JP2015165040A - 基板ホルダ、めっき装置及びめっき方法 - Google Patents

基板ホルダ、めっき装置及びめっき方法 Download PDF

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Abstract

【課題】複数の種類の基板に給電可能な基板ホルダ、及びこれを備えためっき装置を提供する。【解決手段】本発明に係る基板ホルダは、異なる特徴を備える基板に給電できるように構成される第1の給電部材及び第2の給電部材と、を有する。第1の給電部材は、基板保持面の内側へ向かって延び且つ基板保持面の第1の位置上に配置される第1の給電部材端部を有する。第2の給電部材は、基板保持面の内側へ向かって延び且つ基板保持面の第2の位置上に配置される第2の給電部材端部を有する。第1の位置は、第2の位置に対して基板保持面の中心側に位置する。【選択図】図11a

Description

本発明は、例えば基板にめっき処理を行うめっき装置に使用される基板ホルダ、該基板ホルダを有するめっき装置、及びめっき方法に関し、特に、複数種類の基板に対して給電を行うことができる基板ホルダ、該基板ホルダを有するめっき装置、及びめっき方法に関する。
従来、半導体ウェハ等の表面に設けられた微細な配線用溝、ホール、又はレジスト開口部に配線を形成したり、半導体ウェハ等の表面にパッケージの電極等と電気的に接続するバンプ(突起状電極)を形成したりすることが行われている。この配線及びバンプを形成する方法として、例えば、電解めっき法、蒸着法、印刷法、ボールバンプ法等が知られている。近年の半導体チップのI/O数の増加、細ピッチ化に伴い、微細化が可能で性能が比較的安定している電解めっき法が多く用いられるようになってきている。
電解めっき法に用いるめっき装置は、半導体ウェハ等の基板の端面及び裏面をシールし、表面(被めっき面)を露出させて保持する基板ホルダを備える。本めっき装置において基板表面にめっき処理を行うときは、基板を保持した基板ホルダをめっき液中に浸漬させる。
ここで、基板ホルダで保持した基板にめっき処理を行うときは、基板表面に負電圧を印加するために、基板が電源の負電圧側に電気的に接続される必要がある。このため、基板ホルダには、電源から延びる外部配線と基板とを電気的に接続するための電気接点が設けられている。電気接点は、基板の表面に形成されたシード層(導電層)と接触するように構成され、これにより基板に負電圧が印加される。
ここで、めっき処理される基板は、基板の種類によって電気接点の接触位置が異なる場合がある。例えば被めっき面にレジストパターンが形成されたバンプ又は再配線形成用の基板では、レジストパターンが形成されていない基板の外周端部に電気接点を接触させる必要がある。一枚の基板から多くのチップを生産することが必要とされるので、電気接点及びシールは、基板のより外側に接触されるようになってきている。一方で、TSV(Through Silicon Via)が形成された基板は、サポート基板と、サポート基板に貼り付けられたアクティブウェハから構成され、アクティブウェハの表面が被めっき面となる。従って、電気接点はアクティブウェハに接触する必要がある。このアクティブウェハの径はサポート基板の径よりも小さい。このため、アクティブウェハ表面の電気接点の接触位置は、バンプ又は再配線形成用の基板の電気接点の接触位置に比べて、より径方向内側に位置することになる。
基板に均一な厚さのめっき膜を形成するためには、電気接点をシード層に確実に接触させて、めっき電流を流す必要がある。このため、異なる種類の基板毎に専用の電気接点を設けた基板ホルダを設計し、めっき装置に搭載することが行われている。
特開平5−222590号公報
しかしながら、複数種類の基板に対して1つのめっき装置でめっき処理を行う場合、所望のスループットを実現するために、その基板の種類に対応する複数種類の基板ホルダを搭載する必要がある。これにより基板ホルダの数量が増加するので、基板ホルダをめっき装置内に収納するためのストッカの占有面積が増大し、その結果めっき装置の設置面積が増大するという問題があった。また、基板の種類に応じて、使用する基板ホルダを自動又は手動で選択する必要があるので、装置の運転操作が複雑になるという問題があった。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、複数の種類の基板に給電可能な基板ホルダ、及びこれを備えためっき装置、及びめっき方法を提供することである。
本発明の一形態に係る基板ホルダは、基板を保持するための基板ホルダであって、前記基板を保持するための基板保持面と、異なる特徴を備える基板に給電できるように構成される第1の給電部材及び第2の給電部材と、を有し、前記第1の給電部材は、前記基板保持面の内側へ向かって延び且つ前記基板保持面の第1の位置上に配置される第1の給電部材端部を有し、前記第2の給電部材は、前記基板保持面の内側へ向かって延び且つ前記基板保持面の第2の位置上に配置される第2の給電部材端部を有し、前記第1の位置は、前記第2の位置に対して前記基板保持面の中心側に位置する。
本発明によれば、複数の種類の基板に給電可能な基板ホルダ、及びこれを備えためっき装置を提供することができる。
本実施形態に係る基板ホルダを備えためっき装置の全体配置図である。 本実施形態に係る基板ホルダの斜視図である。 基板保持前の基板ホルダの導電体と電気接点とを示す断面図である。 基板保持後の基板ホルダの導電体と電気接点とを示す断面図である。 電気接点の分解斜視図である。 電気接点の斜視図である。 電気接点の上面図である。 電気接点の正面図である。 図4に示した部分Aの拡大側面図である。 第1の電気接点と第2の電気接点の他の実施形態を示す概略図である。 TSVが形成された基板及びこの基板に接触する電気接点の概略断面図である。 バンプ又は再配線形成用の基板及びこの基板に接触する電気接点の概略断面図である。 バンプ又は再配線形成用の基板W及びこの基板Wに接触する電気接点の他の例を示す概略断面図である。 バンプ又は再配線形成用の基板W及びこの基板Wに接触する電気接点の他の例を示す概略断面図である。 他の実施形態に係る電気接点の側面図である。 他の実施形態に係る電気接点の正面図である。 他の実施形態に係る電気接点の上面図である。 他の実施形態に係る電気接点の側面図である。 他の実施形態に係る電気接点端部の斜視図である。 他の実施形態に係る電気接点の側面図である。 他の実施形態に係る電気接点の側面図である。 他の実施形態に係る電気接点の正面図である。
