を軽減して、めっき装置としてのより小型化を図ることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、装置内部を、基板のめっき処理及びめっき液もしくは活性化処理液が付着した基板の処理を行うめっき空間と、それ以外の基板の処理を行う清浄空間に区分するとともに、この区分した位置に基板の受渡しを行う基板受渡し部を設け、前記めっき空間及び前記清浄空間内にそれぞれ搬送ロボットを個別に配置し、前記清浄空間内に基板の前処理を行う前処理装置を設置し、前記清浄空間内に配置された搬送ロボットは、基板を水平に保持した状態で、前記基板受渡し部、前記前処理装置及び該清浄空間内に設置された処理装置の間で基板の搬送と受渡しを行い、前記めっき空間内に設置された搬送ロボットは、基板を鉛直に保持した状態で、前記基板受渡し部及び該めっき空間内に設置された処理装置の間で基板の搬送と受渡しを行うことを特徴とするめっき装置である。
【００１５】
これにより、めっき処理を行うめっき装置として、フットプリントの小さいめっき槽を有するものを使用することができるようにして、多数のめっき槽を有するめっき装置の更なる小型化を図るとともに、工場付帯設備負荷をより軽減することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記前処理装置は、基板を水平に保持して回転させながら該基板の表面に前処理液を供給するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のめっき装置である。
これにより、前処理液を基板全体に効果的に塗布し、基板の前処理を効率良く行って、めっきの信頼性を向上させるとともに、スループットを向上させることができる。また、例えば基板の表面のレジストパターン内に残った残さ物等を除去することができ、これによっても、めっき欠陥のない信頼性の高い金属膜（めっき膜）の形成に役立てることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、前記前処理装置は、基板を水平に保持して回転させながら該基板の表面に前処理液を供給し、前処理液の供給を停止し基板を回転させて液切り運転を行うように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のめっき装置である。
このように、前処理後の基板を回転させて液切り運転を行うことで、その後の処理で、基板の表面に塗布した処理液が液だれを起こしてしまうことを防止することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記前処理装置は、基板を水平に保持して回転させながら該基板の表面に前処理液を供給し、前処理液の供給を停止し基板を回転させながら基板の端面および／又は裏面にドライガスを吹きかけて液切り運転を行うように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のめっき装置である。
このように、基板を回転させながら基板の端面および／又は裏面にドライガスを吹きかけて液切り運転を行うことで、その後の処理で、基板の表面に塗布した処理液が液だれを起こしてしまうことを防止することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、前記前処理液は、純水であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載のめっき装置である。
このように、基板の前処理液として純水を使用し、基板の表面（被めっき面）に純水を供給し該表面を純水で濡らすことで、基板表面の濡れ性を改善して、めっきの信頼性を向上させるとともに、スループットを向上させることができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、前記前処理装置は、異なる処理液を連続的または断続的に基板の表面に供給するように構成されていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載のめっき装置である。
