JP2010109298A - Plating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエハの片面に形成された回路パターンの電極パッド上に、無電解メッキ法によりバンプを形成するための、メッキ処理装置に関するものである。以下、本願明細書では、半導体ウエハにおける、回路パターンが形成された上記片面を、「半導体ウエハの回路形成面」、または、単に「回路形成面」と称している。また、以下、本願明細書では、無電解メッキ法によりバンプを形成する各処理工程を、「無電解メッキ処理」と称している。 The present invention relates to a plating apparatus for forming bumps on an electrode pad of a circuit pattern formed on one side of a semiconductor wafer by an electroless plating method. Hereinafter, in the present specification, the one surface of the semiconductor wafer on which the circuit pattern is formed is referred to as “circuit formation surface of the semiconductor wafer” or simply “circuit formation surface”. Hereinafter, in the present specification, each processing step for forming a bump by an electroless plating method is referred to as an “electroless plating process”.
近年、半導体装置の小型化に伴い、半導体装置としての半導体ウエハにおいては、TCP(Tape Carrier Package)、COF(Chip On Film)、および、COG(Chip On Glass)等の、回路パターンを用いた高密度実装が可能な種々の実装方式が提案されている。 2. Description of the Related Art In recent years, with the miniaturization of semiconductor devices, semiconductor wafers as semiconductor devices have high circuit patterns such as TCP (Tape Carrier Package), COF (Chip On Film), and COG (Chip On Glass). Various mounting methods capable of density mounting have been proposed.
上記の各実装方式は、回路パターンの電極パッド上に、バンプと称される突起状電極を形成し、熱圧着またはACF(Anisotropy Conductive Film)等により、該バンプを介して、回路パターンをフィルム基板またはガラス基板に実装する方式である。 In each of the above mounting methods, a protruding electrode called a bump is formed on an electrode pad of a circuit pattern, and the circuit pattern is transferred to the film substrate via the bump by thermocompression bonding or ACF (Anisotropy Conductive Film). Alternatively, it is a method of mounting on a glass substrate.
回路パターンの電極パッド上にバンプを形成する手法としては、メッキ法が広く適用されている。メッキ法としては、電解メッキ法と無電解メッキ法とが主に知られており、従来、Au(金)メッキを用いた電解メッキ法が一般的であった。 A plating method is widely applied as a method of forming bumps on the electrode pads of the circuit pattern. As plating methods, an electrolytic plating method and an electroless plating method are mainly known, and conventionally, an electrolytic plating method using Au (gold) plating has been generally used.
一方、無電解メッキ法は、電解メッキ法に対して、バリアメタルとメッキ処理に係る工程時の電極とを形成するときに必須であったスパッタリング工程、突起電極のパターンを形成するときに必須であったフォト工程、および、パターン形成時に使用したフォトレジストとメッキ処理に係る工程時に使用したバリアメタルとを除去するときに必須であったエッチング工程等を、省略することができるため、低コスト化が可能であると共に、製造工程の単純化およびそれに伴う納期短縮化が可能であるという長所を有する。そのため、近年では、電解メッキ法に替わり、無電解メッキ法が注目されている。 On the other hand, the electroless plating method is indispensable when forming the pattern of the protruding electrode and the sputtering process, which is essential when forming the barrier metal and the electrode at the time of the plating process, compared with the electrolytic plating method. Cost reduction because it is possible to omit the photo process and the etching process that was essential when removing the photoresist used during pattern formation and the barrier metal used during the plating process. In addition, the manufacturing process can be simplified and the delivery time can be shortened accordingly. Therefore, in recent years, an electroless plating method has attracted attention in place of the electrolytic plating method.
無電解メッキ法の一例として、特許文献1には、無電解メッキ法により、電極パッド上にNi(ニッケル)メッキバンプを形成した後、Niメッキバンプの表面に、Auメッキ等の金属薄膜を形成する技術が開示されている。
無電解メッキ法により形成されたバンプが、回路パターンの電極パッド上に形成された、半導体ウエハの品質(実装品質)を向上させるためには、各パンプの丈を所望の高さに維持させること、各パンプの丈を一定化させること、および、各バンプと電極パッドとの密着性を向上させることが重要である。なお、本願明細書において「バンプの丈」とは、パンプが形成されている電極パッド部分から、該バンプの先端までの鉛直方向における長さ(高さ)を意味するものとする。 In order to improve the quality (mounting quality) of the semiconductor wafer in which bumps formed by electroless plating are formed on the electrode pads of the circuit pattern, the height of each pump must be maintained at a desired height. It is important to make the height of each pump constant and to improve the adhesion between each bump and the electrode pad. In the present specification, the “bump height” means the length (height) in the vertical direction from the electrode pad portion where the bump is formed to the tip of the bump.
ここで、無電解メッキ法により、例えばNiとAuとからなるバンプを形成するための無電解メッキ処理に係る技術としては、エッチング処理、ジンケート(亜鉛置換)処理、無電解Niメッキ処理、および、無電解Auメッキ処理を順次行う技術が存在する(特許文献2参照)。 Here, as a technique related to an electroless plating process for forming a bump made of Ni and Au, for example, by an electroless plating method, an etching process, a zincate (zinc replacement) process, an electroless Ni plating process, and There is a technique for sequentially performing electroless Au plating (see Patent Document 2).
一般的に、上記無電解メッキ処理は、複数の処理槽に各々貯留された液体(薬液または流水)に、半導体ウエハが収容されているウエハキャリアを順次浸して行われる。但し、無電解メッキ処理を行うときに、特に、ウエハキャリアを複数の処理槽間で搬送するときに、ウエハキャリアに収容されている半導体ウエハからの液体の流下等に起因して、半導体ウエハの回路パターンの電極パッドが大気に触れて乾燥すると、電極パッドに形成されたバンプは、丈が低くなってしまったり、電極パッドとの密着性が低下してしまったりするという問題が発生する。この問題が発生する原因としては、電極パッドが大気に触れることに起因して、電極パッドの表面が酸化する(酸化膜が形成される)こと、および、ウォーターマークの発生により電極パッド表面の表面活性度が低下すること、等が推定される。 In general, the electroless plating process is performed by sequentially immersing a wafer carrier containing semiconductor wafers in liquids (chemical solution or running water) stored in a plurality of processing tanks. However, when performing the electroless plating process, particularly when the wafer carrier is transported between a plurality of processing tanks, due to the flow of liquid from the semiconductor wafer contained in the wafer carrier, etc. When the electrode pad of the circuit pattern is exposed to the air and dried, the bumps formed on the electrode pad have a problem that the height is lowered or the adhesion with the electrode pad is lowered. The cause of this problem is that the surface of the electrode pad is oxidized (an oxide film is formed) due to the electrode pad being exposed to the atmosphere, and the surface of the electrode pad surface is generated by the occurrence of a watermark. It is estimated that the degree of activity decreases.
本発明は、上記の問題に鑑みて為されたものであり、その目的は、無電解メッキ法により形成された各パンプにおいて、丈を所望の高さに維持させること、丈を一定化させること、および、電極パッドとの密着性を向上させることができるメッキ処理装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to maintain the height at a desired height and to make the height constant in each pump formed by an electroless plating method. And it is providing the plating processing apparatus which can improve adhesiveness with an electrode pad.
本願発明者らは、上記の問題に鑑みて鋭意検討を行った結果、半導体ウエハが収容されているウエハキャリアを、複数の処理槽に各々貯留された液体に順次浸して、該半導体ウエハに形成された回路パターンの電極パッド上に、無電解メッキ法によりバンプを形成するためのメッキ処理装置であって、上記回路パターンが形成されている上記半導体ウエハの回路形成面が、水平方向よりも上方を向くように、上記ウエハキャリアを傾斜させた姿勢で保持するキャリア保持装置と、上記キャリア保持装置により保持されているウエハキャリアに対し、上記処理槽に貯留された液体からの該ウエハキャリアの浮上と、該処理槽に貯留された液体への該ウエハキャリアの沈降と、複数の該処理槽間での該ウエハキャリアの搬送と、を行う搬送アームと、を備え、上記キャリア保持装置は、上記回路形成面に垂直な鉛直面内における該回路形成面の傾斜角度が、鉛直方向に対して20°以上かつ40°以下となるように、上記ウエハキャリアを傾斜させた姿勢で保持するものであることを特徴とするメッキ処理装置であれば、無電解メッキ法により形成された各パンプにおいて、丈を所望の高さに維持させること、丈を一定化させること、および、電極パッドとの密着性を向上させることができることを独自に見出し、本発明を案出するに至った。 As a result of intensive studies in view of the above problems, the inventors of the present application formed a wafer carrier containing semiconductor wafers by sequentially immersing them in liquids stored in a plurality of processing tanks. A plating apparatus for forming bumps on an electrode pad of a circuit pattern formed by electroless plating, wherein the circuit formation surface of the semiconductor wafer on which the circuit pattern is formed is above the horizontal direction A carrier holding device that holds the wafer carrier in an inclined posture so that the wafer carrier faces the surface, and the wafer carrier floats from the liquid stored in the processing tank with respect to the wafer carrier held by the carrier holding device. And a transfer arm that sinks the wafer carrier into the liquid stored in the processing tank and transfers the wafer carrier between the plurality of processing tanks. The wafer holding device includes the wafer carrier so that an inclination angle of the circuit forming surface in a vertical plane perpendicular to the circuit forming surface is 20 ° or more and 40 ° or less with respect to the vertical direction. If the plating processing device is characterized in that it is held in an inclined position, the height is maintained at a desired height in each pump formed by the electroless plating method, and the length is made constant. And found out that the adhesiveness with the electrode pad can be improved and came up with the present invention.
本願発明者らは、無電解メッキ法により形成された各パンプにおいて、丈を所望の高さに維持させ、丈を一定化させ、電極パッドとの密着性を向上させるために、無電解メッキ処理を行うときに、電極パッドが大気に触れる虞を低減することが有効であると考えた。 In order to maintain the height at a desired height, to make the length constant, and to improve the adhesion with the electrode pad in each pump formed by the electroless plating method, the present inventors have made an electroless plating process. It was considered effective to reduce the risk of the electrode pads coming into contact with the air when
そして、本願発明者らは、無電解メッキ処理を行うときに、電極パッドが大気に触れる虞を低減するために、回路形成面が水平方向よりも上方を向くように、ウエハキャリアを傾斜させて搬送するのが有効であると考えた。これにより、複数の処理槽間を搬送するときに、ウエハキャリアに収容されている半導体ウエハから液体が流下する虞を低減することができるため、電極パッドが大気に触れる虞を抑制することができると考えられる。 Then, the inventors of the present application inclined the wafer carrier so that the circuit formation surface faces upward from the horizontal direction in order to reduce the possibility that the electrode pad is exposed to the atmosphere when performing electroless plating. We thought that it was effective to convey. This can reduce the risk of liquid flowing down from the semiconductor wafer accommodated in the wafer carrier when transporting between a plurality of processing baths, and thus can suppress the possibility that the electrode pad is exposed to the atmosphere. it is conceivable that.