本実施形態の第1の形態によれば、基板を保持するための基板ホルダが提供される。この基板ホルダは、前記基板を保持するための基板保持面と、異なる特徴を備える基板に給電できるように構成される第1の給電部材及び第2の給電部材と、を有し、前記第1の給電部材は、前記基板保持面の内側へ向かって延び且つ前記基板保持面の第1の位置上に配置される第1の給電部材端部を有し、前記第2の給電部材は、前記基板保持面の内側へ向かって延び且つ前記基板保持面の第2の位置上に配置される第2の給電部材端部を有し、前記第1の位置は、前記第2の位置に対して前記基板保持面の中心側に位置する。
上記第1の形態によれば、第1の給電部材端部が配置される位置は、第2の給電部材端部が配置される位置よりも基板保持面の中心側に位置するので、異なる特徴を備える基板(複数種類の基板)に給電することができる。ひいては、異なる特徴を備える基板に対応する複数種類の基板ホルダを用意する必要がなく、基板ホルダをめっき装置内に収納するためのストッカの占有面積の増大を抑制することができる。また、複数種類の基板ホルダを用意する必要がないので、複数種類の基板ホルダを扱うことによるプロセス制御の複雑化を防止することができる。
本実施形態の第2の形態によれば、第1の形態の基板ホルダにおいて、前記第1の給電部材は、前記第2の給電部材と分離可能に構成される。
上記第2の形態によれば、第1の給電部材端部と第2の給電部材端部とのいずれかが消耗したときに、消耗した一方のみを交換することができる。従って、第1の給電部材端部と第2の給電部材端部とが一体に構成され、一体に交換される必要がある場合に比べて、コストを低減することができる。
本実施形態の第3の形態によれば、第1の形態又は第2の形態の基板ホルダにおいて、少なくとも1つの前記第1の給電部材端部と少なくとも1つの前記第2の給電部材端部とが、前記基板の円周方向に沿うように、交互に隣接して配置される。
上記第3の形態によれば、第1の給電部材端部又は第2の給電部材端部が基板に対して偏って接触することを防止することができ、基板に流れる電流の分布を均一化することができる。したがって、第3の形態の基板ホルダを用いて基板にめっきをする場合は、基板に形成される膜厚及び膜質をより均一にすることができる。
本実施形態の第4の形態によれば、第1の形態ないし第3の形態の基板ホルダにおいて、前記第1の給電部材端部及び/又は前記第2の給電部材端部が、前記基板と接触する突起部を有する。
上記第4の形態によれば、基板の所定の箇所に突起部が接触することにより、基板に安定した給電を行うことができる。
本実施形態の第5の形態によれば、基板を保持するための基板ホルダが提供される。この基板ホルダは、前記基板に接触するように構成された給電部材を有し、前記給電部材は、前記基板の第1の位置に接触するように構成された第1の給電部材端部と、前記基板の前記第1の位置よりも径方向外側の前記基板の第2の位置に接触するように構成された第2の給電部材端部とを有し、前記第1の給電部材端部は、前記第2の給電部材端部と分離可能に構成される。
上記第5の形態によれば、第1の給電部材端部が基板の第1の位置に接触し、第2の給電部材が基板の第2の位置に接触するように構成されている。このため、異なる特徴を有する基板(複数種類の基板)に対して第1の給電部材端部及び第2の給電部材端部のいずれかが接触し、基板に対して給電を行うことができる。その結果、異なる特徴を有する基板に対応する複数種類の基板ホルダを用意する必要がなく、基板ホルダをめっき装置内に収納するためのストッカの占有面積の増大を抑制することができる。また、複数種類の基板ホルダを用意する必要がないので、複数種類の基板ホルダを扱うことによるプロセス制御の複雑化を防止することができる。加えて、上記第5の形態によれば、第1の給電部材端部と第2の給電部材端部とのいずれかが消耗したときに、消耗した一方のみを交換することができる。従って、第1の給電部材端部と第2の給電部材端部とが一体に構成され、一体に交換される必要がある場合に比べて、コストを低減することができる。
本実施形態の第6の形態によれば、めっき装置が提供される。このめっき装置は、第1の形態ないし第5の形態のいずれかの基板ホルダを有する。
本実施形態の第7の形態によれば、第1の基板又は前記第1の基板とは異なる特徴を備える第2の基板を保持した基板ホルダとアノードとをめっき液内で対向配置させる工程と、前記第1の基板又は前記第2の基板とアノードとに電圧を印加する工程と、を有するめっき方法が提供される。このめっき方法において、前記基板ホルダは、前記第1の基板及び前記第2の基板に接触するように構成された給電部材を有し、前記給電部材は、前記第1の基板のフロント平面部に接触するように構成された第1の給電部材端部と、前記第2の基板のフロントベベル部又はフロントショルダ部に接触するように構成された第2の給電部材端部と、を有する。
上記第7の形態によれば、第1の給電部材端部が第1の基板のフロント平面部に接触可能であり、第2の給電部材端部が第2の基板のフロントベベル部又はフロントショルダ部に接触可能である。このため、異なる特徴を有する基板(複数種類の基板)に対して第1の給電部材端部及び第2の給電部材端部の少なくともいずれかが接触し、基板に対して給電し、めっきを行うことができる。その結果、異なる特徴を備える基板に対応する複数種類の基板ホルダを用意する必要がなく、基板ホルダをめっき装置内に収納するためのストッカの占有面積の増大を抑制することができる。また、複数種類の基板ホルダを用意する必要がないので、複数種類の基板ホルダを扱うことによる装置の運転の複雑化を防止することができる。
本実施形態の第8の形態によれば、第7の形態のめっき方法において、前記第1の基板は、貼り合わせ基板であり、前記第2の基板は、バンプ又は再配線形成用の基板である。
上記第8の形態によれば、貼り合わせ基板のフロント平面部に第1の給電部材端部が接触し、バンプ又は再配線形成用の基板のフロントベベル部又はフロントショルダ部に第2の給電部材端部が接触する。したがって、本形態の基板ホルダは、異なる特徴を有する基板、即ち貼り合わせ基板とバンプ又は再配線形成用基板に対して給電してめっきを行うことができる。