これにより、基板表面に、例えば薬液と純水とを連続的または断続的に供給して、基板の表面を効率良く薬液で洗浄し、かつ基板の表面の濡れ性を純水で改善して、信頼性を向上させるとともに、スループットを向上させることができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、基板に気体を吹きかけて該基板に付着しためっき液を除去するブロー装置が前記めっき空間内に設置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のめっき装置である。
請求項９に記載の発明は、めっき前の基板表面に薬液を接触させて該表面を活性化させる活性化処理装置が前記めっき空間内に設置されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のめっき装置である。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、前記めっき空間内に配置された搬送ロボットは、前記清浄空間内に配置された前記前処理装置で前処理を施した基板を基板ホルダに装着して該基板ホルダごと搬送するよう構成されていることを特徴とする請求項２記載のめっき装置である。
請求項１１に記載の発明は、前記清浄空間内に配置された搬送ロボットは、基板を水平状態で保持して基板の受渡しを行う固定型のロボットであり、前記めっき空間内に配置された搬送ロボットは、基板または基板を装着した基板ホルダを垂直状態で保持して該基板または基板ホルダの受渡しを行う走行型のロボットであることを特徴とする請求項２記載のめっき装置である。
【００２３】
【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及び図２は、本発明の実施の形態のめっき装置の全体配置図を示す。このめっき装置は、基板を常に水平な状態に維持したまま、基板の前処理、めっき処理及びめっきの後処理のめっき全工程を連続して自動的に行うようにしたもので、外装パネルを取付けた装置フレーム１０の内部は、仕切板１２によって、基板のめっき処理及びめっき液が付着した基板の処理を行うめっき空間１４と、それ以外の処理、すなわちめっき液に直接には関わらない処理を行う清浄空間１６に区分されている。そして、仕切板１２を貫通して、めっき空間１４と清浄空間１６との間での基板の受渡しを行う基板受渡し部としての仮置台１８が備えられている。清浄空間１６には、基板を収納した基板カセットを載置搭載するロード・アンロードポート２０が接続され、更に、装置フレーム１０には、操作パネル２１が備えられている。
【００２４】
清浄空間１６の内部には、基板のオリフラやノッチなどの位置を所定方向に合わせるアライナ２２と、めっき処理後の基板を洗浄し高速回転させてスピン乾燥させる２台の洗浄・乾燥装置２４と、基板の前処理、この例では、基板の表面（被めっき面）に向けて純水を吹きかけることで、基板表面を純水で洗浄するとともに、純水で濡らして親水性を良くする水洗前処理を行う前処理装置２６が、その四隅に位置して配置されている。更に、これらの各処理装置、つまりアライナ２２、洗浄・乾燥装置２４及び前処理装置２６のほぼ中心に位置して、これらの各処理装置２２，２４，２６、前記仮置台１８及び前記ロード・アンロードポート２０に搭載した基板カセットとの間で基板の搬送と受渡しを行う第１搬送ロボット２８が配置されている。
【００２５】
めっき空間１４の内部には、この例では、めっき液を保持するめっき槽３０を備え、このめっき槽３０内に保持しオーバーフローさせためっき液に基板の表面を接触させてめっき処理を行う（図７参照）とともに、めっき後の基板を回転させながら基板に純水を吹きかけて、基板に付着しためっき液を除去するリンス（粗洗浄）処理を行うめっき装置３２が、円周方向に沿った位置に、合計５台配置されている。更に、これらのめっき装置３２で囲まれたほぼ中心に位置して、これらのめっき装置３２及び前記仮置台１８との間で、基板の搬送と受渡しを行う第２搬送ロボット３４が配置されている。
【００２６】
ここで、清浄空間１６内に配置されたアライナ２２、洗浄・乾燥装置２４及び前処理装置２６は、表面を上向きにした水平姿勢で基板を保持して処理するようになっており、第１搬送ロボット２８は、表面を上向きにした水平姿勢で基板を保持して基板の搬送及び受渡しを行うようになっている。
【００２７】