特許文献3には、ウエハカセットを、半導体ウエハのデバイス形成面が上になるように所定の角度傾斜させて、薬液処理と複数の処理槽間の搬送とを行う技術が開示されている。特許文献4には、カセットを、半導体ウエハのデバイス形成面が上になるように所定の角度傾斜させて、洗浄液に沈降させる技術が開示されている。特許文献5には、キャリアホルダーを前傾し、洗浄槽から取り出して搬送する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献3〜5に開示されている各技術は、それぞれ以下の理由により、そのまま無電解メッキ処理装置に適用しても、無電解メッキ処理を行うときに、電極パッドが大気に触れる虞を低減するという目的を達成することができなかった。
However, each technique disclosed in
すなわち、特許文献3に開示されている技術では、ウエハカセットを傾斜させる角度を1°〜15°としている。しかしながら、該角度を1°〜15°とした場合、搬送するときに薬液が流下する虞を低減するためには傾斜させる角度が小さすぎるため、上記目的を達成することはできない。特許文献3に開示されている技術は、半導体チップのデバイス形成面への異物付着を低減するという観点から、該角度を1°〜15°とした発明であり、無電解メッキ処理を行うときに、電極パッドが大気に触れる虞を低減するという観点から為された発明でない。
That is, in the technique disclosed in
特許文献4に開示されている技術では、傾斜角θwの下限がπ/12rad、すなわち、15°程度であれば十分であり、傾斜角θwの上限を考慮する必要がない。しかしながら、傾斜角θwを15°程度とした場合、やはり、搬送するときに薬液が流下する虞を低減するためには傾斜角θwが小さすぎるため、上記目的を達成することはできない。一方、傾斜角θwが40°を超える程度に大きい場合には、半導体ウエハ上に残留する薬液の量が非常に多くなり、これにより、搬送中において半導体ウエハ上では種々の化学反応が不要に促進され、この結果、形成された各パンプの丈にばらつきが発生する虞がある。特許文献4に開示されている技術は、ウエハがウエハカセットの保持部分と摺れることによる塵挨の発生を低減するという観点から傾斜角θwを15°以上の任意の角度とした発明であり、無電解メッキ処理を行うときに、電極パッドが大気に触れる虞を低減するという観点から為された発明でない。 In the technique disclosed in Patent Document 4, the lower limit is π / 12rad inclination angle theta w, i.e., is sufficient as long as about 15 °, is not necessary to consider the upper limit of the inclination angle theta w. However, when the inclination angle theta w is about 15 °, also, since the inclination angle theta w is too small in order to reduce the possibility that the drug solution flows down when conveyed, can not achieve the above object. On the other hand, if the inclination angle theta w is large enough to exceed 40 °, the amount of chemical liquid remaining on the semiconductor wafer becomes very large, thereby, unnecessarily various chemical reactions on the semiconductor wafer during transport As a result, there is a possibility that the height of each formed pump may vary. The technique disclosed in Patent Document 4 is an wafer is an arbitrary angle greater than 15 ° the inclination angle theta w from the viewpoint of reducing the generation of dust挨due to rub against the retaining part of the wafer cassettes invention It is not an invention made from the viewpoint of reducing the possibility that the electrode pad is exposed to the atmosphere when performing the electroless plating process.
特許文献5に開示されている技術では、キャリアホルダーを前傾させる角度について具体的に述べられていない。ここで、キャリア掴みからの洗浄液の流下を防止するためには、キャリアホルダーを、40°を超える程度に前傾する必要があると考えられ、この場合には、半導体ウエハ上に残留する薬液の量が多くなり、これにより、搬送中において半導体ウエハ上では種々の化学反応が不要に促進され、この結果、形成された各パンプの丈にばらつきが発生する虞がある。特許文献5に開示されている技術は、作業者がキャリアに触れないで洗浄槽から乾燥機へキャリアを運べるようにし汚染や発塵の虞をなくすという観点から、キャリアホルダーを前傾させている発明であり、無電解メッキ処理を行うときに、電極パッドが大気に触れる虞を低減するという観点から為された発明でない。
In the technique disclosed in
そこで、上記の構成によれば、回路形成面に垂直な鉛直面内における回路形成面の傾斜角度が、鉛直方向に対して20°以上かつ40°以下となる。 Therefore, according to the above configuration, the inclination angle of the circuit forming surface in the vertical plane perpendicular to the circuit forming surface is 20 ° or more and 40 ° or less with respect to the vertical direction.
上記傾斜角度を20°未満とした場合には、処理槽における無電解メッキ処理後(液体に浸した後)に、ウエハキャリアを搬送するときの、単位時間に対する、半導体ウエハに付着した液体の流下度合が、非常に大きくなる。このとき、半導体ウエハに付着した液体は、短時間で流下して、表面から消失する。そしてこれにより、半導体ウエハの表面が酸化し、半導体ウエハの回路パターンの電極パッドが大気に触れて乾燥する現象を引き起こす要因となる。一方、上記傾斜角度が40°を超えた場合には、該流下度合が、非常に小さくなる。このとき、半導体ウエハに付着した液体は、その残留量が非常に多くなり、これに伴い、搬送中において半導体ウエハ上では種々の化学反応が不要に促進され、この結果、形成された各パンプの丈にばらつきが発生する虞がある。 When the tilt angle is less than 20 °, the flow of the liquid adhering to the semiconductor wafer with respect to the unit time when the wafer carrier is transferred after the electroless plating process in the processing tank (after being immersed in the liquid) The degree becomes very large. At this time, the liquid adhering to the semiconductor wafer flows down in a short time and disappears from the surface. As a result, the surface of the semiconductor wafer is oxidized, which causes a phenomenon that the electrode pads of the circuit pattern of the semiconductor wafer are dried by being exposed to the atmosphere. On the other hand, when the tilt angle exceeds 40 °, the degree of flow is very small. At this time, the amount of the liquid adhering to the semiconductor wafer becomes very large, and accordingly, various chemical reactions are unnecessarily promoted on the semiconductor wafer during transportation. As a result, each of the formed pumps There is a risk of variations in length.
以上のことを考慮すると、無電解メッキ法により形成された各パンプにおいて、丈を所望の高さに維持させ、丈を一定化させ、電極パッドとの密着性を向上させるべく、無電解メッキ処理を行うときに、電極パッドが大気に触れる虞を低減するためには、回路形成面の傾斜角度を、20°以上かつ40°以下とするべきであることが分かる。 In consideration of the above, in each pump formed by the electroless plating method, the electroless plating process is performed to maintain the height at a desired height, to make the length constant, and to improve the adhesion with the electrode pad. It can be seen that the inclination angle of the circuit formation surface should be 20 ° or more and 40 ° or less in order to reduce the risk of the electrode pads coming into contact with the air when
また、本願発明者らは、上記の問題に鑑みて鋭意検討を行った結果、半導体ウエハが収容されているウエハキャリアを、複数の処理槽に各々貯留された液体に順次浸して、該半導体ウエハに形成された回路パターンの電極パッド上に、無電解メッキ法によりバンプを形成するためのメッキ処理装置であって、上記回路パターンが形成されている上記半導体ウエハの回路形成面が、水平方向よりも上方を向くように、上記ウエハキャリアを傾斜させた姿勢で保持するキャリア保持装置と、上記キャリア保持装置により保持されているウエハキャリアに対し、上記処理槽に貯留された液体からの該ウエハキャリアの浮上と、該処理槽に貯留された液体への該ウエハキャリアの沈降と、複数の該処理槽間での該ウエハキャリアの搬送と、を行う搬送アームと、を備え、上記搬送アームは、毎秒100ミリメートル以上かつ毎秒200ミリメートル以下の速度で、上記ウエハキャリアの、浮上および沈降の少なくとも一方を行うものであることを特徴とするメッキ処理装置であれば、無電解メッキ法により形成された各パンプにおいて、丈を所望の高さに維持させること、丈を一定化させること、および、電極パッドとの密着性を向上させることができることを独自に見出し、本発明を案出するに至った。 In addition, as a result of intensive studies in view of the above problems, the inventors of the present application have sequentially immersed a wafer carrier in which a semiconductor wafer is accommodated in liquids stored in a plurality of processing tanks, and the semiconductor wafer. A plating apparatus for forming bumps on an electrode pad of a circuit pattern formed on the substrate by an electroless plating method, wherein the circuit formation surface of the semiconductor wafer on which the circuit pattern is formed is from a horizontal direction. A carrier holding device for holding the wafer carrier in an inclined posture so that the wafer carrier is also directed upward, and the wafer carrier from the liquid stored in the processing tank with respect to the wafer carrier held by the carrier holding device. The wafer carrier is floated, the wafer carrier is settled into the liquid stored in the processing tank, and the wafer carrier is transferred between the processing tanks. And the transfer arm performs at least one of floating and sinking of the wafer carrier at a speed of 100 millimeters / second or more and 200 millimeters / second or less. If present, each pump formed by the electroless plating method can maintain the height at a desired height, make the length constant, and improve the adhesion to the electrode pad. The headline and the present invention have been devised.
上記の構成によれば、ウエハキャリアの、浮上および/または沈降の速度が、毎秒100ミリメートル以上かつ毎秒200ミリメートル以下となる。 According to the above configuration, the rising and / or sinking speed of the wafer carrier is 100 millimeters / second or more and 200 millimeters / second or less.
浮上および/または沈降の速度を、毎秒100ミリメートル未満とした場合には、処理槽における無電解メッキ処理後(液体に浸した後)に、ウエハキャリアを搬送に要する時間が長時間化し、これに伴い、半導体ウエハ表面に付着した液体の流下量が増大し、半導体ウエハ表面から消失する。一方、浮上および/または沈降の速度が、毎秒200ミリメートルを超えた場合には、液体と空気との摩擦に起因して該液体が振り切られてしまうことで、半導体ウエハ表面に付着した液体の流下が促進されることとなるため、半導体ウエハ表面に付着した液体の流下量が増大し、半導体ウエハ表面から消失する。いずれの場合であっても、半導体ウエハの表面が酸化し、半導体ウエハの回路パターンの電極パッドが大気に触れて乾燥する現象を引き起こす要因となる。 If the speed of ascent and / or settling is less than 100 millimeters per second, after the electroless plating process in the processing tank (after being immersed in a liquid), the time required for transporting the wafer carrier becomes longer. Along with this, the flow amount of the liquid adhering to the semiconductor wafer surface increases and disappears from the semiconductor wafer surface. On the other hand, when the rising and / or sinking speed exceeds 200 millimeters per second, the liquid is shaken off due to the friction between the liquid and air, so that the liquid attached to the surface of the semiconductor wafer flows down. Therefore, the amount of the liquid adhering to the surface of the semiconductor wafer increases and disappears from the surface of the semiconductor wafer. In either case, the surface of the semiconductor wafer is oxidized, which causes a phenomenon that the electrode pads of the circuit pattern of the semiconductor wafer are dried by being exposed to the atmosphere.