本実施形態の第9の形態によれば、第7の形態のめっき方法において、前記第1の基板は、貼り合わせ基板であり、前記第2の基板は、表面に開口部を有するレジストが形成された基板である。
上記第9の形態によれば、貼り合わせ基板のフロント平面部に第1の給電部材端部が接触し、表面に開口部を有するレジストが形成された基板のフロントベベル部又はフロントショルダ部に第2の給電部材端部が接触する。したがって、本形態の基板ホルダは、異な
る特徴を有する基板、即ち貼り合わせ基板とバンプ又は表面に開口部を有するレジストが形成された基板に対して給電してめっきを行うことができる。
本実施形態の第10の形態によれば、第7の形態ないし第9の形態のめっき方法において、前記第2の給電部材端部は、前記第1の基板のフロント平面部に接触するように構成される。
上記第10の形態によれば、第2の給電部材端部が第1の基板のフロント平面部にも接触可能である。したがって、本基板ホルダで第1の基板を保持したときは、第1の給電部材端部と第2の給電部材端部とが第1の基板のフロント平面部に接触する。これにより、第1の基板に給電する接点が増加するので、基板への電流の供給が均一になり、膜の面内均一性を向上させることができる。
本実施形態の第11の形態によれば、第7の形態ないし第10の形態のめっき方法において、少なくとも1つの前記第1の給電部材端部と少なくとも1つの前記第2の給電部材端部とが、前記第1の基板又は前記第2の基板の円周方向に沿うように、交互に隣接して配置される。
上記第11の形態によれば、第1の給電部材端部又は第2の給電部材端部が基板に対して偏って接触することを防止することができ、基板に流れる電流の分布を均一化することができる。したがって、第11の形態のめっき方法で基板にめっきをする場合は、基板に形成される膜厚及び膜質をより均一にすることができる。
本実施形態の第12の形態によれば、第7の形態ないし第11の形態のめっき方法において、前記第1の給電部材端部は、前記第2の給電部材端部と分離可能に構成される。
上記第12の形態によれば、第1の給電部材端部と第2の給電部材端部とのいずれかが消耗したときに、消耗した一方のみを交換することができる。従って、第1の給電部材端部と第2の給電部材端部とが一体に構成され、一体に交換される必要がある場合に比べて、コストを低減することができる。
本実施形態の第13の形態によれば、第7の形態ないし第12の形態のめっき方法において、前記第1の給電部材端部及び/又は前記第2の給電部材端部が、前記基板と接触する突起部を有する。
上記第13の形態によれば、基板の所定の箇所に突起部が接触して、基板に安定した給電を行うことができる。
以下、より詳細な実施形態について図面を参照して説明する。以下で説明する図面において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図1は、本実施形態に係る基板ホルダを備えためっき装置の全体配置図を示す。図1に示すように、このめっき装置1には、半導体ウェハ等の基板を収納したカセット10を搭載する2台のカセットテーブル12と、基板のオリフラ(オリエンテーションフラット)やノッチなどの位置を所定の方向に合わせるアライナ14と、載置された基板ホルダ18に対して基板の着脱を行う基板着脱部20と、めっき処理後の基板を高速回転させて乾燥させるスピンドライヤ16とが備えられている。これらのユニットの略中央には、これらのユニット間で基板を搬送する、例えば搬送用ロボットである基板搬送装置22が配置されている。
基板着脱部20は、レール50に沿って水平方向にスライド可能な平板状の載置プレート52を備えている。基板搬送装置22は、2個の基板ホルダ18が水平状態で並列に載置プレート52に載置された状態で、一方の基板ホルダ18と基板の受渡しを行う。その後、基板搬送装置22は、載置プレート52を水平方向にスライドさせて、他方の基板ホルダ18と基板の受渡しを行う。
また、めっき装置1には、基板ホルダ18の保管及び仮置きを行うためのストッカ24、基板を純水に浸漬させるためのプリウェット槽26、基板の表面に形成したシード層表面の酸化膜をエッチング除去するためのプリソーク槽28、基板の表面を純水で水洗するための第1の水洗槽30a、洗浄後の基板の水切りを行うためのブロー槽32、第2の水洗槽30b及びめっき槽34が配置されている。
めっき槽34は、オーバーフロー槽36と、この内部に収納された複数の銅めっきユニット38を備えている。各銅めっきユニット38は、基板を保持した基板ホルダ18を内部に収納して、銅めっき等のめっき処理を行う。なお、この例では、銅めっきについて説明するが、ニッケルやはんだ、銀、金等のめっきにおいても同様のめっき装置1を用いることができる。
さらに、めっき装置1には、基板ホルダ18を基板とともに搬送する基板ホルダ搬送装置40が備えられている。基板ホルダ搬送装置40は、例えばリニアモータ方式であり、基板着脱部20及び上記各槽の側方に位置する。基板ホルダ搬送装置40は、基板着脱部20とストッカ24との間で基板を搬送する第1のトランスポータ42と、ストッカ24、プリウェット槽26、プリソーク槽28、水洗槽30a,30b、ブロー槽32及びめっき槽34との間で基板を搬送する第2のトランスポータ44と、を有している。なお、基板ホルダ搬送装置40は、第2のトランスポータ44を備えることなく、第1のトランスポータ42のみを備えるようにしてもよい。
また、この基板ホルダ搬送装置40のオーバーフロー槽36の側方には、各銅めっきユニット38の内部に位置しめっき液を攪拌するパドル(図示せず)を駆動するパドル駆動装置46が配置されている。
図2は図1に示しためっき装置1で使用される本実施形態に係る基板ホルダ18の斜視図を示す。基板ホルダ18は、図2に示すように、例えば塩化ビニル製で矩形平板状の第1保持部材54と、この第1保持部材54にヒンジ56を介して開閉自在に取付けられた第2保持部材58とを有している。基板ホルダ18の第1保持部材54の略中央部には、基板を保持するための保持面80(基板保持面の一例に相当する)が設けられている。また、第1保持部材54の保持面80の外側には、保持面80の円周に沿って、内方に突出する突出部を有する逆L字状のクランパ74が等間隔に設けられている。