図２は、前処理装置２６の概要を示す。図２に示すように、この前処理装置２６には、表面を上向きにして基板Ｗを着脱自在に保持する基板保持部４０と、この基板保持部４０で保持した基板Ｗの表面に向けて、純水等の処理液を吹きかける噴射ヘッド４２とが備えられ、基板保持部４０の上方に噴射ヘッド４２が配置されている。
【００２８】
基板保持部４０は、円板状の基板ステージ４４と、この基板ステージ４４の上面周縁部の円周方向に所定の位置に設けた複数の基板チャック４６とを有し、この基板チャック４６を介して基板Ｗを該基板Ｗの周縁部をシールした状態で着脱自在に保持するようになっており、鉛直方向に延び、モータ等を介して回転自在な主軸４８の上端に連結されている。一方、噴射ヘッド４２には、その裏面に位置して、複数の噴射ノズル５０が設けられており、この噴射ノズル５０から処理液が下方に向けて噴射されて供給されるようになっている。
【００２９】
更に、略円筒状で、上昇して基板保持部４０の周囲を囲繞し、下降して基板保持部４０の周囲を開放するサイドウォール５２が、シリンダ等により上下動するスライダ５４を介して上下動自在に配置されている。
【００３０】
これにより、サイドウォール５２を下降させた状態で、第１搬送ロボット２８から表面を上向きにして水平姿勢で搬送される基板Ｗを受け取って基板保持部４０で保持し、しかる後、サイドウォール５２を上昇させる。この状態で、基板保持部４０を基板Ｗと一体に回転させながら、この基板Ｗの表面（上面）に、複数の噴射ノズル５０から、この例では純水を吹きかけて供給し、これによって、基板Ｗの表面を純水で洗浄し、同時に基板Ｗの表面を純水で濡らして該表面の親水性を良くする基板の前処理を施す。この前処理終了後、純水の供給を停止し、基板保持部４０を基板Ｗと一体に回転させて、基板の液切り運転を行う。
【００３１】
なお、図２の点線で示すように、主軸４８の内部を貫通し、基板ステージ４４の上面で開口するガス供給ライン５６を備え、前処理終了後、純水の供給を停止し、基板保持部４０を基板Ｗと一体に回転させながら、基板Ｗの裏面側にガス供給ライン５６から、Ｎ２ガス等の不活性ガスやドライエアー等を供給して、基板Ｗの液切り運転を行うようにしてもよい。
そして、所定の時間、この基板の液切り運転を行った後、基板保持部４０の回転を停止し、サイドウォール５２を下降させて、この液切り後の基板Ｗを第１搬送ロボット２８に受け渡す。
【００３２】
このように、基板を水平に保持して水平に回転させながら該基板の表面に純水等の前処理液を供給することで、前処理液を基板全体に効果的に塗布し、基板の前処理を効率良く行って、めっきの信頼性を向上させるとともに、スループットを向上させることができる。また、例えば基板の表面のレジストパターン内に残った残さ物等を純水（処理液）で除去することができ、これによっても、めっき欠陥のない信頼性の高い金属膜（めっき膜）の形成に役立てることができる。
【００３３】
また、前処理後の基板を回転させて液切り運転を行ったり、更にはドライガスを吹きかけて液切り運転を行ったりすることで、その後の処理で、基板の表面に塗布した処理液が液だれを起こしてしまうことを防止することができる。
更に、前処理液として純水を使用し、基板の表面（被めっき面）に純水を供給し該表面を純水で濡らすことで、基板表面の濡れ性を改善して、めっきの信頼性を向上させるとともに、スループットを向上させることができる。
【００３４】
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図３を更に参照して説明する。先ず、図３（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Ｗをその表面（被めっき面）を上にした状態で基板カセットに収容し、この基板カセットをロード・アンロードポート２０に搭載する。
【００３５】
このロード・アンロードポート２０に搭載した基板カセットから、第１搬送ロボット２８で基板Ｗを１枚取出し、アライナ２２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２２で方向を合わせた基板Ｗを第１搬送ロボット２８で前処理装置２６に搬送する。そして、この前処理装置２６で、前述のように、前処理液に純水を使用した前処理（水洗前処理）を施し、この前処理後の基板Ｗを第１搬送ロボット２８で仮置台１８に搬送し載置する。
【００３６】
