JP2020132925A - Substrate holder and plating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板ホルダ及びめっき装置に関する。 The present invention relates to a substrate holder and a plating apparatus.
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。このような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。 Conventionally, bumps (protrusions) that form wiring in fine wiring grooves, holes, or resist openings provided on the surface of a semiconductor wafer or the like, or electrically connect to a package electrode or the like on the surface of a semiconductor wafer or the like. Electrodes) are formed. As a method for forming such wiring and bumps, for example, an electrolytic plating method, a vapor deposition method, a printing method, a ball bump method and the like are known. With the increase in the number of I / Os and the finer pitch of semiconductor chips in recent years, electroplating methods that can be miniaturized and have relatively stable performance have come to be widely used.
電解めっき法に用いるめっき装置では、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使用する場合がある。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。 In the plating apparatus used in the electroplating method, a substrate holder that seals the end face and the back surface of a substrate such as a semiconductor wafer and exposes and holds the front surface (surface to be plated) may be used. When plating the substrate surface in this plating apparatus, the substrate holder holding the substrate is immersed in the plating solution.
基板ホルダは、特開２０１２−６２５７０（特許文献１）に記載されているように、基板に接触するコンタクトと称される電気接点を有する。基板には、例えば、Ｃｕからなるシード層が設けられており、基板ホルダの電気接点（コンタクト）がシード層に接触し、電気接点からシード層にめっき電流が供給されるようになっている。電気接点の配置される空間はシールにより密閉され、電気接点とめっき液は接触しないようにしている。 As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-62570 (Patent Document 1), the substrate holder has an electrical contact called a contact that contacts the substrate. For example, the substrate is provided with a seed layer made of Cu, and the electrical contacts (contacts) of the substrate holder come into contact with the seed layer, and the plating current is supplied from the electrical contacts to the seed layer. The space where the electrical contacts are placed is sealed with a seal to prevent the electrical contacts from coming into contact with the plating solution.
出願人は、基板のめっき処理後に基板を基板ホルダから取り外す際に、基板ホルダのシール際に存在する洗浄水等の水が、わずかに基板ホルダのシール空間に入り込み、電気接点と接触する場合があることを発見した。電気接点としては、例えばＳＵＳにＡｕめっきを施したものが知られている。シール空間に洗浄水が侵入した基板ホルダをその後の処理に使用し、電気接点のＡｕ層と基板のＣｕシード層との接触部位において水が介在すると、ＣｕとＡｕの標準電極電位の差により電位の低いＣｕが腐食され（異種金属間腐食）、シード層上に酸化銅が生じる問題がある。酸化銅が生じると、電気接点とシード層との間の接触抵抗が増大する問題がある。また、Ｃｕシード層上の酸化銅が基板ホルダの電気接点に付着すると、電気接点の電気抵抗が大きくなり、その基板ホルダを用いて後続の別の基板を処理する際にも、シード層と電気接点との間の接触抵抗が増大する問題がある。 When the applicant removes the substrate from the substrate holder after the substrate is plated, water such as cleaning water existing at the time of sealing the substrate holder may slightly enter the sealing space of the substrate holder and come into contact with the electrical contacts. I found that there is. As the electrical contacts, for example, SUS plated with Au is known. When the substrate holder in which the washing water has entered the seal space is used for the subsequent treatment and water intervenes at the contact site between the Au layer of the electrical contact and the Cu seed layer of the substrate, the potential is due to the difference between the standard electrode potentials of Cu and Au. There is a problem that low Cu is corroded (corrosion between dissimilar metals) and copper oxide is generated on the seed layer. When copper oxide is generated, there is a problem that the contact resistance between the electrical contact and the seed layer increases. Further, when the copper oxide on the Cu seed layer adheres to the electric contact of the substrate holder, the electric resistance of the electric contact increases, and the seed layer and electricity are also applied when the substrate holder is used to process another subsequent substrate. There is a problem that the contact resistance between the contacts increases.
上述した問題は、基板ホルダの電気接点の寿命に影響を及ぼす可能性がある。また、シード層及び／又は電気接点の劣化によりめっきの均一性に影響を及ぼす可能性がある。 The problems described above can affect the life of the electrical contacts of the substrate holder. In addition, deterioration of the seed layer and / or electrical contacts may affect the uniformity of plating.