基板ホルダ18の第1保持部材54の端部には、基板ホルダ18を搬送したり吊下げ支持したりする際の支持部となる一対の略T字状のハンド82が連結されている。図1に示したストッカ24内において、ストッカ24の周壁上面にハンド82を引っ掛けることで、基板ホルダ18が垂直に吊下げ支持される。また、この吊下げ支持された基板ホルダ18のハンド82を基板ホルダ搬送装置40の第1のトランスポータ42又は第2のトランスポータ44で把持して基板ホルダ18が搬送される。なお、プリウェット槽26、プリソーク槽28、水洗槽30a,30b、ブロー槽32及びめっき槽34内においても、基板ホルダ18は、ハンド82を介してそれらの周壁に吊下げ支持される。
また、ハンド82には、外部の電力供給部に接続するための図示しない外部接点が設けられている。この外部接点は、複数の配線を介して保持面80の外周に設けられた複数の
導電体88(図3参照)と電気的に接続されている。
第2保持部材58は、ヒンジ56に固定された基部61と、基部61に固定されたリング状のシールホルダ62とを備えている。第2保持部材58のシールホルダ62には、シールホルダ62を第1保持部材54に押し付けて固定するための押えリング64が回転自在に装着されている。押さえリング64は、その外周部において外方に突出する複数の突条部64aを有している。突条部64aの上面とクランパ74の内方突出部の下面は、回転方向に沿って互いに逆方向に傾斜するテーパ面を有する。
基板を保持するときは、まず、第2保持部材58を開いた状態で、第1保持部材54の保持面80に基板を載置し、ヒンジ56を介して第2保持部材58を閉じる。続いて、押えリング64を時計回りに回転させて、押えリング64の突条部64aをクランパ74の内方突出部の内部(下側)に滑り込ませる。これにより、押えリング64とクランパ74にそれぞれ設けられたテーパ面を介して、第1保持部材54と第2保持部材58とが互いに締付けられてロックされ、基板が保持される。基板の保持を解除するときは、第1保持部材54と第2保持部材58とがロックされた状態において、押えリング64を反時計回りに回転させる。これにより、押えリング64の突起部64aが逆L字状のクランパ74から外されて、基板の保持が解除される。
図3は、図2に示した基板ホルダ18の導電体と電気接点とを示す断面図であり、図3aは基板保持前の状態を示し、図3bは基板保持後の状態を示す。図3aに示すように、第1保持部材54の保持面80には基板Wが支持されており、保持面80と第1保持部材54との間には、ハンド82に設けられた外部接点から延びる複数の配線に接続された複数の(図示では1つの)導電体88が配置されている。導電体88は、第1保持部材54の保持面80上に基板Wを載置した際、この導電体88の端部が基板Wの側方で第1保持部材54の表面にばね特性を有した状態で露出するように基板Wの円周外側に複数配置されている。
シールホルダ62の、第1保持部材54と対向する面(図中下面)には、基板ホルダ18で基板Wを保持したときに基板Wの表面外周部及び第1保持部材54に圧接されるシール部材60が取付けられている。シール部材60は、基板Wの表面をシールするリップ部60aと、第1保持部材54の表面をシールするリップ部60bとを有する。
シール部材60の一対のリップ部60a,60bで挟まれた内部には、支持体90が取付けられる。支持体90には導電体88から給電可能に構成された電気接点92(給電部材)が、例えばねじ等で固定され、基板Wの円周に沿って複数配置されている。
電気接点92は、保持面80の内側へ向かって延びる第1の電気接点端部93a(第1の給電部材端部の一例に相当する)と、保持面80の内側へ向かって延びる第2の電気接点端部94a(第2の給電部材端部の一例に相当する)とを有する。第1の電気接点端部93aの基板と接触する部分は、保持面80の第1の位置上に配置される。第2の電気接点端部93bの基板と接触する部分は、保持面80の第2の位置上に配置される。保持面80の第1の位置は、保持面80の第2の位置に対して保持面80の中心側に位置する。したがって、第1の電気接点端部93aは、基板Wの径方向内側の位置(第1の位置の一例に相当する)に接触するように構成され、第2の電気接点端部94aは、保持面80に載置された基板Wの径方向外側の位置(第2の位置の一例に相当する)に接触するように構成される。
この電気接点92の第1の電気接点端部93a及び第2の電気接点端部94aは基板Wの中心方向に板ばね状に突出するように形成されている。また、電気接点92は、支持体
90の導電体88に対向した位置(図中下面)に、導電体88から給電可能に構成された脚部93b,94bを有している。
図2に示した第1保持部材54と第2保持部材58とがロックされると、図3bに示すように、シール部材60の内周面側の短いリップ部60aが基板Wの表面に、外周面側の長いリップ部60bが第1保持部材54の表面にそれぞれ押圧される。これにより、リップ部60a及びリップ部60b間が確実にシールされるとともに、基板Wが保持される。
シール部材60でシールされた領域、即ちシール部材60の一対のリップ部60a,60bで挟まれた領域において、導電体88が電気接点92の脚部93b,94bに電気的に接続され、且つ第1の電気接点端部93a及び第2の電気接点端部94aが基板Wに接触する。これにより、基板Wをシール部材60でシールしつつ基板ホルダ18で保持した状態で、電気接点92を介して基板Wに給電することができる。
次に、図3a及び図3bに示した電気接点92について詳細に説明する。図4は電気接点92の分解斜視図であり、図5は電気接点92の斜視図であり、図6は電気接点92の上面図であり、図7は電気接点92の正面図であり、図8は図5に示した部分Aの拡大側面図である。
図4に示すように、電気接点92は、第1の電気接点93(第1の給電部材の一例に相当する)と第2の電気接点94(第2の給電部材の一例に相当する)とを備えている。第1の電気接点93は、複数の第1の電気接点端部93aと、これら複数の第1の電気接点端部93aを互いに接続するための略板状の第1の電気接点体93cと、第1の電気接点体93cの下部に形成された、上記導電体88(図3a及び図3b参照)に電気的に接続される第1の脚部93bとを有する。