この仮置台１８に載置した基板Ｗを、第２搬送ロボット３４で取出していずれかのめっき装置３２に搬送する。このめっき装置３２では、基板Ｗの表面にめっき処理を施し、しかる後、基板Ｗを回転させながら基板に純水を吹きかけて、基板Ｗをリンス（粗洗浄）する。第２搬送ロボット３４は、このリンス後の基板Ｗをめっき装置３２から受け取って、仮置台１８に搬送し載置する。
【００３７】
第１搬送ロボット２８は、この仮置台１８に載置されためっき処理後の基板Ｗを仮置台１８から取出し、いずれかの洗浄・乾燥装置２４に搬送する。そして、この洗浄・乾燥装置２４で、表面を上向きにして水平に保持した基板を、純水等で洗浄し、高速回転させてスピン乾燥させた後、この基板を第１搬送ロボット２８でロード・アンロードポート２０に搭載した基板カセットに戻して、一連のめっき処理を完了する。これにより、図３（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。
【００３８】
そして、前述のようにしてスピン乾燥させた基板Ｗを、例えば温度が５０〜６０℃のアセトン等の溶剤に浸漬させて、図３（ｃ）に示すように、基板Ｗ上のレジスト５０２を剥離除去し、更に図３（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に形成しためっき膜５０４をリフローさせることで、図３（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。
【００３９】
この例によれば、めっき空間１４内に配置した第２搬送ロボット３４で、基板のめっき処理及びめっき液の除去処理を行うめっき装置３２と仮置台１８間の基板の搬送及び受渡しを行い、清浄空間１６内に配置した搬送ロボット２８で、それ以外の基板の処理、すなわちめっき液に直接的には関わらない基板の処理を行う処理装置、すなわちアライナ２２、洗浄・乾燥装置２４及び前処理装置２６と仮置台１８間の基板の搬送と受渡しを行うことで、基板の前処理、めっき処理及びめっきの後処理の全めっき工程を連続して行うめっき装置の内部における基板周りの清浄度を向上させるとともに、めっき装置としてのスループットを向上させ、更にめっき装置の付帯設備の負荷を軽減して、めっき装置としてのより小型化を図ることができる。
【００４０】
つまり、従来のこの種の一般的なめっき装置にあっては、基板の前処理を行う前処理装置がめっき装置に隣接して（直前に）配置されており、この前処理装置で前処理を施した基板を搬送ロボットで前処理装置から受取ってめっき装置に搬送し、このめっき装置でめっき処理を施した基板を同じ搬送ロボットでめっき装置から受け取って次工程に搬送するように構成されていた。このため、搬送ロボットにめっき液が付着したり、めっき液を含んだミストが存在したりして、特に前処理終了後の基板周りの清浄度を向上させることが一般に困難で、めっき装置のスループットを向上させたり、めっき装置の付帯設備を軽減させたりすることに一定の限界があった。しかし、この例によれば、特に、前処理装置２６をめっき装置３２とは別の清浄空間１６に分離して配置し、めっき装置３２への基板の出し入れに使用される搬送ロボット２８と前処理装置２６への基板の出し入れに使用される搬送ロボット３４とを別にすることで、このような弊害をなくすことができる。
【００４１】
なお、上記の例にあっては、前処理装置として、１種類の噴射ノズルを備え、この噴射ノズルから純水を噴射するようにしたものを使用した例を示しているが、例えば２種類の噴射ノズルを備え、この各噴射ノズルから、例えば純水と薬液とを基板の表面に向けて連続的または断続的に供給するようにしたものを使用しても良い。これにより、基板の表面を薬液で効率良く洗浄し、かつ基板の表面の濡れ性を改善して、信頼性を向上させるとともに、スループットを向上させることができる。このことは、以下の例においても同様である。
【００４２】
図４は、本発明の他の実施の形態のめっき装置の全体配置図を示す。この例の前記図１に示す例と異なる点は、２台設置されている洗浄・乾燥装置２４の一方を、図２に示すものと同様な構成の、前処理装置２６に置き換えて、基板の前処理を並列に行うことができるようにした点にある。その他の構成は、図１に示す例と同様である。
【００４３】