以上のことを考慮すると、無電解メッキ法により形成された各パンプにおいて、丈を所望の高さに維持させ、丈を一定化させ、電極パッドとの密着性を向上させるべく、無電解メッキ処理を行うときに、電極パッドが大気に触れる虞を低減するためには、ウエハキャリアの、浮上および/または沈降の速度を、毎秒100ミリメートル以上かつ毎秒200ミリメートル以下とするべきであることが分かる。 In consideration of the above, in each pump formed by the electroless plating method, the electroless plating process is performed to maintain the height at a desired height, to make the length constant, and to improve the adhesion with the electrode pad. It can be seen that in order to reduce the risk of the electrode pads coming into contact with the atmosphere when performing, the rising and / or sinking speed of the wafer carrier should be greater than or equal to 100 millimeters per second and less than or equal to 200 millimeters per second.
さらに、本願発明者らは、上記の問題に鑑みて鋭意検討を行った結果、半導体ウエハが収容されているウエハキャリアを、複数の処理槽に各々貯留された液体に順次浸して、該半導体ウエハに形成された回路パターンの電極パッド上に、無電解メッキ法によりバンプを形成するためのメッキ処理装置であって、上記回路パターンが形成されている上記半導体ウエハの回路形成面が、水平方向よりも上方を向くように、上記ウエハキャリアを傾斜させた姿勢で保持するキャリア保持装置と、上記キャリア保持装置により保持されているウエハキャリアに対し、上記処理槽に貯留された液体からの該ウエハキャリアの浮上と、該処理槽に貯留された液体への該ウエハキャリアの沈降と、複数の該処理槽間での該ウエハキャリアの搬送と、を行う搬送アームと、を備え、上記搬送アームは、4秒以上かつ9秒以下の時間で、上記ウエハキャリアの搬送を行うものであることを特徴とするメッキ処理装置であれば、無電解メッキ法により形成された各パンプにおいて、丈を所望の高さに維持させること、丈を一定化させること、および、電極パッドとの密着性を向上させることができることを独自に見出し、本発明を案出するに至った。 Furthermore, the inventors of the present application have conducted intensive studies in view of the above problems, and as a result, the wafer carrier in which the semiconductor wafer is accommodated is sequentially immersed in the liquid stored in a plurality of processing tanks, and the semiconductor wafer is obtained. A plating apparatus for forming bumps on an electrode pad of a circuit pattern formed on the substrate by an electroless plating method, wherein the circuit formation surface of the semiconductor wafer on which the circuit pattern is formed is from a horizontal direction. A carrier holding device for holding the wafer carrier in an inclined posture so that the wafer carrier is also directed upward, and the wafer carrier from the liquid stored in the processing tank with respect to the wafer carrier held by the carrier holding device. The wafer carrier is floated, the wafer carrier is settled into the liquid stored in the processing tank, and the wafer carrier is transferred between the processing tanks. If the plating processing apparatus is characterized in that it transports the wafer carrier in a time of 4 seconds or more and 9 seconds or less, it is formed by an electroless plating method. In order to devise the present invention, the present invention uniquely finds that each of the pumps can maintain the height at a desired height, can make the height constant, and can improve the adhesion to the electrode pad. It came.
上記の構成によれば、複数の処理槽間での、ウエハキャリアの搬送時間が、4秒以上かつ9秒以下となる。 According to said structure, the conveyance time of a wafer carrier between several process tanks will be 4 second or more and 9 seconds or less.
ウエハキャリアの搬送時間を、4秒未満とした場合には、搬送時間の短縮化に相反して、搬送速度の過度の高速化が予想される。搬送速度が過度に高速化した場合には、液体と空気との摩擦に起因して該液体が振り切られてしまうことで、半導体ウエハ表面に付着した液体の流下が促進されることとなるため、半導体ウエハ表面に付着した液体の流下量が増大し、半導体ウエハ表面から消失する。一方、ウエハキャリアの搬送時間が、9秒を超えた場合には、処理槽における無電解メッキ処理後(液体に浸した後)に、ウエハキャリアを搬送に要する時間が長時間化し、これに伴い、半導体ウエハ表面に付着した液体の流下量が増大し、半導体ウエハ表面から消失する。いずれの場合であっても、半導体ウエハの表面が酸化し、半導体ウエハの回路パターンの電極パッドが大気に触れて乾燥する現象を引き起こす要因となる。 When the transfer time of the wafer carrier is less than 4 seconds, it is expected that the transfer speed will be excessively increased as opposed to shortening the transfer time. When the transport speed is excessively increased, the liquid is shaken off due to friction between the liquid and air, so that the flow of the liquid attached to the surface of the semiconductor wafer is promoted. The amount of liquid that adheres to the surface of the semiconductor wafer increases and disappears from the surface of the semiconductor wafer. On the other hand, if the transfer time of the wafer carrier exceeds 9 seconds, the time required to transfer the wafer carrier becomes longer after the electroless plating process (after immersion in the liquid) in the processing tank. The flow amount of the liquid adhering to the semiconductor wafer surface increases and disappears from the semiconductor wafer surface. In either case, the surface of the semiconductor wafer is oxidized, which causes a phenomenon that the electrode pads of the circuit pattern of the semiconductor wafer are dried by being exposed to the atmosphere.
以上のことを考慮すると、無電解メッキ法により形成された各パンプにおいて、丈を所望の高さに維持させ、丈を一定化させ、電極パッドとの密着性を向上させるべく、無電解メッキ処理を行うときに、電極パッドが大気に触れる虞を低減するためには、ウエハキャリアの搬送時間を、4秒以上かつ9秒以下とするべきであることが分かる。 In consideration of the above, in each pump formed by the electroless plating method, the electroless plating process is performed to maintain the height at a desired height, to make the length constant, and to improve the adhesion with the electrode pad. It can be seen that the wafer carrier transport time should be 4 seconds or more and 9 seconds or less in order to reduce the risk of the electrode pads coming into contact with the air when performing the process.
また、本発明に係るメッキ処理装置においては、回路形成面に垂直な鉛直面内における回路形成面の傾斜角度が、鉛直方向に対して20°以上かつ40°以下となる上記構成と、ウエハキャリアの、浮上および/または沈降の速度が、毎秒100ミリメートル以上かつ毎秒200ミリメートル以下となる上記構成と、複数の処理槽間での、ウエハキャリアの搬送時間が、4秒以上かつ9秒以下となる上記構成と、を任意に組み合わせて適用してもよく、各構成の組み合わせを適用した場合は、該構成のいずれか一つのみを適用した場合よりも、さらに大きな、無電解メッキ法により形成された各パンプにおいて、丈を所望の高さに維持させ、丈を一定化させ、電極パッドとの密着性を向上させる効果を得ることができる。 Further, in the plating apparatus according to the present invention, the above-described configuration in which the inclination angle of the circuit forming surface in the vertical plane perpendicular to the circuit forming surface is 20 ° or more and 40 ° or less with respect to the vertical direction, and the wafer carrier The above-mentioned configuration in which the rising and / or sinking speed is 100 millimeters / second or more and 200 millimeters / second or less, and the wafer carrier transfer time between a plurality of processing tanks is 4 seconds or more and 9 seconds or less. The above configuration may be applied in any combination, and when a combination of each configuration is applied, it is formed by a larger electroless plating method than when only one of the configurations is applied. In addition, in each pump, the height can be maintained at a desired height, the height can be made constant, and the adhesion to the electrode pad can be improved.
また、本発明に係るメッキ処理装置は、複数の上記処理槽は、脱脂剤が貯留された脱脂処理槽、純水が貯留された第1水洗処理槽、エッチング液が貯留されたエッチング処理槽、純水が貯留された第2水洗処理槽、亜鉛置換液が貯留された第1亜鉛置換処理槽、純水が貯留された第3水洗処理槽、硝酸が貯留された硝酸処理槽、純水が貯留された第4水洗処理槽、亜鉛置換液が貯留された第2亜鉛置換処理槽、純水が貯留された第5水洗処理槽、ニッケル−リン系メッキ液が貯留された第1無電解メッキ処理槽、純水が貯留された第6水洗処理槽、金メッキ液が貯留された第2無電解メッキ処理槽、および、純水が貯留された第7水洗処理槽を有しており、上記メッキ処理装置は、上記ウエハキャリアを、上記脱脂処理槽に貯留された脱脂剤、上記第1水洗処理槽に貯留された純水、上記エッチング処理槽に貯留されたエッチング液、上記第2水洗処理槽に貯留された純水、上記第1亜鉛置換処理槽に貯留された亜鉛置換液、上記第3水洗処理槽に貯留された純水、上記硝酸処理槽に貯留された硝酸、上記第4水洗処理槽に貯留された純水、上記第2亜鉛置換処理槽に貯留された亜鉛置換液、上記第5水洗処理槽に貯留された純水、上記第1無電解メッキ処理槽に貯留されたニッケル−リン系メッキ液、上記第6水洗処理槽に貯留された純水、上記第2無電解メッキ処理槽に貯留された金メッキ液、上記第7水洗処理槽に貯留された純水、の順序で順次浸して、上記電極パッド上に、無電解メッキ法により上記バンプを形成するものであることを特徴としている。 The plating apparatus according to the present invention includes a plurality of the treatment tanks, a degreasing treatment tank in which a degreasing agent is stored, a first washing treatment tank in which pure water is stored, an etching processing tank in which an etching solution is stored, The second water washing treatment tank in which pure water is stored, the first zinc replacement treatment tank in which zinc replacement liquid is stored, the third water washing treatment tank in which pure water is stored, the nitric acid treatment tank in which nitric acid is stored, and the pure water The stored fourth washing treatment tank, the second zinc replacement treatment tank in which the zinc replacement solution is stored, the fifth water washing treatment tank in which pure water is stored, and the first electroless plating in which the nickel-phosphorous plating solution is stored A plating tank having a treatment tank, a sixth washing treatment tank in which pure water is stored, a second electroless plating treatment tank in which gold plating solution is stored, and a seventh washing treatment tank in which pure water is stored; The processing apparatus includes a degreasing agent stored in the degreasing tank with the wafer carrier. Pure water stored in the first washing treatment tank, etching solution stored in the etching treatment tank, pure water stored in the second washing treatment tank, zinc replacement stored in the first zinc replacement treatment tank Liquid, pure water stored in the third washing treatment tank, nitric acid stored in the nitric acid treatment tank, pure water stored in the fourth washing treatment tank, zinc stored in the second zinc replacement treatment tank Replacement liquid, pure water stored in the fifth washing treatment tank, nickel-phosphorous plating solution stored in the first electroless plating treatment tank, pure water stored in the sixth washing treatment tank, the first (2) The bumps are formed on the electrode pads by the electroless plating method by sequentially immersing the gold plating solution stored in the electroless plating bath and the pure water stored in the seventh washing bath. It is characterized by being.