同様に、第2の電気接点94は、複数の第2の電気接点端部94aと、これら複数の第2の電気接点端部94aを互いに接続するための略板状の第2の電気接点体94cと、第2の電気接点体94cの下部に形成された、上記導電体88(図3a及び図3b参照)と電気的に接続される第2の脚部94bとを有する。
複数の第1の電気接点端部93aは、互いに所定の間隔を有するように配置され、第1の電気接点体93cと一体に形成されている。また、複数の第2の電気接点端部94aは、互いに所定の間隔を有するように配置され、第2の電気接点体94cと一体に形成されている。第1の電気接点体93c及び第2の電気接点体94cには、図3a及び図3bに示した支持体90にねじ等を用いて固定するための複数の孔93d,94dが設けられている。
図3a及び図3bに示した支持体90に電気接点92が固定されるときは、まず、図4の破線矢印で示すように、第2の電気接点94を第1の電気接点93の背面側に重ね合わせる。図5ないし図7に示す第1の電気接点93及び第2の電気接点94が互いに重ね合わされた状態で、図3a及び図3bに示した支持体90に電気接点92が固定される。第1の電気接点93及び第2の電気接点94は、孔93dと孔94dとの位置を互いに合わせて第1の電気接点体93cと第2の電気接点体94cとを重ねることで、第1の電気接点端部93aと第2の電気接点端部94aとが互いに交互に配置されるように構成されている。電気接点92が図3に示した支持体90に固定されると、第1の電気接点端部93aと第2の電気接点端部94aは、基板の円周方向に沿うように、それぞれが交互に隣接して配置される。
図4ないし図8に示すように、第1の電気接点端部93aは第1の電気接点体93cか
ら延び、第1の電気接点体93cに対して略垂直になるように湾曲して形成されている。図8に示すように、第1の電気接点端部93aの先端部には、所定の角度で折り曲げられた折り曲げ部93e(突起部の一例に相当する)が設けられている。この折り曲げ部93eは、後述するように基板Wと接触する接触部となる。
同様に、第2の電気接点端部94aは第2の電気接点体94cから延び、第2の電気接点体94cに対して略垂直になるように湾曲して形成されている。第2の電気接点端部94aの先端部には、所定の角度で折り曲げられた折り曲げ部94e(突起部の一例に相当する)が設けられている。この折り曲げ部94eは、後述するように基板Wと接触する接触部となる。ここで、第2の電気接点端部94aの折り曲げ部94eは、第1の電気接点端部93aの折り曲げ部93eよりも手前に形成されている。これにより、図3a及び図3bにおいて説明したように、第1の電気接点端部93aは、基板Wの径方向内側の位置に接触するように構成され、第2の電気接点端部94aは、保持面80に載置された基板Wの径方向外側の位置に接触するように構成される。
なお、本実施形態では、第1の電気接点93と第2の電気接点94とが分離可能に構成され、これにより、第1の電気接点端部93aと第2の電気接点端部94aとが分離可能に構成されている。即ち、第1の電気接点端部93aと第2の電気接点端部94aとが別々の部材として構成されている。しかしながら、第1の電気接点端部93aと第2の電気接点端部94aとが共通の電気接点体及び導電体を有して、一体に形成されていてもよい。
基板ホルダ18に用いられる電気接点92は消耗品であるので、所定期間使用した後交換される必要がある。本実施形態のように、第1の電気接点端部93aと第2の電気接点端部94aとが分離可能に形成されていることで、第1の電気接点端部93aと第2の電気接点端部94aのいずれか一方が消耗したときに、消耗した電気接点のみを交換することができる。従って、第1の電気接点端部93aと第2の電気接点端部94aとが一体に構成され、一体に交換される必要がある場合に比べて、コストを低減することができる。
図9は第1の電気接点93と第2の電気接点94の他の実施形態を示す概略図である。図4ないし図8に示した第1の電気接点93と第2の電気接点94は、1つの第1の電気接点端部93aと1つの第2の電気接点端部94aとが交互に隣接して配置されるように構成されている。しかし、図示の実施形態のように、複数の第1の電気接点端部93aが隣接して形成された一組の第1の電気接点端部93aと、複数の第2の電気接点端部94aが隣接して形成された一組の第2の電気接点端部94aとが、基板の円周方向に沿うように、交互に隣接して配置されるように構成されてもよい。このように、第1の電気接点端部93aと第2の電気接点端部94aとが交互に隣接して配置されるので、第1の電気接点端部93a又は第2の電気接点端部94aが基板に対して偏って接触することを防止することができ、基板に流れる電流の分布を均一化することができる。したがって、本基板ホルダを用いて基板にめっきをする場合は、基板に形成される膜厚及び膜質をより均一にすることができる。
なお、図4ないし図9に示した第1の電気接点体93c及び第2の電気接点体94cは平板状に形成されているが、第1の電気接点体93c及び第2の電気接点体94cは、図3a及び図3bに示した支持体90に取り付けられることで、基板の円周方向に沿うように湾曲する。これにより、第1の電気接点端部93a及び第2の電気接点端部94aが基板の円周方向に沿うように配置される。
図10は、TSVが形成された基板W及びこの基板Wに接触する電気接点92の概略断面図である。本実施形態に係る基板ホルダ18で保持する基板Wとして、図示の例ではサ
ポート基板W1と、サポート基板W1に貼り付けられたアクティブウェハW2から構成された、貼り合わせ基板Wが示されている。この貼り合わせ基板Wでは、例えばアクティブウェハW2にTSVが形成されており、アクティブウェハW2の表面が被めっき面となる。このため、アクティブウェハW2の表面には導電層であるシード層104が形成されている。なお、このような貼り合わせ基板Wは、その製造工程に起因してアクティブウェハW2の径がサポート基板W1の径よりも小さく、サポート基板W1は通常の基板と同じ大きさで製造されることが多い。
ここで、電気接点92の第1の電気接点端部93a(折り曲げ部93e)は、アクティブウェハW2のフロント平面部101上の位置(第1の位置P1)に接触し、アクティブウェハW2のシード層104に給電するように構成されている。