本発明の目的は、上述した課題の少なくとも一部を解決することである。 An object of the present invention is to solve at least a part of the above-mentioned problems.
本発明の一側面によれば、基板を保持してめっき処理するための基板ホルダであって、
前記基板の少なくとも外周部を密閉するためのシール部と、 前記基板が保持された際
に、前記シール部で密閉されたシール空間内に配置され、前記基板の導電層に接触する電気接点と、を備え、 前記電気接点は、 ステンレスの基体と、 前記基体上に形成されたＡｕ層と、 前記Ａｕ層上に形成されたＲｈ層と、を備える、基板ホルダが提供される。
According to one aspect of the present invention, it is a substrate holder for holding and plating a substrate.
A sealing portion for sealing at least the outer peripheral portion of the substrate, and an electrical contact arranged in the sealing space sealed by the sealing portion when the substrate is held and in contact with the conductive layer of the substrate. The electrical contact is provided with a substrate holder comprising a stainless steel substrate, an Au layer formed on the substrate, and a Rh layer formed on the Au layer.
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。 Hereinafter, a more detailed embodiment will be described with reference to the drawings. In the drawings described below, the same or corresponding components are designated by the same reference numerals and duplicate description will be omitted.
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。基板は、半導体ウェハ、プリント基板、液晶基板、ＭＥＭＳ等の任意の基板であり得る。基板は、円形、角形、その他任意の形状であってよい。以下の説明では、被研磨部材を単に基板又はウェハと称する。 FIG. 1 shows an overall layout of a plating apparatus provided with a substrate holder according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, in this plating apparatus 1, two cassette tables 12 on which a cassette 10 containing a substrate such as a semiconductor wafer is mounted, and positions such as orientation flats and notches of the substrates are predetermined. An aligner 14 for aligning the direction, a substrate attachment / detachment portion 20 for attaching / detaching the substrate to / from the mounted substrate holder 18, and a spin dryer 16 for rotating the plated substrate at high speed to dry the substrate are provided. .. At substantially the center of these units, a substrate transfer device 22 that transfers a substrate between these units, for example, a transfer robot, is arranged. The substrate can be any substrate such as a semiconductor wafer, a printed circuit board, a liquid crystal substrate, or a MEMS. The substrate may have a circular shape, a square shape, or any other shape. In the following description, the member to be polished is simply referred to as a substrate or a wafer.
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。 The substrate attachment / detachment portion 20 includes a flat plate-shaped mounting plate 52 that can slide horizontally along the rail 50. The substrate transfer device 22 delivers the substrate to one of the substrate holders 18 in a state where the two substrate holders 18 are horizontally mounted on the mounting plate 52 in parallel. After that, the substrate transfer device 22 slides the mounting plate 52 in the horizontal direction to deliver the substrate to the other substrate holder 18.
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。 Further, the plating apparatus 1 is provided with a stocker 24 for storing and temporarily placing the substrate holder 18, a pre-wet tank 26 for immersing the substrate in pure water, and an oxide film on the surface of the seed layer formed on the surface of the substrate. A pre-soak tank 28 for removing etching, a first water washing tank 30a for washing the surface of the substrate with pure water, a blow tank 32 for draining the substrate after washing, a second water washing tank 30b, and plating. The tank 34 is arranged.
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めっきユニット３８とを備えている。各めっきユニット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。また、オーバーフロー槽３６の側方には、各めっきユニット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。
The plating tank 34 includes an overflow tank 36 and a plurality of plating units 38 housed therein. Each plating unit 38 houses the substrate holder 18 holding the substrate inside, and performs plating processing such as copper plating. In this example, copper plating will be described, but the same plating apparatus 1 can be used for plating nickel, solder, silver, gold, and the like. Further, on the side of the overflow tank 36, a paddle driving device 46 located inside each plating unit 38 and driving a paddle (not shown) for stirring the plating solution is arranged.