上記の構成によれば、無電解メッキ処理時において、無電解メッキ法により形成された各パンプにおいて、丈を所望の高さに維持させ、丈を一定化させ、電極パッドとの密着性を向上させる効果を得ることができるため、無電解メッキ法により形成されたバンプが、回路パターンの電極パッド上に形成された、半導体ウエハの品質(実装品質)を向上させることができる。 According to the above configuration, the height is maintained at a desired height in each pump formed by the electroless plating method at the time of the electroless plating process, the height is made constant, and the adhesion with the electrode pad is improved. Therefore, the quality (mounting quality) of the semiconductor wafer in which the bumps formed by the electroless plating method are formed on the electrode pads of the circuit pattern can be improved.
以上のとおり、本発明に係るメッキ処理装置は、半導体ウエハが収容されているウエハキャリアを、複数の処理槽に各々貯留された液体に順次浸して、該半導体ウエハに形成された回路パターンの電極パッド上に、無電解メッキ法によりバンプを形成するためのメッキ処理装置であって、上記回路パターンが形成されている上記半導体ウエハの回路形成面が、水平方向よりも上方を向くように、上記ウエハキャリアを傾斜させた姿勢で保持するキャリア保持装置と、上記キャリア保持装置により保持されているウエハキャリアに対し、上記処理槽に貯留された液体からの該ウエハキャリアの浮上と、該処理槽に貯留された液体への該ウエハキャリアの沈降と、複数の該処理槽間での該ウエハキャリアの搬送と、を行う搬送アームと、を備え、上記キャリア保持装置は、上記回路形成面に垂直な鉛直面内における該回路形成面の傾斜角度が、鉛直方向に対して20°以上かつ40°以下となるように、上記ウエハキャリアを傾斜させた姿勢で保持するものである。 As described above, in the plating apparatus according to the present invention, the electrode of the circuit pattern formed on the semiconductor wafer by sequentially immersing the wafer carrier containing the semiconductor wafer in the liquid stored in each of the plurality of processing tanks. A plating apparatus for forming bumps on a pad by an electroless plating method, wherein the circuit forming surface of the semiconductor wafer on which the circuit pattern is formed faces upward from the horizontal direction. A carrier holding device that holds the wafer carrier in an inclined posture, and the wafer carrier held by the carrier holding device floats from the liquid stored in the processing tank, and the processing tank A transfer arm that performs sedimentation of the wafer carrier into the stored liquid and transfer of the wafer carrier between the plurality of processing tanks, The carrier holding device tilts the wafer carrier so that an inclination angle of the circuit forming surface in a vertical plane perpendicular to the circuit forming surface is 20 ° or more and 40 ° or less with respect to the vertical direction. Hold it in a posture.
また、本発明に係るメッキ処理装置は、半導体ウエハが収容されているウエハキャリアを、複数の処理槽に各々貯留された液体に順次浸して、該半導体ウエハに形成された回路パターンの電極パッド上に、無電解メッキ法によりバンプを形成するためのメッキ処理装置であって、上記回路パターンが形成されている上記半導体ウエハの回路形成面が、水平方向よりも上方を向くように、上記ウエハキャリアを傾斜させた姿勢で保持するキャリア保持装置と、上記キャリア保持装置により保持されているウエハキャリアに対し、上記処理槽に貯留された液体からの該ウエハキャリアの浮上と、該処理槽に貯留された液体への該ウエハキャリアの沈降と、複数の該処理槽間での該ウエハキャリアの搬送と、を行う搬送アームと、を備え、上記搬送アームは、毎秒100ミリメートル以上かつ毎秒200ミリメートル以下の速度で、上記ウエハキャリアの、浮上および沈降の少なくとも一方を行うものである。 In addition, the plating apparatus according to the present invention sequentially immerses a wafer carrier in which a semiconductor wafer is accommodated in a liquid stored in each of a plurality of processing tanks, on the electrode pad of the circuit pattern formed on the semiconductor wafer. In addition, a plating apparatus for forming bumps by an electroless plating method, wherein the wafer carrier is arranged such that a circuit forming surface of the semiconductor wafer on which the circuit pattern is formed faces upward from a horizontal direction. A carrier holding device that holds the wafer in an inclined posture, and the wafer carrier that is held by the carrier holding device floats from the liquid stored in the processing tank and is stored in the processing tank. A transfer arm that performs the settling of the wafer carrier into the liquid and the transfer of the wafer carrier between the plurality of processing tanks. Over arm at a rate of less per 100 mm or more and per 200 mm, it is performed above the wafer carrier, at least one of the floating and settling.
さらに、本発明に係るメッキ処理装置は、半導体ウエハが収容されているウエハキャリアを、複数の処理槽に各々貯留された液体に順次浸して、該半導体ウエハに形成された回路パターンの電極パッド上に、無電解メッキ法によりバンプを形成するためのメッキ処理装置であって、上記回路パターンが形成されている上記半導体ウエハの回路形成面が、水平方向よりも上方を向くように、上記ウエハキャリアを傾斜させた姿勢で保持するキャリア保持装置と、上記キャリア保持装置により保持されているウエハキャリアに対し、上記処理槽に貯留された液体からの該ウエハキャリアの浮上と、該処理槽に貯留された液体への該ウエハキャリアの沈降と、複数の該処理槽間での該ウエハキャリアの搬送と、を行う搬送アームと、を備え、上記搬送アームは、4秒以上かつ9秒以下の時間で、上記ウエハキャリアの搬送を行うものである。 Furthermore, the plating apparatus according to the present invention is configured to sequentially immerse a wafer carrier in which a semiconductor wafer is accommodated in a liquid stored in a plurality of processing tanks, on the electrode pad of a circuit pattern formed on the semiconductor wafer. In addition, a plating apparatus for forming bumps by an electroless plating method, wherein the wafer carrier is arranged such that a circuit forming surface of the semiconductor wafer on which the circuit pattern is formed faces upward from a horizontal direction. A carrier holding device that holds the wafer in an inclined posture, and the wafer carrier that is held by the carrier holding device floats from the liquid stored in the processing tank and is stored in the processing tank. A transfer arm configured to sink the wafer carrier into a liquid and transfer the wafer carrier between the plurality of processing tanks. Arms, 4 seconds and 9 seconds in the following time, and performs the transfer of the wafer carrier.
従って、無電解メッキ法により形成された各パンプにおいて、丈を所望の高さに維持させること、丈を一定化させること、および、電極パッドとの密着性を向上させることができるという効果を奏する。 Therefore, in each pump formed by the electroless plating method, the height can be maintained at a desired height, the length can be made constant, and the adhesion with the electrode pad can be improved. .
まずは、図1〜図5を参照して、無電解メッキ法によりバンプを形成するまでの各処理工程(無電解メッキ処理)について説明する。 First, with reference to FIGS. 1-5, each process process (electroless plating process) until it forms a bump with an electroless plating method is demonstrated.
図1に示す処理工程では、半導体ウエハ1の回路形成面20に、回路パターン3を形成する。なお、回路パターン3は、回路形成面20とは反対側の表面に、電極パッド2を有している。電極パッド2は、その表面が、厚さ0.5μm〜1.1μm程度のAl(アルミニウム)系合金により形成されている。回路形成面20に回路パターン3を形成するための具体的な処理工程については、特に限定されず、周知の半導体ウエハの製造プロセスが適用可能であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
In the processing step shown in FIG. 1, the
図2に示す処理工程では、電極パッド2の表面を脱脂(脱脂処理)し、さらに、電極パッド2の表面のエッチング部分21を、約0.2μmエッチング(エッチング処理)する。脱脂処理は、例えば水酸化ナトリウムを約5重量%含んだ摂氏25度のアルカリ性脱脂剤に、半導体ウエハ1を約5分間浸して実施する。エッチング処理は、例えばリン酸を約10重量%含んだ摂氏25度のエッチング液に、半導体ウエハ1を約5分間浸して実施する、いわゆるディップ式のウェットエッチングである。
In the processing step shown in FIG. 2, the surface of the
図3に示す処理工程では、電極パッド2の表面のエッチング部分21に、Zn(亜鉛)膜4を約0.1μm形成した後、一旦Zn膜4を剥離し、その後再び、エッチング部分21にZn膜4を約0.1μm形成(亜鉛置換処理、ジンケート処理)する。なお、Zn膜4の形成処理を2度実施する理由は、Zn膜4を複数回形成することで、より緻密なZn膜4を形成するためである。Zn膜4の形成処理はそれぞれ、例えば摂氏25度のジンケート液(亜鉛置換液)に、半導体ウエハ1を浸して実施する。Zn膜4の剥離処理は、例えば摂氏25度の硝酸に、半導体ウエハ1を浸して実施(硝酸処理)する。
In the processing step shown in FIG. 3, after forming a Zn (zinc) film 4 about 0.1 μm on the etched
図4に示す処理工程では、Zn膜4上を含む電極パッド2上に、無電解メッキ法により、丈2μm〜15μmのNiバンプ5を形成(第1無電解メッキ処理)する。なお、図3に示す処理工程において形成したZn膜4は、図4に示す処理工程の初期段階において、Niへと置換され、消失する。Niバンプ5の形成処理は、摂氏80〜90度のNi−P(リン)系メッキ液に、半導体ウエハ1を浸して実施する。
In the processing step shown in FIG. 4, Ni bumps 5 having a length of 2 μm to 15 μm are formed on the
図5に示す処理工程では、Niバンプ5の周りに、無電解メッキ法により、厚さ0.05μm〜1.0μmのAu膜6を形成(第2無電解メッキ処理)する。Au膜6の形成処理は、摂氏80〜90度のAuメッキ液に、半導体ウエハ1を浸して実施する。
In the processing step shown in FIG. 5, an
以上で、半導体ウエハ1に形成された回路パターン3の電極パッド2上に、無電解メッキ法により、Niバンプ5とAu膜6とからなるバンプを形成する、無電解メッキ処理は完了する。なお、以上の無電解メッキ処理は、特許文献2を参照としている。
Thus, the electroless plating process for forming bumps made of the Ni bumps 5 and the
なお、図2〜図5に示す全ての処理工程毎においては、半導体ウエハ1が純水に浸される、水洗処理が実施される。水洗処理は、各処理工程の終了を示すと共に、後の処理工程における、各処理に用いる薬液に対する薬液コンタミネーションの防止を目的に、実施している。
In all the processing steps shown in FIGS. 2 to 5, a water washing process in which the
図6は、無電解メッキ処理を実施するための、メッキ処理装置の概略構成を示す断面図である。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a plating apparatus for performing electroless plating.