また、電気接点92の第2の電気接点端部94a(折り曲げ部94e)は、アクティブウェハW2の第1の位置P1よりも径方向外側の位置(第2の位置P2)に接触して、アクティブウェハW2のシード層104に給電可能に構成されている。
図示の例のように、第1の電気接点端部93aと第2の電気接点端部94aが、アクティブウェハW2のシード層104に共に給電することができる場合は、アクティブウェハW2の円周に沿ってより均等に電気接点92が接触するので、シード層104への電流の供給が均一になり、面内均一性を向上させることができる。
なお、図示の例では、第1の電気接点端部93aだけでなく、第2の電気接点端部94aもアクティブウェハW2に給電するように構成されているが、少なくとも第1の電気接点端部93aがアクティブウェハW2に給電することができれば、第2の電気接点端部94aは必ずしもアクティブウェハW2のシード層104に接触しなくてもよい。即ち、第1の電気接点端部93aは、第2の電気接点端部94aよりも基板Wの径方向内側の位置に接触するように構成されているので、第2の電気接点端部94aがアクティブウェハW2のシード層104に接触していなくとも、第1の電気接点端部93aがシード層104に接触してアクティブウェハW2に給電することができる。
なお、第2の電気接点端部94aがアクティブウェハW2のシード層104に接触しない場合は、第2の電気接点端部94aの先端はアクティブウェハW2の外周端部よりも内側に張り出すように十分な長さを有することが望ましい。第2の電気接点端部94aの先端がアクティブウェハW2の外周端部よりも外側近傍にあると、先端がアクティブウェハW2の外周端部に引っ掛かり、アクティブウェハW2の欠けや割れが生じたり、基板ホルダ18が貼り合わせ基板Wを保持したまま取り外せなくなったりする可能性がある。
図11aは、バンプ又は再配線形成用の基板W及びこの基板Wに接触する電気接点92の概略断面図である。本実施形態に係る基板ホルダ18で保持する基板として、図示の例ではバンプ又は再配線が形成される基板Wが示されている。このバンプ又は再配線形成用基板Wは、フロント平面部101、フロントベベル部102、フロントショルダ部103を有している。なお、基板の各部位の名称は、SEMI M73−0309の定義に基づくものである。
バンプ又は再配線形成用基板Wは、フロント平面部101、フロントベベル部102、及びフロントショルダ部103に渡ってシード層104が形成されており、フロント平面部101のシード層104上にはレジスト105が形成されている。バンプ又は再配線形成用基板Wとは、シード層104上に形成したレジスト105に開口部を設けて、開口部内部にめっきを行いバンプ(突起状電極)あるいは再配線を形成するための基板を指す。
ここで、電気接点92の第1の電気接点端部93a(折り曲げ部93e)は、バンプ又は再配線形成用基板Wのフロント平面部101上の位置(第1の位置P1)に接触している。バンプ又は再配線形成用基板Wのフロント平面部101上にはレジスト105が形成されているので、第1の電気接点端部93aはシード層104に給電しない。
一方、電気接点92の第2の電気接点端部94a(折り曲げ部94e)は、バンプ又は再配線形成用基板Wのフロントベベル部102上、又はフロントショルダ部103上の位置(第2の位置P2)に接触している。バンプ又は再配線形成用基板Wのフロントベベル部102及びフロントショルダ部103上にはレジスト105が形成されていないので、第2の電気接点端部94aはシード層104に給電することができる。
このように、基板ホルダ18がバンプ又は再配線形成用基板Wを保持した場合は、第1の電気接点端部93aはバンプ又は再配線形成用基板Wに給電しないが、第2の電気接点端部94aがフロントベベル部102上又はフロントショルダ部103上の第2の位置P2に接触して給電することができる。
なお、図11aでは第2の電気接点端部94aの折り曲げ部94eがフロントベベル部102上又はフロントショルダ部103上の位置に接触している。しかし、第1の電気接点端部93aの折り曲げ部94e以外の平坦部が例えばフロントショルダ部103と接触してもよい。また第2の電気接点端部94aが特定の折り曲げ部94eを有さず、滑らかに湾曲していてもよい。
また、図11bに例示するように、バンプ又は再配線形成用基板Wのシード層104がアペックス部106にも形成されている場合、第2の電気接点端部94aは、アペックス部106上の第2の位置P2に接触して給電してもよい。また、図11cに例示するように、バンプ又は再配線形成用基板Wのシード層104がバックショルダ部107及びバックベベル部108にも形成されている場合、第2の電気接点端部94aは、バックショルダ部107またはバックベベル部108上のシード層の第2の位置P2に接触して給電してもよい。あるいは、図示しないが、シード層104が裏面平面部109にも形成されている場合は、第2の電気接点端部94aは、基板の裏面平面部109上のシード層に接触して給電してもよい。
以上で説明したように、本実施形態に係る基板ホルダ18は、貼り合わせ基板Wのフロント平面部101上の第1の位置P1で基板に接触可能な第1の電気接点端部93aと、バンプ又は再配線形成用基板Wのフロントベベル部102上又はフロントショルダ部103上の第2の位置P2で基板に接触可能な第2の電気接点端部94aとを有するので、異なる特徴を有する基板であっても、第1の電気接点端部93a及び第2の電気接点端部94aの少なくともいずれかにより基板に給電することができる。
ここで異なる特徴を有する基板とは、貼り合わせ基板Wとバンプ又は再配線形成用基板Wの違いに限定されないのはもちろんである。例えば、バンプ又は再配線形成用基板であっても、図11aないし図11cに示したバンプ又は再配線形成用基板Wとは異なり、フロントベベル部102上又はフロントショルダ部103上にシード層が形成されない基板もあり得る。そのような基板は、フロント平面部101上に形成されたシード層から給電される。つまり、同じバンプ又は再配線形成用基板であっても、一方がフロント平面部101に接点を接触させて給電する基板であり、他方がフロントベベル部102上又はフロントショルダ部103上に接点を接触させて給電する基板であるというように、異なる種類の基板があり得る。
さらに、異なる特徴を有する基板に給電できるように構成される第1の給電部材端部と