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、上記搬送経路は、一例であり、第１のトランスポータ４２及び第２のトランスポータ４４の各々は、他の搬送経路を採用することも可能である。また、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。 Further, the plating apparatus 1 is provided with a substrate holder transfer device 40 that conveys the substrate holder 18 together with the substrate. The substrate holder transfer device 40 is, for example, a linear motor type, and is located on the side of the substrate attachment / detachment portion 20 and each of the above tanks. The substrate holder transfer device 40 includes a first transporter 42 for transporting a substrate between the substrate attachment / detachment portion 20 and the stocker 24, a stocker 24, a pre-wet tank 26, a pre-soak tank 28, a flush tank 30a, 30b, and a blow tank. It has a second transporter 44 for transporting the substrate between the 32 and the plating tank 34. The transport route is an example, and each of the first transporter 42 and the second transporter 44 can adopt another transport route. Further, it is possible to provide only the first transporter 42 without providing the second transporter 44.
（基板ホルダ）
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。なお、この例では、第２保持部材５８を、ヒンジ５６を介して開閉自在に構成した例を示しているが、例えば第２保持部材５８を第１保持部材５４に対峙した位置に配置し、この第２保持部材５８を第１保持部材５４に向けて前進させて開閉するようにしてもよい。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。
(Board holder)
FIG. 2 shows a perspective view of the substrate holder 18 according to the present embodiment used in the plating apparatus 1 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the substrate holder 18 includes, for example, a first holding member 54 made of vinyl chloride and having a rectangular flat plate shape, and a second holding member 54 that is openably and closably attached to the first holding member 54 via a hinge 56. It has 58 and. In this example, the second holding member 58 is configured to be openable and closable via the hinge 56. For example, the second holding member 58 is arranged at a position facing the first holding member 54. The second holding member 58 may be advanced toward the first holding member 54 to open and close. A holding surface 80 for holding the board is provided at a substantially central portion of the first holding member 54 of the board holder 18. Further, on the outside of the holding surface 80 of the first holding member 54, inverted L-shaped clampers 74 having protrusions protruding inward along the circumference of the holding surface 80 are provided at equal intervals. ..
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。 A pair of substantially T-shaped hands 82, which serve as support portions for transporting or suspending and supporting the substrate holder 18, are connected to the end portion of the first holding member 54 of the substrate holder 18. In the stocker 24 shown in FIG. 1, the substrate holder 18 is vertically suspended and supported by hooking the hand 82 on the upper surface of the peripheral wall of the stocker 24. Further, the hand 82 of the board holder 18 suspended and supported is gripped by the first transporter 42 or the second transporter 44 of the board holder transport device 40, and the board holder 18 is transported. Also in the pre-wet tank 26, the pre-soak tank 28, the flush tanks 30a and 30b, the blow tank 32 and the plating tank 34, the substrate holder 18 is suspended and supported by the peripheral walls thereof via the hand 82.
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３Ａ、図３Ｂ参照）と電気的に接続されている。 Further, the hand 82 is provided with an external contact (not shown) for connecting to an external power supply unit. The external contact is electrically connected to a plurality of conductors 88 (see FIGS. 3A and 3B) provided on the outer periphery of the holding surface 80 via a plurality of wires.
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。 The second holding member 58 includes a base portion 61 fixed to the hinge 56 and a ring-shaped seal holder 62 fixed to the base portion 61. A presser ring 64 for pressing and fixing the seal holder 62 against the first holding member 54 is rotatably attached to the seal holder 62 of the second holding member 58. The pressing ring 64 has a plurality of ridge portions 64a protruding outward on the outer peripheral portion thereof. The upper surface of the ridge portion 64a and the lower surface of the inwardly projecting portion of the clamper 74 have tapered surfaces that are inclined in opposite directions along the rotation direction.
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Ｗ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。
When holding the substrate, first, the substrate W is placed on the holding surface 80 of the first holding member 54 with the second holding member 58 open, and the second holding member 58 is closed via the hinge 56. continue,
The presser ring 64 is rotated clockwise so that the ridge portion 64a of the presser ring 64 is slid into the inside (lower side) of the inwardly projecting portion of the clamper 74. As a result, the first holding member 54 and the second holding member 58 are fastened to each other and locked via the tapered surfaces provided on the pressing ring 64 and the clamper 74, respectively, and the substrate is held. When releasing the holding of the substrate, the pressing ring 64 is rotated counterclockwise while the first holding member 54 and the second holding member 58 are locked. As a result, the protrusion 64a of the pressing ring 64 is removed from the inverted L-shaped clamper 74, and the holding of the substrate is released.