図6に示す無電解メッキ装置(メッキ処理処置)60は、筐体7、複数の処理槽8、角度可変チャック(キャリア保持装置)9、および搬送アーム10を備える構成である。
An electroless plating apparatus (plating treatment) 60 shown in FIG. 6 includes a casing 7, a plurality of treatment tanks 8, an angle variable chuck (carrier holding apparatus) 9, and a
筐体7は、内部に、複数の処理槽8、角度可変チャック9、および、搬送アーム10が収容されている、無電解メッキ装置60の筐体である。
The housing 7 is a housing of the
複数の処理槽8は、脱脂剤が貯留された脱脂処理槽8a、純水が貯留された水洗処理槽(第1水洗処理槽)8b、エッチング液が貯留されたエッチング処理槽8c、純水が貯留された水洗処理槽(第2水洗処理槽)8d、ジンケート液が貯留されたジンケート処理槽(第1亜鉛置換処理槽)8e、純水が貯留された水洗処理槽(第3水洗処理槽)8f、硝酸が貯留された硝酸処理槽8g、純水が貯留された水洗処理槽(第4水洗処理槽)8h、ジンケート液が貯留されたジンケート処理槽(第2亜鉛置換処理槽)8i、純水が貯留された水洗処理槽(第5水洗処理槽)8j、Ni−P系メッキ液が貯留されたNiメッキ処理槽(第1無電解メッキ処理槽)8k、純水が貯留された水洗処理槽(第6水洗処理槽)8l、金メッキ液が貯留されたAuメッキ槽(第2無電解メッキ処理槽)8m、および、純水が貯留された水洗処理槽(第7水洗処理槽)8nが、この順序で、かつ、各々が略等間隔(例えば、1000mm)で配置されている。複数の処理槽8(各処理槽8a〜8n)はいずれも、後述するウエハキャリア11が全て入る程度の容積を有する容器である。
The plurality of treatment tanks 8 are a degreasing treatment tank 8a in which a degreasing agent is stored, a washing treatment tank (first washing treatment tank) 8b in which pure water is stored, an etching treatment tank 8c in which an etching solution is stored, and pure water Stored water treatment tank (second water wash treatment tank) 8d, zincate treatment tank (first zinc replacement treatment tank) 8e in which the zincate solution is stored, water wash treatment tank (third water wash treatment tank) in which pure water is stored 8f, nitric acid treatment tank 8g in which nitric acid is stored, washing process tank (fourth washing process tank) 8h in which pure water is stored, zincate treatment tank (second zinc replacement treatment tank) 8i in which zincate liquid is stored, pure Water washing treatment tank (fifth washing treatment tank) 8j in which water is stored, Ni plating treatment tank (first electroless plating treatment tank) 8k in which Ni-P plating solution is stored, and water washing treatment in which pure water is stored Tank (sixth washing treatment tank) 8l, gold plating solution was stored The u-plating tank (second electroless plating tank) 8m and the water-washing tank (seventh water-washing tank) 8n in which pure water is stored are arranged in this order, and each has a substantially equal interval (for example, 1000 mm). ). Each of the plurality of processing tanks 8 (each of the
図2〜図5に示す無電解メッキ処理は、図1に示す処理工程にて得られた、電極パッド2を有する回路パターン3が形成された半導体ウエハ1を、脱脂処理槽8aに貯留された脱脂剤に浸して上記脱脂処理(図2に示す処理工程参照)を行い、水洗処理槽8bに貯留された純水に浸して上記水洗処理を行い、エッチング処理槽8cに貯留されたエッチング液に浸して上記エッチング処理(図2に示す処理工程参照)を行い、水洗処理槽8dに貯留された純水に浸して上記水洗処理を行い、ジンケート処理槽8eに貯留されたジンケート液に浸して最初のZn膜4の形成処理(図3に示す処理工程参照)を行い、水洗処理槽8fに貯留された純水に浸して上記水洗処理を行い、硝酸処理槽8gに貯留された硝酸に浸してZn膜4の剥離処理(図3に示す処理工程参照)を行い、水洗処理槽8hに貯留された純水に浸して上記水洗処理を行い、ジンケート処理槽8iに貯留されたジンケート液に浸して再度Zn膜4の形成処理(図3に示す処理工程参照)を行い、水洗処理槽8jに貯留された純水に浸して上記水洗処理を行い、Niメッキ処理槽8kに貯留されたNi−P系メッキ液に浸してNiバンプ5の形成処理(図4に示す処理工程参照)を行い、水洗処理槽8lに貯留された純水に浸して上記水洗処理を行い、Auメッキ槽8mに貯留されたAuメッキ液に浸してAu膜6の形成処理(図5に示す処理工程参照)を行い、水洗処理槽8nに貯留された純水に浸して上記水洗処理を行うことで、実施することができる。但し、厳密には、半導体ウエハ1はウエハキャリア11に収容されており、このウエハキャリア11を、複数の処理槽8(各処理槽8a〜8n)に、上記の順序で順次浸して、無電解メッキ処理を実施する。
In the electroless plating process shown in FIGS. 2 to 5, the
角度可変チャック9は、ウエハキャリア11を挟み込む(把持する)ことで、ウエハキャリア11の保持が可能なものである。また、角度可変チャック9は、傾斜機構61(図14参照)により、鉛直方向に対する傾斜角度(以下、「角度可変チャック9の傾斜角度」と称する)が、ウエハキャリア11の保持とは無関係に自在に変更されるものである。つまり、角度可変チャック9の傾斜角度が変更されると、これに追随して、該角度可変チャック9に保持されているウエハキャリア11は、鉛直方向に対する傾斜角度(以下、「ウエハキャリア11の傾斜角度」と称する)が、角度可変チャック9と同じだけ変更されることとなる。
The
搬送アーム10は、角度可変チャック9に連結されており、昇降機構62(図14参照)により、鉛直方向の位置が、水平移動機構63(図14参照)により、水平方向の位置が、それぞれ自在に変更されるものである。換言すれば、搬送アーム10は、昇降機構62により上昇および下降されると共に、水平移動機構63により水平移動されるものである。搬送アーム10の鉛直方向および/または水平方向の位置が変更されると、これに追随して、搬送アーム10に連結されている角度可変チャック9、さらには、該角度可変チャック9に保持されているウエハキャリア11は、鉛直方向および/または水平方向の位置が、搬送アーム10と同じだけ変更されることとなる。つまり、搬送アーム10は、上述した角度可変チャック9の傾斜角度とは無関係に、該角度可変チャック9を、上昇、下降、および水平移動させるものである。
The
ここで、角度可変チャック9および搬送アーム10を制御するための、制御系の構成を、図14を参照して説明する。
Here, the configuration of a control system for controlling the
図14は、上記制御系の構成を示すブロック図である。図14に示す制御系は、角度可変チャック9および搬送アーム10の動作を制御するためのシステムであり、傾斜機構61、昇降機構62、水平移動機構63、チャック動作制御部64、アーム動作制御部65、および、CPU(Central Processing Unit)70により構成されている。チャック動作制御部64はさらに、傾斜制御部64aおよび保持制御部64bを有している。アーム動作制御部65はさらに、昇降制御部65aおよび水平移動制御部65bを有している。
FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the control system. The control system shown in FIG. 14 is a system for controlling the operations of the
CPU70は、RAM(Random Access Memory)等の記憶素子に記憶されたプログラムを実行することにより、無電解メッキ装置60(図6参照)の統括的な制御を行うものである。具体的に、CPU70は、上記プログラムに従い、無電解メッキ装置60による無電解メッキ処理の進捗状況に応じて、角度可変チャック9の傾斜角度を示す傾斜情報、および、角度可変チャック9に対してウエハキャリア11の保持が可能な姿勢にするか否かを示す保持可否情報を、チャック動作制御部64に送信する。また、CPU70は、上記プログラムに従い、無電解メッキ装置60による無電解メッキ処理の進捗状況に応じて、搬送アーム10の鉛直方向の位置を示す鉛直位置情報、および、搬送アーム10の水平方向の位置を示す水平位置情報を、アーム動作制御部65に送信する。保持可否情報にはさらに、角度可変チャック9がウエハキャリア11を保持する強度を示す情報がさらに含まれていてもよい。
The
傾斜制御部64aは、CPU70からの傾斜情報に基づいて、傾斜機構61による角度可変チャック9の傾斜角度の変更を制御する。ここで、傾斜機構61は、例えば、角度可変チャック9と搬送アーム10との連結部分に形成されており、かつ、回転方向および回転度合に応じて角度可変チャック9に所定の傾斜角度を与えるローラー状の機構(図6の角度可変チャック9が有している円形の部材)であり、この場合、傾斜制御部64aは、傾斜情報に基づいて、傾斜機構61の回転方向および回転度合を制御する。そして、傾斜制御部64aにより、所望の回転方向および回転度合に設定された傾斜機構61は、角度可変チャック9に対して、所望の傾斜角度を与えることとなる。
The
保持制御部64bは、CPU70からの保持可否情報に基づいて、角度可変チャック9を、ウエハキャリア11の保持が可能な姿勢、または、ウエハキャリア11の保持が不可能な姿勢とする。また、保持制御部64bは、CPU70からの保持可否情報に基づいて、角度可変チャック9がウエハキャリア11を保持する強度を制御してもよい。
Based on the holdability information from the
昇降制御部65aは、CPU70からの鉛直位置情報に基づいて、昇降機構62による搬送アーム10の鉛直方向の位置変更(上昇および下降)を制御する。ここで、図示しないが、昇降機構62は、例えば、搬送アーム10と一体化された、昇降機構62自身の上昇および下降が自在な柱状の機構であり、この場合、昇降制御部65aは、鉛直位置情報に基づいて、昇降機構62の上昇度合および下降度合を制御する。そして、昇降制御部65aにより、所望の鉛直位置にまで上昇または下降された昇降機構62は、搬送アーム10に対して、所望の鉛直方向の位置を与えることとなる。また、昇降機構62は他にも、搬送アーム10と一体化された、昇降機構62自身の鉛直方向への伸縮が自在な機構である場合も考えられ、この場合、昇降制御部65aは、鉛直位置情報に基づいて、昇降機構62の伸縮度合を制御する。そして、昇降制御部65aにより、所望の伸縮度合に設定された昇降機構62は、搬送アーム10に対して、所望の鉛直方向の位置を与えることとなる。
Based on the vertical position information from the
水平移動制御部65bは、CPU70からの水平位置情報に基づいて、水平移動機構63による搬送アーム10の水平方向の位置変更(水平移動)を制御する。ここで、図示しないが、水平移動機構63は、例えば、搬送アーム10と一体化された、無電解メッキ装置60の天井(筐体7内部の上面)に取り付けられたレールに沿って水平方向に自在に移動できる機構であり、この場合、水平移動制御部65bは、水平位置情報に基づいて、水平移動機構63の水平方向の位置を制御する。そして、水平移動制御部65bにより、所望の水平方向の位置に設定された水平移動機構63は、搬送アーム10に対して、所望の水平方向の位置を与えることとなる。
The horizontal