第2の給電部材端部がそれぞれ基板に接触する基板上の第1の位置および第2の位置は、フロント平面部、フロントベベル部、フロントショルダ部、アペックス部、バックショルダ部、バックベベル部、裏面平面部のうち、それぞれ異なる位置から選択されうる。
本実施形態に係る基板ホルダ18は、貼り合わせ基板W及びバンプ又は再配線形成用基板W等の異なる特徴を有する基板に対して給電することができるので、めっき装置の所望のスループットを維持しつつ、めっき装置に搭載する基板ホルダの数量の増加を抑制することができ、ひいてはめっき装置の設置面積の増大を抑制することができる。また、処理する基板に応じた基板ホルダを選択するための操作が不要であるので、従来構成に比べて装置の運転が単純化され、めっき装置のコストを低減することができる。
なお、本実施形態では、基板ホルダ18は、第1の電気接点端部93aと第2の電気接点端部94aの2種類の電気接点端部を有するように構成されている。しかしながら、これに限定されず、基板ホルダ18は、例えば第1の電気接点端部93a及び第2の電気接点端部94aとは異なる径方向位置で基板と接触する他の電気接点端部を備えていてもよい。その場合は、さらに多くの種類の基板に対して、本基板ホルダ18により給電することができる。
次に、他の実施形態に係る電気接点について説明する。以下で説明する他の実施形態に係る電気接点は、図4ないし図11において説明した電気接点92とは端部形状が異なるものであり、第1の電気接点端部93a及び/又は第2の電気接点端部94aに代えて、以下で説明する電気接点の電気接点端部を採用することができる。
図12aは他の実施形態に係る電気接点の側面図であり、図12bはこの電気接点の正面図であり、図12cはこの電気接点の上面図である。図示のように、電気接点95は、電気接点端部95aと、電気接点端部95aと一体に形成された略板状の電気接点体95cと、電気接点体95cの下部に形成された、導電体88(図3参照)と接触する脚部95bとを有する。
図示の電気接点95の電気接点端部95aは、その先端部にスプーン型に折り返されて形成された折り返し部95e(突起部の一例に相当する)を有している。この電気接点95を用いて基板に給電するときは、折り返し部95eの下面が基板のフロント平面部、フロントベベル部、又はフロントショルダ部に接触する。
この電気接点95は折り返し部95eを有するので、フロント平面部、フロントベベル部、及びフロントショルダ部等の異なる角度の面に対して折り返し部95eの底面が確実に接触し、基板に安定して給電することができる。
図13aは、他の実施形態に係る電気接点の側面図であり、図13bは、電気接点端部の斜視図である。図13aに示すように、電気接点96は、電気接点端部96aと、電気接点端部96aと一体に形成された略板状の電気接点体96cと、電気接点体96cの下部に形成された、導電体88(図3参照)と接触する脚部96bとを有する。
図13bに示すように、電気接点端部96aは、その先端部に鋭利なかぎ爪部96e(突起部の一例に相当する)を有している。この電気接点95を用いて基板に給電するときは、かぎ爪部96eがフロント平面部、フロントベベル部、又はフロントショルダ部に接触する。電気接点96は、電気接点端部96aがかぎ爪部96eを有しているので、レジストが形成された基板に対しても、かぎ爪部96eがレジストを貫通し、基板に対して給電することができる。
図14は、他の実施形態に係る電気接点の側面図である。図示のように、電気接点97は、電気接点端部97aと、電気接点端部97aと一体に形成された略板状の電気接点体97cと、電気接点体97cの下部に形成された、導電体88(図3参照)と接触する脚部97bとを有する。
図示の電気接点97の電気接点端部97aは、折り曲げられた下面が曲面状に形成された湾曲部97e(突起部の一例に相当する)を有している。この電気接点95を用いて基板に給電するときは、湾曲部97eの下面が基板のフロント平面部、フロントベベル部、又はフロントショルダ部に接触する。この電気接点97によれば、フロント平面部、フロントベベル部、及びフロントショルダ部等の異なる角度の面に対して湾曲部97eが確実に接触するので、基板に安定して給電することができる。
図15aは他の実施形態に係る電気接点の側面図であり、図15bはこの電気接点の正面図である。図示のように、電気接点98は、電気接点端部98aと、電気接点端部98aと一体に形成された略板状の電気接点体98cと、電気接点体98cの下部に形成された、導電体88(図3参照)と接触する脚部98bとを有する。
図示の電気接点98の電気接点端部98aは、エンボス加工により形成された突部98e(突起部の一例に相当する)を有している。この電気接点95を用いて基板に給電するときは、突部98eの下面が基板のフロント平面部、フロントベベル部、又はフロントショルダ部に接触する。
この電気接点98によれば、フロント平面部、フロントベベル部、及びフロントショルダ部等の異なる角度の面に対して突部98eが確実に接触するので、基板に安定して給電することができる。
次に、以上で説明した基板ホルダ18で保持した基板Wにめっきを行う方法について説明する。まず、貼り合わせ基板W、又はバンプ又は再配線形成用基板Wを基板ホルダ18で保持する。貼り合わせ基板W、又はバンプ又は再配線形成用基板Wを保持した基板ホルダ18は、図1に示した銅めっきユニット38に収容され、めっき液に浸漬される。このとき、貼り合わせ基板W若しくはバンプ又は再配線形成用基板Wの被処理面はアノードの平面と略平行になるように、めっき液内で対向配置される。貼り合わせ基板W若しくはバンプ又は再配線形成用基板Wとアノードは、めっき液に浸漬された状態で電圧が印加される。これにより、めっき液に含まれる金属イオンが貼り合わせ基板W若しくはバンプ又は再配線形成用基板Wの被処理面で還元され、被処理面に膜が形成される。
ここで、基板ホルダ18が貼り合わせ基板Wを保持している場合は、図10に示したように、電気接点92の第1の電気接点端部93a(折り曲げ部93e)が、アクティブウェハW2のフロント平面部101上の位置(第1の位置P1)に接触し、アクティブウェハW2のシード層104に給電される。一方で、基板ホルダ18がバンプ又は再配線形成用基板Wを保持している場合は、図11に示したように、電気接点92の第2の電気接点端部94a(折り曲げ部94e)が、バンプ又は再配線形成用基板Wのフロントベベル部102上、又はフロントショルダ部103上の位置(第2の位置P2)に接触し、シード層104に給電される。したがって、基板ホルダ18は、異なる特徴を有する基板に対して給電することができ、めっきをすることができる。