図３Ａ及び図３Ｂは、図２に示した基板ホルダ１８の電気接点近傍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。基板Ｗの表面には、基板ホルダ１８から給電を受ける導電層としてのシード層１０１（図７Ａ等参照）が形成されており、シード層１０１は基板Ｗの外周部において露出している。 3A and 3B are cross-sectional views showing the vicinity of the electrical contact of the substrate holder 18 shown in FIG. 2, FIG. 3A shows a state before the substrate is held, and FIG. 3B shows a state after the substrate is held. As shown in FIG. 3A, the substrate W is supported on the holding surface 80 of the first holding member 54, and the holding surface 80 and the first holding member 54 are connected to each other from an external contact provided on the hand 82. A plurality of conductors 88 (one in the figure) connected to the plurality of extending wires are arranged. When the substrate W is placed on the holding surface 80 of the first holding member 54, the conductor 88 has a spring characteristic on the surface of the first holding member 54 with the end portion of the conductor 88 on the side of the substrate W. A plurality of the substrates W are arranged on the outer circumference of the substrate W so as to be exposed in this state. A seed layer 101 (see FIG. 7A and the like) is formed on the surface of the substrate W as a conductive layer that receives power from the substrate holder 18, and the seed layer 101 is exposed on the outer peripheral portion of the substrate W.
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（基板シール部）と、第１保持部材５４の表面をシールするリップ部６０ｂ（ホルダシール部）とを有する。基板ホルダ１８は、基板Ｗを保持した状態で、リップ部６０ａ（基板シール部）とリップ部６０ｂ（ホルダシール部）とによりシール（密閉）されたシール空間を有する。 The surface (lower surface in the drawing) of the seal holder 62 facing the first holding member 54 is pressed against the outer peripheral portion of the surface of the substrate W and the first holding member 54 when the substrate W is held by the substrate holder 18. The member 60 is attached. The seal member 60 has a lip portion 60a (board seal portion) that seals the surface of the substrate W, and a lip portion 60b (holder seal portion) that seals the surface of the first holding member 54. The substrate holder 18 has a seal space sealed (sealed) by the lip portion 60a (board seal portion) and the lip portion 60b (holder seal portion) while holding the substrate W.
シール部材６０の一対のリップ部６０ａ，６０ｂで挟まれたシール空間の内部には、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（コンタクト）９２が、例えばねじ等で固定されている。支持体９０は、基板Ｗの円周に沿って複数配置されている。 A support 90 is attached to the inside of the seal space sandwiched between the pair of lip portions 60a and 60b of the seal member 60. An electric contact 92 configured to be able to supply power from the conductor 88 is fixed to the support 90, for example, with a screw or the like. A plurality of supports 90 are arranged along the circumference of the substrate W.
電気接点９２は、保持面８０の内側へ向かって延びる電気接点端部９２ａと、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９２ｂと、を有する。電気接点端部９２ａの基板Ｗと接触する部分は、基板Ｗのシード１０１層（図７Ａ等）上に配置される。この電気接点９２の電気接点端部９２ａ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。なお、図３Ａ、図３Ｂでは、電気接点９２の電気接点端部９２ａが上方に凸の形状である例を示すが、これは一例であり、図４に示すように、電気接点９２の電気接点端部９２ａが下方に凸の形状であってもよく、直線状の形状、その他の形状であってもよい。 The electric contact 92 is a leg configured so that power can be supplied from the conductor 88 at a position (lower surface in the drawing) facing the conductor 88 of the support 90 and the electric contact end portion 92a extending inward of the holding surface 80. It has a part 92b and. The portion of the electrical contact end portion 92a that comes into contact with the substrate W is arranged on the seed 101 layer (FIG. 7A or the like) of the substrate W. The electrical contact end portion 92a of the electrical contact 92 is formed so as to project like a leaf spring in the central direction of the substrate W. In addition, in FIGS. 3A and 3B, an example in which the electric contact end portion 92a of the electric contact 92 has an upwardly convex shape is shown as an example, and as shown in FIG. 4, the electric contact of the electric contact 92 is shown. The end portion 92a may have a downwardly convex shape, a linear shape, or another shape.