ここからは、図1に示す処理工程にて得られた、電極パッド2を有する回路パターン3が形成された半導体ウエハ1を、図2〜図5に示す無電解メッキ処理において、複数の処理槽8に順次浸していく場合の、角度可変チャック9および搬送アーム10を用いた、複数の処理槽8間でのウエハキャリア11の搬送要領について、図7〜図12を参照して説明する。
From here, in the electroless plating process shown in FIGS. 2 to 5, a plurality of treatment tanks are formed on the
上記搬送要領の説明の前に、ウエハキャリア11は、例えば、電極パッド2を有する回路パターン3が形成された半導体ウエハ1であって、直径6インチの半導体ウエハ1、直径8インチの半導体ウエハ1、および、直径12インチの半導体ウエハ1を、それぞれ最大25枚ずつ収容可能なものである。ウエハキャリア11に収容された各半導体ウエハ1は全て、回路形成面20(図1参照)が略同一の方向を向いているものとする。
Prior to the description of the transfer procedure, the
なお、本実施の形態では、ウエハキャリア11を、脱脂処理槽8aから水洗処理槽8bへと搬送する場合の要領を例に説明を行うが、上記搬送要領はこの例に限定されない。つまり、以下に示す搬送要領は、図1に示す処理工程にて得られた、電極パッド2を有する回路パターン3が形成された半導体ウエハ1を、図2〜図5に示す無電解メッキ処理において、複数の処理槽8に順次浸していく場合の、角度可変チャック9および搬送アーム10を用いた、任意の複数の処理槽8間でのウエハキャリア11の搬送に関して、同様に適用可能である。
In the present embodiment, a description will be given of an example in which the
まず、図7に示す要領では、脱脂処理槽8a内の脱脂液にウエハキャリア11を浸して、上記脱脂処理を行った後、搬送アーム10を下降させて、角度可変チャック9を脱脂処理槽8a内部に沈降させる。また、図7に示す要領では、脱脂処理槽8a内部に沈降された角度可変チャック9により、ウエハキャリア11を挟み込むことで、ウエハキャリア11を保持する。なお、このとき、角度可変チャック9により保持されたウエハキャリア11は、収容された各半導体ウエハ1の回路形成面20が水平方向Xを向いている。そして、回路形成面20が水平方向Xを向いている場合、回路形成面20に垂直な鉛直面内における回路形成面20の傾斜角度は、鉛直方向Yに対して0°である。なおここで、回路形成面20に垂直な鉛直面は、水平方向Xおよび鉛直方向Yに伸びる鉛直面であり、図7〜図12に示す断面図において、紙面と平行な面となる。
First, in the procedure shown in FIG. 7, after the
続いて、図8に示す要領では、ウエハキャリア11を保持している角度可変チャック9を、図7に示す姿勢に対して、所定の角度だけθ傾斜させる。これにより、角度可変チャック9の傾斜に追随して、該角度可変チャック9に保持されているウエハキャリア11は、角度可変チャック9と同様に、図7に示す姿勢に対して、角度だけθ傾斜される。なお、具体的に、角度θとは、上記鉛直面内において、鉛直方向Y(直線80参照)に対する、回路形成面20に平行な方向(直線81参照)の角度である。ここで、注意すべき点として、角度可変チャック9は、傾斜された後に、各半導体ウエハ1の回路形成面20が、水平方向Xよりも角度θ上方を向く(矢印Xt参照)ように傾斜される点である。
Subsequently, in the procedure shown in FIG. 8, the angle
続いて、図9に示す要領では、図8に示す要領に係る角度可変チャック9およびウエハキャリア11の傾斜姿勢を維持したまま、搬送アーム10を、上昇距離luだけ上昇させる。これにより、搬送アーム10の上昇に追随して、角度可変チャック9およびウエハキャリア11は、搬送アーム10と同様に、上昇距離luだけ上昇される。ウエハキャリア11は、上昇距離lu上昇されることにより、脱脂処理槽8aに貯留された脱脂液から浮上されて、脱脂処理槽8aの上方に引き上げられる。
Subsequently, in the procedure shown in FIG. 9, the
続いて、図10に示す要領では、依然図8に示す要領に係る角度可変チャック9およびウエハキャリア11の傾斜姿勢を維持したまま、搬送アーム10を、搬送距離lcだけ水平移動させる。これにより、搬送アーム10の水平移動に追随して、角度可変チャック9およびウエハキャリア11は、搬送アーム10と同様に、搬送距離lcだけ水平移動される。ウエハキャリア11は、搬送距離lc搬送されることにより、脱脂処理槽8aの上方から水洗処理槽8bの上方へと搬送される。
Subsequently, in the procedure shown in FIG. 10, the
続いて、図11に示す要領では、依然図8に示す要領に係る角度可変チャック9およびウエハキャリア11の傾斜姿勢を維持したまま、搬送アーム10を下降させて、角度可変チャック9およびウエハキャリア11を水洗処理槽8b内部に沈降させる。なお、図示はしないが、このとき、ウエハキャリア11が下降される距離は、図9に示す要領に係る上昇距離luと概ね等しい距離であるのは言うまでも無い。
Subsequently, in the procedure shown in FIG. 11, the
続いて、図12に示す要領では、水洗処理槽8b内部に沈降された角度可変チャック9に対し、図8に示す要領に係る傾斜姿勢を解除する。すなわち、図12に示す要領では、角度可変チャック9により保持されたウエハキャリア11に収容された各半導体ウエハ1の回路形成面20が水平方向Xを向き、上記鉛直面内における回路形成面20の傾斜角度が鉛直方向Yに対して0°となるように、角度可変チャック9を、図8に示す姿勢に対して、所定の角度θだけ傾斜させる。なお、図8に示す要領と図12に示す要領とでは、当然ながら、角度θ傾斜させる方向が互いに逆方向である。その後、水洗処理槽8bでの、上記水洗処理を行う。
Subsequently, in the procedure shown in FIG. 12, the inclined posture according to the procedure shown in FIG. 8 is released with respect to the
図7〜図12に示す各要領を順次行い、ウエハキャリア11を角度θ傾斜させたまま、複数の処理槽8間を搬送することによって、半導体ウエハ1の回路パターン3の電極パッド上に形成された各バンプ(Niバンプ5およびAu膜6)の丈を均一かつ所望の高さに維持させることが可能となり、さらに、該バンプと電極パッド2との密着性の向上を図ることが実現可能となる。
7 to 12 are sequentially performed, and the
図13は、無電解メッキ装置60を用いてバンプを形成した実験結果を示す表であり、ウエハキャリア傾斜角θ(上述した所定の角度θ)、ウエハキャリア昇降条件、ウエハキャリア搬送条件、および、バンプ性能の関係を示す表である。
FIG. 13 is a table showing experimental results in which bumps are formed using the
図13に示す表において、ウエハキャリア昇降条件とは、上述した上昇距離luを示す距離lu(単位:mm)、距離luの上昇に要する時間(単位:sec)、および、距離lu上昇させる速度(単位:mm/sec)をそれぞれ規定したものである。なお、本実施の形態では、ウエハキャリア昇降条件における各初期条件として、距離luが400mm、距離luの上昇に要する時間が3.0sec、および、距離lu上昇させる速度が133mm/sec、という条件が設定されている。 In the table shown in FIG. 13, the wafer carrier ascending / descending conditions are the distance lu (unit: mm) indicating the above-mentioned ascent distance lu, the time (unit: sec) required for the distance lu to rise, and the speed at which the distance lu is raised ( (Unit: mm / sec). In the present embodiment, as initial conditions in the wafer carrier ascending / descending conditions, the distance lu is 400 mm, the time required to increase the distance lu is 3.0 sec, and the speed at which the distance lu is increased is 133 mm / sec. Is set.
図13に示す表において、ウエハキャリア搬送条件とは、上述した搬送距離lcを示す距離lc(単位:mm)、距離lcの搬送に要する時間(単位:sec)、および、距離lc搬送させる速度(単位:mm/sec)をそれぞれ規定したものである。なお、本実施の形態では、ウエハキャリア搬送条件における各初期条件として、距離lcが1000mm、距離lcの搬送に要する時間が6.5sec、および、距離lc搬送させる速度が154mm/sec、という条件が設定されている。 In the table shown in FIG. 13, the wafer carrier transfer conditions are the distance lc (unit: mm) indicating the transfer distance lc described above, the time required for transfer of the distance lc (unit: sec), and the speed at which the distance lc is transferred ( (Unit: mm / sec). In the present embodiment, the initial conditions in the wafer carrier transfer conditions are the condition that the distance lc is 1000 mm, the time required to transfer the distance lc is 6.5 sec, and the speed for transferring the distance lc is 154 mm / sec. Is set.
図13に示す表において、バンプ性能とは、回路パターン3に形成された各バンプの丈の均一性を示す指標であるバンプ面内均一性、および、バンプと電極パッド2との密着性低下の有無を示す指標であるバンプ強度弱発生をそれぞれ規定したものである。
In the table shown in FIG. 13, the bump performance refers to the in-plane uniformity of the bump, which is an index indicating the uniformity of the height of each bump formed on the
バンプ面内均一性は、回路パターン3に形成された各バンプの丈に関して、下記数式(1)に示す基準を設け、この基準内である場合に良(○)、この基準外である場合に否(×)と判断している。ここで、下記数式(1)における、パラメータ「MAX」は、各バンプのうち最も高いバンプの丈であり、パラメータ「MIN」は、各バンプのうち最も低いバンプの丈である。
For the bump in-plane uniformity, the standard shown in the following mathematical formula (1) is set for the height of each bump formed on the
−20≦(MAX−MIN)/(MAX+MIN)×100≦20 ・・・(1)
バンプ強度弱発生は、単位面積当りのシェア強度が、0.003g/μm2未満であるバンプが、存在しない場合に良(無し)、存在する場合に否(有り)と判断している。
−20 ≦ (MAX−MIN) / (MAX + MIN) × 100 ≦ 20 (1)
The occurrence of weak bump strength is judged as good (absent) when there is no bump having a shear strength per unit area of less than 0.003 g / μm 2 , and not (present) when it exists.
図13に示す表において、ウエハキャリアに収容される半導体ウエハとしては、直径8インチの半導体ウエハであり、実装された回路パターンの個数が1000個の半導体ウエハを使用した。 In the table shown in FIG. 13, as the semiconductor wafer accommodated in the wafer carrier, a semiconductor wafer having a diameter of 8 inches and a number of mounted circuit patterns of 1000 was used.