10 カセット、12 カセットテーブル、14 アライナ、16 スピンドライヤ、18 基板ホルダ、20 基板着脱部、22 基板搬送装置、24 ストッカ、26 プリウェット槽、28 プリソーク槽、30a 第1の水洗槽、30b 第2の水洗槽、32
ブロー槽、34 めっき槽、36 オーバーフロー槽、38 銅めっきユニット、40
基板ホルダ搬送装置、42 第1のトランスポータ、44 第2のトランスポータ、52 載置プレート、50 レール、54 第1保持部材、56 ヒンジ、58 第2保持部材、60 シール部材、60a リップ部、60b リップ部、61 基部、62 シールホルダ、64 押さえリング、64a 突条部、74 クランパ、80 保持面、82 ハンド、88 導電体、90 支持体、92 電気接点、93a 第1の電気接点端部、93b 第1の脚部、93c 第1の電気接点体、93d 孔、93e 折り曲げ部、94a 第2の電気接点端部、94b 第2の脚部、94c 第2の電気接点体、94d 孔、94e 折り曲げ部、95 電気接点、95a 電気接点端部、95b 脚部、95c 電気接点体、95e 球面部、96 電気接点、96a 電気接点端部、96b
脚部、96c 電気接点体、96e かぎ爪部、97 電気接点、97a 電気接点端部、97b 脚部、97c 電気接点体、97e 湾曲部、98 電気接点、98a 電気接点端部、98b 脚部、98c 電気接点体、98e 突部、101 フロント平面部、102 フロントベベル部、103 フロントショルダ部、104 シード層、105 レジスト、106 アペックス部、107 バックショルダ部、108 バックベベル部、109 裏面平面部109、P1 第1の位置、P2 第2の位置、W 基板、W1 サポート基板、W2 アクティブウェハ。

Claims (13)

  1. 基板を保持するための基板ホルダであって、
    前記基板を保持するための基板保持面と、
    異なる特徴を備える基板に給電できるように構成される第1の給電部材及び第2の給電部材と、を有し、
    前記第1の給電部材は、前記基板保持面の内側へ向かって延び且つ前記基板保持面の第1の位置上に配置される第1の給電部材端部を有し、
    前記第2の給電部材は、前記基板保持面の内側へ向かって延び且つ前記基板保持面の第2の位置上に配置される第2の給電部材端部を有し、
    前記第1の位置は、前記第2の位置に対して前記基板保持面の中心側に位置する、
    基板ホルダ。
  2. 請求項1に記載された基板ホルダであって、
    前記第1の給電部材は、前記第2の給電部材と分離可能に構成された、
    基板ホルダ。
  3. 請求項1又は2に記載された基板ホルダであって、
    少なくとも1つの前記第1の給電部材端部と少なくとも1つの前記第2の給電部材端部とが、前記基板の円周方向に沿うように、交互に隣接して配置された、
    基板ホルダ。
  4. 請求項1ないし3のいずれか一項に記載された基板ホルダであって、
    前記第1の給電部材端部及び/又は前記第2の給電部材端部が、前記基板と接触する突起部を有する、
    基板ホルダ。
  5. 基板を保持するための基板ホルダであって、
    前記基板に接触するように構成された給電部材を有し、
    前記給電部材は、前記基板の第1の位置に接触するように構成された第1の給電部材端部と、前記基板の前記第1の位置よりも径方向外側の前記基板の第2の位置に接触するように構成された第2の給電部材端部とを有し、
    前記第1の給電部材端部は、前記第2の給電部材端部と分離可能に構成された、
    基板ホルダ。
  6. 請求項1ないし5のいずれか一項に記載された基板ホルダを有する、
    めっき装置。
  7. 第1の基板又は前記第1の基板とは異なる特徴を備える第2の基板を保持した基板ホルダとアノードとをめっき液内で対向配置させる工程と、
    前記第1の基板又は前記第2の基板とアノードとに電圧を印加する工程と、を有するめっき方法であって、
    前記基板ホルダは、前記第1の基板及び前記第2の基板に接触するように構成された給電部材を有し、
    前記給電部材は、前記第1の基板のフロント平面部に接触するように構成された第1の給電部材端部と、前記第2の基板のフロントベベル部又はフロントショルダ部に接触するように構成された第2の給電部材端部とを有する、
    めっき方法。
  8. 請求項7に記載されためっき方法であって、
    前記第1の基板は、貼り合わせ基板であり、
    前記第2の基板は、バンプ又は再配線形成用の基板である、
    めっき方法。
  9. 請求項7に記載されためっき方法であって、
    前記第1の基板は、貼り合わせ基板であり、
    前記第2の基板は、表面に開口部を有するレジストが形成された基板である、
    基板ホルダ。
  10. 請求項7ないし9のいずれか一項に記載されためっき方法であって、
    前記第2の給電部材端部は、前記第1の基板のフロント平面部に接触するように構成された、
    めっき方法。
  11. 請求項7ないし10のいずれか一項に記載されためっき方法であって、
    少なくとも1つの前記第1の給電部材端部と少なくとも1つの前記第2の給電部材端部とが、前記第1の基板又は前記第2の基板の円周方向に沿うように、交互に隣接して配置された、
    めっき方法。
  12. 請求項7ないし11のいずれか一項に記載されためっき方法であって、
    前記第1の給電部材端部は、前記第2の給電部材端部と分離可能に構成された、
    めっき方法。
  13. 請求項7ないし12のいずれか一項に記載されためっき方法であって、
    前記第1の給電部材端部及び/又は前記第2の給電部材端部が、前記基板と接触する突起部を有する、
    めっき方法。
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