図５及び図６は、本発明の更に他の実施の形態のめっき装置を示す。この例にあっては、外装パネルを取付けた装置フレーム１０の内部は、仕切板１２によって、基板のめっき処理及びめっき液が付着した基板の処理を行うめっき空間１４と、それ以外の処理、すなわちめっき液に直接には関わらない処理を行う清浄空間１６に区分されており、前述の図１及び図２に示す例と異なる点は、以下の通りである。
【００４４】
すなわち、めっき空間１４と清浄空間１６とを仕切る仕切板１２で仕切られた仕切り部には、基板ホルダ６０（図６参照）を２枚並列に配置して、この各基板ホルダ６０との間で基板の脱着を行う、基板受渡し部としての基板脱着台６２が備えられている。そして、めっき空間１４内には、仕切板１２側から順に、基板ホルダ６０の保管及び一時仮置きを行うストッカ６４、例えば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活性化処理装置６６、基板の表面を純水で水洗する第１水洗装置６８ａ、めっき処理を行うめっき装置７０、第２水洗装置６８ｂ及びめっき処理後の基板の水切りを行うブロー装置７２が順に配置されている。そして、これらの装置の側方に位置して、２台の第２搬送ロボット７４ａ，７４ｂがレール７６に沿って走行自在に配置されている。この一方の第２搬送ロボット７４ａは、基板脱着台６２とストッカ６４との間で基板ホルダ６０の搬送を行い、他方の第２搬送ロボット７４ｂは、ストッカ６４、活性化処理装置６６、第１水洗装置６８ａ、めっき装置７０、第２水洗装置６８ｂ及びブロー装置７２の間で基板ホルダ６０の搬送を行う。
【００４５】
この第２搬送ロボット７４ａ，７４ｂは、図６に示すように、鉛直方向に延びるボディ７８と、このボディ７８に沿って上下動自在でかつ軸心を中心に回転自在なアーム８０を備えており、このアーム８０に、基板ホルダ６０を着脱自在に保持する基板ホルダ保持部８２が２個並列に備えられている。ここで、基板ホルダ６０は、表面を露出させ周縁部をシールした状態で基板Ｗを着脱自在に保持するように構成されている。
【００４６】
ストッカ６４、活性化処理装置６６、水洗装置６８ａ，６８ｂ及びめっき装置７０は、基板ホルダ６０の両端部に設けた外方に突出する突出部６０ａを引っ掛けて、基板ホルダ６０を鉛直方向に吊り下げた状態で支持するようになっている。そして、活性化処理装置６６には、内部に薬液を保持する２個の活性化処理槽８３が備えられ、図６に示すように、基板Ｗを装着した基板ホルダ６０を鉛直状態で保持した第２搬送ロボット７４ｂのアーム８０を下降させ、必要に応じて、基板ホルダ６０を活性化処理槽８３の上端部に引っ掛けて吊下げ支持することで、基板ホルダ６０を基板Ｗごと活性化処理槽８３内の薬液に浸漬させて活性化処理を行うように構成されている。
【００４７】
同様に、水洗装置６８ａ，６８ｂには、内部に純水を保持した各２個の水洗槽８４ａ，８４ｂが、めっき装置７０には、内部にめっき液を保持した複数のめっき槽８６がそれぞれ備えられ、前述と同様に、基板ホルダ６０を基板Ｗごとこれらの水洗槽８４ａ，８４ｂ内の純水またはめっき槽８６内のめっき液に浸漬させることで、水洗処理やめっき処理が行われるように構成されている。またブロー装置７２は、基板Ｗを装着した基板ホルダ６０を鉛直状態で保持した第２搬送ロボット７４ｂのアーム８０を下降させ、この基板ホルダ６０に装着した基板Ｗにエアーや不活性ガスを吹きかけることで、基板のブロー処理を行うように構成されている。
【００４８】
このめっき装置によれば、先ずストッカ６４内に鉛直姿勢で保管されていた基板ホルダ６０を第１搬送ロボット７４ａで取出し、これを９０゜回転させた水平状態にして基板脱着台６２に２個並列に載置する。そして、前述の図１及び図２に示す例と同様にして、前処理（水洗前処理）を施した基板をこの基板脱着台６２に載置された基板ホルダ６０に周縁部をシールして装着する。そして、この基板Ｗを装着した基板ホルダ６０を第２搬送ロボット７４ａで２基同時に把持し、上昇させた後、ストッカ６４まで搬送し、９０゜回転させて基板ホルダ６０を垂直な状態となし、しかる後、下降させ、これによって、２基の基板ホルダ６０をストッカ６４に吊下げ保持（仮置き）する。これを順次繰り返して、ストッカ６４内に収容された基板ホルダ６０に順次基板を装着し、ストッカ６４の所定の位置に順次吊り下げ保持（仮置き）する。
【００４９】