まず、ウエハキャリア昇降条件およびウエハキャリア搬送条件を全て上記の各初期条件とし、ウエハキャリア傾斜角θを0°〜90°の間で適宜変化させた(図13に示す表の1〜6行目参照)場合について説明する。この場合は、ウエハキャリア傾斜角θが20°〜40°である(図13に示す表の2〜4行目参照)ときに、バンプ面内均一性が良(○)、バンプ強度弱発生が良(無し)という結果が得られた。つまり、ウエハキャリア傾斜角θ、すなわち、上述したウエハキャリア11の所定の傾斜角度θ(図8参照)は、20°以上かつ40°以下とするのが適切である。
First, the wafer carrier ascending / descending condition and the wafer carrier conveying condition were all set as the initial conditions described above, and the wafer carrier inclination angle θ was appropriately changed between 0 ° and 90 ° (the first to sixth rows in the table shown in FIG. 13). Reference) The case will be described. In this case, when the wafer carrier inclination angle θ is 20 ° to 40 ° (see the 2nd to 4th rows in the table shown in FIG. 13), the bump in-plane uniformity is good (◯) and the bump strength is weak. A result of good (none) was obtained. That is, it is appropriate that the wafer carrier inclination angle θ, that is, the predetermined inclination angle θ (see FIG. 8) of the
なお、ウエハキャリア傾斜角θを20°未満とした場合に、バンプ面内均一性が否(×)、バンプ強度弱発生が否(有り)となる理由としては、以下の理由が推測される。すなわち、この場合は、或る処理槽8(各処理槽8a〜8nのいずれか)での処理後に、ウエハキャリア11を搬送するときの、単位時間に対する、半導体ウエハ1に付着した液体の流下度合が、非常に大きくなる。このとき、半導体ウエハ1に付着した液体は、短時間で流下して、表面から消失する。そしてこれにより、半導体ウエハ1の表面が酸化し、半導体ウエハ1の回路パターン3の電極パッド2が大気に触れて乾燥する現象を引き起こす要因となる。
In addition, when the wafer carrier inclination angle θ is less than 20 °, the following reasons are presumed as the reason why the in-plane bump uniformity is not (x) and the bump strength is weak (present). That is, in this case, the flow rate of the liquid adhering to the
また、ウエハキャリア傾斜角θが40°を超えた場合に、バンプ面内均一性が否(×)、バンプ強度弱発生が否(有り)となる理由としては、以下の理由が推測される。すなわち、この場合は、或る処理槽8での処理後に、ウエハキャリア11を搬送するときの、単位時間に対する、半導体ウエハ1に付着した液体の流下度合が、非常に小さくなる。このとき、半導体ウエハ1に付着した液体は、その残留量が非常に多くなり、これに伴い、搬送中において半導体ウエハ1上では種々の化学反応が不要に促進され、この結果、形成された各パンプの丈にばらつきが発生する虞がある。
In addition, when the wafer carrier inclination angle θ exceeds 40 °, the following reasons are presumed as the reason why the bump in-plane uniformity is not good (x) and the bump strength is weak (is not present). That is, in this case, the flow rate of the liquid adhering to the
次に、ウエハキャリア傾斜角θを30°とし、ウエハキャリア搬送条件を全て上記の各初期条件とし、ウエハキャリア昇降条件のうち、距離luを上記の初期条件とした上で、ウエハキャリア昇降条件のうち、距離lu上昇させる速度を80mm/sec〜400mm/secの間で適宜変化させた(図13に示す表の7〜10行目参照)場合について説明する。なお、この場合は、該速度の変更に対応して、距離luの上昇に要する時間も、図13の表に示すとおり、5sec〜1secの間で変化されることとなる。この場合は、距離lu上昇させる速度が100mm/sec〜200mm/secである(図13に示す表の8・9行目参照)ときに、バンプ面内均一性が良(○)、バンプ強度弱発生が良(無し)という結果が得られた。距離lu上昇させる速度が100mm/sec〜200mm/secである場合、距離luの上昇に要する時間は、4sec〜2secである。つまり、上昇距離lu(図9参照)の上昇に要する時間、さらには、上昇距離luに概ね等しい、ウエハキャリア11が下降される距離(図11に係る説明参照)の下降に要する時間は、100mm/sec以上200mm/sec以下とするのが適切である。
Next, the wafer carrier tilt angle θ is set to 30 °, all the wafer carrier transport conditions are set to the above initial conditions, and the distance lu is set to the initial condition among the wafer carrier lift conditions, and the wafer carrier lift conditions are set. Among these, the case where the speed of increasing the distance lu is appropriately changed between 80 mm / sec and 400 mm / sec (see the seventh to tenth rows in the table shown in FIG. 13) will be described. In this case, in response to the change in speed, the time required to increase the distance lu is also changed between 5 sec and 1 sec as shown in the table of FIG. In this case, when the speed of increasing the distance lu is 100 mm / sec to 200 mm / sec (refer to the 8th and 9th rows in the table shown in FIG. 13), the uniformity in the bump surface is good (◯) and the bump strength is weak. The result was good (none). When the speed at which the distance lu is increased is 100 mm / sec to 200 mm / sec, the time required to increase the distance lu is 4 sec to 2 sec. That is, the time required for the rising of the rising distance lu (see FIG. 9), and the time required for the lowering of the distance (see the description relating to FIG. 11) where the
距離lu上昇および/または下降させる速度を、100mm/sec未満とした場合に、バンプ面内均一性が否(×)、バンプ強度弱発生が否(有り)となる理由としては、以下の理由が推測される。すなわち、この場合は、ウエハキャリア11の搬送時間が長時間化し、これに伴い、半導体ウエハ1表面に付着した液体の流下量が増大し、半導体ウエハ1表面から消失する。このことは、半導体ウエハ1の表面が酸化し、半導体ウエハ1の回路パターン3の電極パッド2が大気に触れて乾燥する現象を引き起こす要因となる。
The reason why the in-plane uniformity of the bump is no (x) and the occurrence of weak bump strength is not (exists) when the speed of increasing and / or decreasing the distance lu is less than 100 mm / sec is as follows. Guessed. That is, in this case, the transfer time of the
距離lu上昇および/または下降させる速度が、200mm/secを超えた場合に、バンプ面内均一性が否(×)、バンプ強度弱発生が否(有り)となる理由としては、以下の理由が推測される。すなわち、この場合は、半導体ウエハ1表面に付着した液体の流下が、液体と空気との摩擦に起因して(液体が振り切られることで)促進されることとなるため、半導体ウエハ1表面に付着した液体の流下量が増大し、半導体ウエハ1表面から消失する。このことは、半導体ウエハ1の表面が酸化し、半導体ウエハ1の回路パターン3の電極パッド2が大気に触れて乾燥する現象を引き起こす要因となる。
The reason why the uniformity in the bump surface is not (x) and the occurrence of weak bump strength is not (present) when the speed of increasing and / or decreasing the distance lu exceeds 200 mm / sec is as follows. Guessed. That is, in this case, the flow of the liquid adhering to the surface of the
最後に、ウエハキャリア傾斜角θを30°とし、ウエハキャリア昇降条件を全て上記の各初期条件とし、ウエハキャリア搬送条件のうち、距離lcを上記の初期条件とした上で、ウエハキャリア搬送条件のうち、距離lcの搬送に要する時間を3sec〜12secの間で、適宜変化させた(図13に示す表の11〜14行目参照)場合について説明する。なお、この場合は、該時間の変更に対応して、距離lc搬送させる速度も、図13の表に示すとおり、333mm/sec〜83mm/secの間で変化されることとなる。この場合は、距離lcの搬送に要する時間が4sec〜9secである(図13に示す表の12・13行目参照)ときに、バンプ面内均一性が良(○)、バンプ強度弱発生が良(無し)という結果が得られた。距離lcの搬送に要する時間が4sec〜9secである場合、距離lc搬送させる速度は、250mm/sec〜111mm/secである。つまり、搬送距離lcの搬送に要する時間(図10参照)は、4sec以上9sec以下とするのが適切である。 Finally, the wafer carrier inclination angle θ is set to 30 °, the wafer carrier lifting conditions are all the initial conditions described above, and the distance lc is set to the initial conditions among the wafer carrier transfer conditions, and the wafer carrier transfer conditions Among these, a case will be described in which the time required for transporting the distance lc is appropriately changed between 3 sec and 12 sec (see the 11th to 14th rows in the table shown in FIG. 13). In this case, the speed for transporting the distance lc is also changed between 333 mm / sec and 83 mm / sec as shown in the table of FIG. In this case, when the time required for transporting the distance lc is 4 sec to 9 sec (see the 12th and 13th rows in the table shown in FIG. 13), the uniformity in the bump surface is good (◯) and the bump strength is weak. A result of good (none) was obtained. When the time required for transporting the distance lc is 4 sec to 9 sec, the speed for transporting the distance lc is 250 mm / sec to 111 mm / sec. That is, it is appropriate that the time required for transporting the transport distance lc (see FIG. 10) is 4 sec or more and 9 sec or less.
搬送距離lcの搬送に要する時間を、4sec未満とした場合に、バンプ面内均一性が否(×)、バンプ強度弱発生が否(有り)となる理由としては、以下の理由が推測される。すなわち、この場合は、距離lc搬送させる速度の過度の高速化が予想される。該速度が過度に高速化した場合には、半導体ウエハ1に付着した液体の流下が、液体と空気との摩擦に起因して(液体が振り切られることで)促進されることとなるため、該液体は半導体ウエハ1の表面から消失する。このことは、半導体ウエハ1の表面が酸化し、半導体ウエハ1の回路パターン3の電極パッド2が大気に触れて乾燥する現象を引き起こす要因となる。
The following reasons are presumed as the reasons why the uniformity in the bump surface is negative (x) and the occurrence of weak bump strength is negative (present) when the time required for transporting the transport distance lc is less than 4 seconds. . That is, in this case, an excessive increase in the speed for carrying the distance lc is expected. When the speed is excessively increased, the flow of the liquid adhering to the
一方、搬送距離lcの搬送に要する時間が、9secを超えた場合には、或る処理槽8での処理後に、搬送距離lcの搬送に要する時間が長時間化し、これに伴い、半導体ウエハ1表面に付着した液体の流下量が増大し、該液体は半導体ウエハ1の表面から消失する。このことは、半導体ウエハ1の表面が酸化し、半導体ウエハ1の回路パターン3の電極パッド2が大気に触れて乾燥する現象を引き起こす要因となる。
On the other hand, when the time required for the transfer of the transfer distance lc exceeds 9 sec, the time required for the transfer of the transfer distance lc becomes longer after the processing in the certain processing tank 8, and accordingly, the
半導体ウエハ1表面に付着した液体は、半導体ウエハ1を或る処理槽8から引き上げたときに、表面張力と重力との関係で、半導体ウエハ1の外周部分から中心部分へと向かって、徐々に流下するため、半導体ウエハ1の表面の乾燥は、半導体ウエハ1の外周部分に発生しやすい。つまり、半導体ウエハ1の表面の乾燥を防止し、回路パターン3の電極パッド2の乾燥を防止するためには、半導体ウエハ1が収容されたウエハキャリア11の搬送中において、半導体ウエハ1の表面全体に、付着した液体を残しておく必要がある。以上で説明した、実験結果に鑑みて、適切な、ウエハキャリア傾斜角θ、ウエハキャリア昇降条件、およびウエハキャリア搬送条件を、いずれか1つ、または、任意に組み合わせて適用することにより、無電解メッキ装置60は、バンプ面内均一性が確保され、かつ、バンプ強度弱発生が無い、バンプを形成することができる、ということが分かった。
The liquid adhering to the surface of the
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、メッキ処理装置において、無電解メッキ法により形成された各パンプにおいて、丈を所望の高さに維持させること、丈を一定化させること、および、電極パッドとの密着性を向上させることができるため、半導体ウエハの片面に形成された回路パターンの電極パッド上に、無電解メッキ法によりバンプを形成するための、種々のメッキ処理装置に適用可能である。 In the plating apparatus, the present invention maintains the height at a desired height, makes the height constant, and improves the adhesion with the electrode pad in each pump formed by an electroless plating method. Therefore, the present invention can be applied to various plating apparatuses for forming bumps on an electrode pad of a circuit pattern formed on one surface of a semiconductor wafer by an electroless plating method.