一方、第２搬送ロボット７４ｂにあっては、基板を装着しストッカ６４に仮置きした基板ホルダ６０を２基同時に把持し、上昇させた後、活性化処理装置６６に搬送し、活性化処理槽８３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６０を、前記と同様にして、第１水洗装置６８ａに搬送し、この水洗槽８４ａに入れた純水で基板の表面を水洗する。
【００５０】
水洗が終了した基板を装着した基板ホルダ６０を、前記と同様にしてめっき装置７０に搬送し、めっき槽８６内のめっき液に浸漬させた状態でめっき槽８６に吊り下げ支持することで、基板Ｗの表面にめっき処理を施す。そして、所定時間経過後、基板を装着した基板ホルダ６０を第２搬送ロボット７４ｂで再度保持してめっき槽８６から引き上げてめっき処理を終了する。
【００５１】
そして、前述と同様にして、基板ホルダ６０を第２水洗装置６８ｂまで搬送し、この水洗槽８４ｂに入れた純水に浸漬させて基板の表面を純水洗浄する。しかる後、この基板を装着した基板ホルダ６０を、前記と同様にして、ブロー装置７２に搬送し、ここで、不活性ガスやエアーを基板に向けて吹き付けて、基板ホルダ６０に付着しためっき液や水滴を除去する。しかる後、この基板を装着した基板ホルダ６０を、前記と同様にして、ストッカ６４の所定の位置に戻して吊下げ保持する。
第２搬送ロボット７４ｂ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６０を順次ストッカ６４の所定の位置に戻して吊下げ保持する。
【００５２】
一方、第２搬送ロボット７４ａにあっては、めっき処理後の基板を装着しストッカ６４に戻した基板ホルダ６０を２基同時に把持し、前記と同様にして、基板脱着台６２上に載置する。
そして、清浄空間１６内に配置された第１搬送ロボット２８は、この基板脱着台６２上に載置された基板ホルダ６０から基板を取出し、これを前述の図１及び図２に示す例と同様に、洗浄・乾燥装置２４に搬送する。その後の処理は、図１及び図２に示す例と同様である。
【００５３】
この例のめっき装置にあっては、めっき処理を行うめっき装置７０として、フットプリントの小さいめっき槽８６を有するものを使用することで、多数のめっき槽を有するめっき装置の更なる小型化を図るとともに、工場付帯設備負荷をより軽減することができる。
なお、この例にあっても、前述の図４に示す例のように、図５において２台設置されている洗浄・乾燥装置２４の一方を、前処理装置に置き換えてもよいことは勿論である。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、めっき空間内に配置した搬送ロボットで、基板のめっき処理及びめっき液の除去処理を行う処理装置間の基板の搬送及び受渡しを、清浄空間内に配置した搬送ロボットで、それ以外の基板の処理を行う処理装置間の基板の搬送と受渡しを、それぞれ独立に行うことで、基板の前処理、めっき処理及びめっきの後処理の全めっき工程を連続して行うめっき装置の内部における基板周りの清浄度を向上させるとともに、めっき装置としてのスループットを向上させ、更にめっき装置の付帯設備の負荷を軽減して、めっき装置としてのより小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のめっき装置の全体配置図である。
【図２】図１のめっき装置に使用されている前処理装置の概要を示す図である。
【図３】基板上にバンプ（突起状接続電極）を形成する例を工程順に示す図である。
【図４】本発明の他の実施の形態のめっき装置の全体配置図である。
【図５】本発明の更に他の実施の形態のめっき装置の全体配置図である。
【図６】図５のめっき装置に使用されている第２搬送ロボット及び該ロボットで基板を保持した状態を示す図である。
【図７】従来のめっき処理のみを行うめっき装置の概要図である。
【図８】従来のめっき処理のみを行う他のめっき装置の概要図である。
【符号の説明】
１０ 装置フレーム
１２ 仕切板
１４ めっき空間
１６ 清浄空間
１８ 仮置台（基板受渡し部）
２０ ロード・アンロードポート
２２ アライナ
２４ 洗浄・乾燥装置
２６ 前処理装置
２８，３４，７４ａ，７４ｂ 搬送ロボット
３０，８６ めっき槽
３２，７０ めっき装置
４０ 基板保持部
４２ 噴射ヘッド
４４ 基板ステージ
４６ 基板チャック
５０ 噴射ノズル
５２ サイドウォール
５６ ガス供給ライン
６０ 基板ホルダ
６２ 基板脱着台（基板受渡し部）
６４ ストッカ
６６ 活性化処理装置
６８ａ，６８ｂ 水洗装置
７２ ブロー装置
８０ アーム
８２ 基板ホルダ保持部
８３ 活性化処理槽
８４ａ，８４ｂ 水洗槽
Claims (11)
- 装置内部を、基板のめっき処理及びめっき液が付着した基板の処理を行うめっき空間と、それ以外の基板の処理を行う清浄空間に区分するとともに、この区分した位置に基板の受渡しを行う基板受渡し部を設け、
前記めっき空間及び前記清浄空間内にそれぞれ搬送ロボットを個別に配置し、
前記清浄空間内に基板の前処理を行う前処理装置を設置し、
前記清浄空間内に配置された搬送ロボットは、基板を水平に保持した状態で、前記基板受渡し部、前記前処理装置及び該清浄空間内に設置された処理装置の間で基板の搬送と受渡しを行うことを特徴とするめっき装置。 - 装置内部を、基板のめっき処理及びめっき液もしくは活性化処理液が付着した基板の処理を行うめっき空間と、それ以外の基板の処理を行う清浄空間に区分するとともに、この区分した位置に基板の受渡しを行う基板受渡し部を設け、
前記めっき空間及び前記清浄空間内にそれぞれ搬送ロボットを個別に配置し、
前記清浄空間内に基板の前処理を行う前処理装置を設置し、
前記清浄空間内に配置された搬送ロボットは、基板を水平に保持した状態で、前記基板受渡し部、前記前処理装置及び該清浄空間内に設置された処理装置の間で基板の搬送と受渡しを行い、
前記めっき空間内に設置された搬送ロボットは、基板を鉛直に保持した状態で、前記基板受渡し部及び該めっき空間内に設置された処理装置の間で基板の搬送と受渡しを行うことを特徴とするめっき装置。 - 前記前処理装置は、基板を水平に保持して回転させながら該基板の表面に前処理液を供給するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のめっき装置。
- 前記前処理装置は、基板を水平に保持して回転させながら該基板の表面に前処理液を供給し、前処理液の供給を停止し基板を回転させて液切り運転を行うように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のめっき装置。
- 前記前処理装置は、基板を水平に保持して回転させながら該基板の表面に前処理液を供給し、前処理液の供給を停止し基板を回転させながら基板の端面および／又は裏面にドライガスを吹きかけて液切り運転を行うように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のめっき装置。
- 前記前処理液は、純水であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載のめっき装置。
- 前記前処理装置は、異なる処理液を連続的または断続的に基板の表面に供給するように構成されていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載のめっき装置。
- 基板に気体を吹きかけて該基板に付着しためっき液を除去するブロー装置が前記めっき空間内に設置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のめっき装置。
- めっき前の基板表面に薬液を接触させて該表面を活性化させる活性化処理装置が前記めっき空間内に設置されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のめっき装置。
- 前記めっき空間内に配置された搬送ロボットは、前記清浄空間内に配置された前記前処理装置で前処理を施した基板を基板ホルダに装着して該基板ホルダごと搬送するよう構成されていることを特徴とする請求項２記載のめっき装置。
- 前記清浄空間内に配置された搬送ロボットは、基板を水平状態で保持して基板の受渡しを行う固定型のロボットであり、前記めっき空間内に配置された搬送ロボットは、基板または基板を装着した基板ホルダを垂直状態で保持して該基板または基板ホルダの受渡しを行う走行型のロボットであることを特徴とする請求項２記載のめっき装置。
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