1 半導体ウエハ
2 電極パッド
3 回路パターン
5 Niバンプ
6 Au膜
8 処理槽
8a 脱脂処理槽
8b 水洗処理槽(第1水洗処理槽)
8c エッチング処理槽
8d 水洗処理槽(第2水洗処理槽)
8e ジンケート処理槽(第1亜鉛置換処理槽)
8f 水洗処理槽(第3水洗処理槽)
8g 硝酸処理槽
8h 水洗処理槽(第4水洗処理槽)
8i ジンケート処理槽(第2亜鉛置換処理槽)
8j 水洗処理槽(第5水洗処理槽)
8k Niメッキ処理槽(第1無電解メッキ処理槽)
8l 水洗処理槽(第6水洗処理槽)
8m Auメッキ槽(第2無電解メッキ処理槽)
8n 水洗処理槽(第7水洗処理槽)
9 角度可変チャック(キャリア保持装置)
10 搬送アーム
11 ウエハキャリア
20 回路形成面
60 無電解メッキ装置(メッキ処理処置)
X 水平方向
Y 鉛直方向
lc 搬送距離
lu 上昇距離
θ ウエハキャリア11の傾斜角度
DESCRIPTION OF
8e Jincate treatment tank (first zinc replacement treatment tank)
8f Water washing tank (third water washing tank)
8g Nitric
8i zincate treatment tank (second zinc replacement treatment tank)
8j Water washing tank (5th water washing tank)
8k Ni plating tank (first electroless plating tank)
8l water washing tank (6th water washing tank)
8m Au plating tank (second electroless plating tank)
8n water washing tank (7th water washing tank)
9 Variable angle chuck (carrier holding device)
DESCRIPTION OF
X Horizontal direction Y Vertical direction lc Transport distance lu Ascent distance θ Inclination angle of
Claims (6)
上記回路パターンが形成されている上記半導体ウエハの回路形成面が、水平方向よりも上方を向くように、上記ウエハキャリアを傾斜させた姿勢で保持するキャリア保持装置と、
上記キャリア保持装置により保持されているウエハキャリアに対し、上記処理槽に貯留された液体からの該ウエハキャリアの浮上と、該処理槽に貯留された液体への該ウエハキャリアの沈降と、複数の該処理槽間での該ウエハキャリアの搬送と、を行う搬送アームと、を備え、
上記キャリア保持装置は、上記回路形成面に垂直な鉛直面内における該回路形成面の傾斜角度が、鉛直方向に対して20°以上かつ40°以下となるように、上記ウエハキャリアを傾斜させた姿勢で保持するものであることを特徴とするメッキ処理装置。 A wafer carrier containing a semiconductor wafer is sequentially immersed in liquids stored in a plurality of processing tanks, and bumps are formed on an electrode pad of a circuit pattern formed on the semiconductor wafer by an electroless plating method. A plating apparatus for
A carrier holding device that holds the wafer carrier in an inclined posture so that a circuit forming surface of the semiconductor wafer on which the circuit pattern is formed faces upward from a horizontal direction;
With respect to the wafer carrier held by the carrier holding device, the wafer carrier floats from the liquid stored in the processing tank, the wafer carrier settles into the liquid stored in the processing tank, and a plurality of A transfer arm for transferring the wafer carrier between the processing tanks,
The carrier holding device tilts the wafer carrier so that an inclination angle of the circuit forming surface in a vertical plane perpendicular to the circuit forming surface is 20 ° or more and 40 ° or less with respect to the vertical direction. A plating apparatus characterized by being held in a posture.
上記回路パターンが形成されている上記半導体ウエハの回路形成面が、水平方向よりも上方を向くように、上記ウエハキャリアを傾斜させた姿勢で保持するキャリア保持装置と、
上記キャリア保持装置により保持されているウエハキャリアに対し、上記処理槽に貯留された液体からの該ウエハキャリアの浮上と、該処理槽に貯留された液体への該ウエハキャリアの沈降と、複数の該処理槽間での該ウエハキャリアの搬送と、を行う搬送アームと、を備え、
上記搬送アームは、毎秒100ミリメートル以上かつ毎秒200ミリメートル以下の速度で、上記ウエハキャリアの、浮上および沈降の少なくとも一方を行うものであることを特徴とするメッキ処理装置。 A wafer carrier containing a semiconductor wafer is sequentially immersed in liquids stored in a plurality of processing tanks, and bumps are formed on an electrode pad of a circuit pattern formed on the semiconductor wafer by an electroless plating method. A plating apparatus for
A carrier holding device that holds the wafer carrier in an inclined posture so that a circuit forming surface of the semiconductor wafer on which the circuit pattern is formed faces upward from a horizontal direction;
With respect to the wafer carrier held by the carrier holding device, the wafer carrier floats from the liquid stored in the processing tank, the wafer carrier settles into the liquid stored in the processing tank, and a plurality of A transfer arm for transferring the wafer carrier between the processing tanks,
The plating apparatus according to claim 1, wherein the transfer arm performs at least one of floating and sinking of the wafer carrier at a speed of 100 millimeters / second or more and 200 millimeters / second or less.
上記回路パターンが形成されている上記半導体ウエハの回路形成面が、水平方向よりも上方を向くように、上記ウエハキャリアを傾斜させた姿勢で保持するキャリア保持装置と、
上記キャリア保持装置により保持されているウエハキャリアに対し、上記処理槽に貯留された液体からの該ウエハキャリアの浮上と、該処理槽に貯留された液体への該ウエハキャリアの沈降と、複数の該処理槽間での該ウエハキャリアの搬送と、を行う搬送アームと、を備え、
上記搬送アームは、4秒以上かつ9秒以下の時間で、上記ウエハキャリアの搬送を行うものであることを特徴とするメッキ処理装置。 A wafer carrier containing a semiconductor wafer is sequentially immersed in liquids stored in a plurality of processing tanks, and bumps are formed on an electrode pad of a circuit pattern formed on the semiconductor wafer by an electroless plating method. A plating apparatus for
A carrier holding device that holds the wafer carrier in an inclined posture so that a circuit forming surface of the semiconductor wafer on which the circuit pattern is formed faces upward from a horizontal direction;
With respect to the wafer carrier held by the carrier holding device, the wafer carrier floats from the liquid stored in the processing tank, the wafer carrier settles into the liquid stored in the processing tank, and a plurality of A transfer arm for transferring the wafer carrier between the processing tanks,
The plating apparatus according to claim 1, wherein the transfer arm transfers the wafer carrier in a time of 4 seconds or more and 9 seconds or less.
脱脂剤が貯留された脱脂処理槽、純水が貯留された第1水洗処理槽、エッチング液が貯留されたエッチング処理槽、純水が貯留された第2水洗処理槽、亜鉛置換液が貯留された第1亜鉛置換処理槽、純水が貯留された第3水洗処理槽、硝酸が貯留された硝酸処理槽、純水が貯留された第4水洗処理槽、亜鉛置換液が貯留された第2亜鉛置換処理槽、純水が貯留された第5水洗処理槽、ニッケル−リン系メッキ液が貯留された第1無電解メッキ処理槽、純水が貯留された第6水洗処理槽、金メッキ液が貯留された第2無電解メッキ処理槽、および、純水が貯留された第7水洗処理槽を有しており、
上記メッキ処理装置は、上記ウエハキャリアを、
上記脱脂処理槽に貯留された脱脂剤、上記第1水洗処理槽に貯留された純水、上記エッチング処理槽に貯留されたエッチング液、上記第2水洗処理槽に貯留された純水、上記第1亜鉛置換処理槽に貯留された亜鉛置換液、上記第3水洗処理槽に貯留された純水、上記硝酸処理槽に貯留された硝酸、上記第4水洗処理槽に貯留された純水、上記第2亜鉛置換処理槽に貯留された亜鉛置換液、上記第5水洗処理槽に貯留された純水、上記第1無電解メッキ処理槽に貯留されたニッケル−リン系メッキ液、上記第6水洗処理槽に貯留された純水、上記第2無電解メッキ処理槽に貯留された金メッキ液、上記第7水洗処理槽に貯留された純水、の順序で順次浸して、上記電極パッド上に、無電解メッキ法により上記バンプを形成するものであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のメッキ処理装置。 The plurality of treatment tanks are
A degreasing treatment tank in which a degreasing agent is stored, a first washing process tank in which pure water is stored, an etching processing tank in which an etching solution is stored, a second washing process tank in which pure water is stored, and a zinc replacement solution are stored. The first zinc replacement treatment tank, the third water washing treatment tank in which the pure water is stored, the nitric acid treatment tank in which the nitric acid is stored, the fourth water washing treatment tank in which the pure water is stored, and the second in which the zinc replacement liquid is stored. A zinc replacement treatment tank, a fifth water washing treatment tank in which pure water is stored, a first electroless plating treatment tank in which nickel-phosphorous plating solution is stored, a sixth water washing treatment tank in which pure water is stored, and a gold plating solution A second electroless plating treatment tank stored, and a seventh washing treatment tank in which pure water is stored;
The plating apparatus includes the wafer carrier,
Degreasing agent stored in the degreasing tank, pure water stored in the first washing tank, etching liquid stored in the etching tank, pure water stored in the second washing tank, the first 1 zinc replacement solution stored in the zinc replacement treatment tank, pure water stored in the third water washing treatment tank, nitric acid stored in the nitric acid treatment tank, pure water stored in the fourth water washing processing tank, Zinc replacement liquid stored in the second zinc replacement processing tank, pure water stored in the fifth water washing processing tank, nickel-phosphorous plating liquid stored in the first electroless plating processing tank, the sixth water cleaning In the order of pure water stored in the processing tank, gold plating solution stored in the second electroless plating processing tank, pure water stored in the seventh water-washing processing tank, in order, on the electrode pad, The bump is formed by electroless plating. Plating apparatus according to any one of claims 1 to 5, symptoms.
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