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の内周面側のリップ部６０ａが基板Ｗの表面に、外周面側のリップ部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。なお、以下の説明において、リップ部６０ａ及びリップ部６０ｂ間でシールされた空間をシール空間と称する場合がある。 When the first holding member 54 and the second holding member 58 shown in FIG. 2 are locked, as shown in FIG. 3B, the lip portion 60a on the inner peripheral surface side of the sealing member 60 is placed on the outer periphery of the surface of the substrate W. The lip portion 60b on the surface side is pressed against the surface of the first holding member 54, respectively. As a result, the gap between the lip portion 60a and the lip portion 60b is surely sealed, and the substrate W is held. In the following description, the space sealed between the lip portion 60a and the lip portion 60b may be referred to as a sealing space.
シール部材６０でシールされたシール空間、即ちシール部材６０の一対のリップ部６０ａ，６０ｂで挟まれたシール空間において、導電体８８が電気接点９２の脚部９３ｂに電
気的に接続され、且つ電気接点端部９２ａが基板Ｗのシード層１０１に接触する。これにより、基板Ｗをシール部材６０によるシール空間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。
In the seal space sealed by the seal member 60, that is, the seal space sandwiched between the pair of lip portions 60a and 60b of the seal member 60, the conductor 88 is electrically connected to the leg portion 93b of the electrical contact 92 and is electrically connected. The contact end portion 92a comes into contact with the seed layer 101 of the substrate W. As a result, power can be supplied to the substrate W via the electrical contact 92 while the substrate W is sealed by the sealing space formed by the sealing member 60 and held by the substrate holder 18.
（電気接点）
図４は、電気接点の構造を模式的に示す断面図である。図４に示すように、基板ホルダ１８の電気接点（コンタクト）９２は、基体９３と、基体９３上に形成された第１層９４と、第１層９４上に形成された第２層９５とを備えている。第１層９４及び第２層９５の少なくとも一方は、めっき層であり、例えば、電解めっきによる電解めっき層とすることができる。基体９３は、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）から形成される。第１層９４は、例えば、金（Ａｕ）から形成され、例えば、電解めっきにより基体９３上にＡｕめっき層として形成される。第１層９４は、単層のめっき層でもよいし、複数回のめっきが施された複数層のめっき層であってもよい。第１層９４は、良好な電気導電性を有し、基体９３及び第２層９５との密着性が良好な物質であれば、Ａｕ以外の物質であってもよい。第２層９５は、例えば、ロジウム（Ｒｈ）から形成され、例えば、電解めっきにより第１層９４上にＲｈめっき層として形成される。第２層９５は、単層のめっき層でもよいし、複数回のめっきが施された複数層のめっき層であってもよい。基体９３、第１層９４、第２層９５として、ステンレス、Ａｕ層、Ｒｈ層を採用した場合、Ａｕ層は、Ｒｈめっきの下地層として機能し、Ｒｈ層９５の基体９３への密着性を向上させる。
(Electrical contact)
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the electrical contact. As shown in FIG. 4, the electrical contacts 92 of the substrate holder 18 include the substrate 93, the first layer 94 formed on the substrate 93, and the second layer 95 formed on the first layer 94. It has. At least one of the first layer 94 and the second layer 95 is a plating layer, and can be, for example, an electrolytic plating layer by electrolytic plating. The substrate 93 is made of, for example, stainless steel (SUS). The first layer 94 is formed of, for example, gold (Au), and is formed as an Au plating layer on the substrate 93 by, for example, electrolytic plating. The first layer 94 may be a single-layer plating layer or a plurality of plating layers that have been plated a plurality of times. The first layer 94 may be a substance other than Au as long as it has good electrical conductivity and good adhesion to the substrate 93 and the second layer 95. The second layer 95 is formed from, for example, rhodium (Rh), and is formed as a Rh plating layer on the first layer 94 by, for example, electrolytic plating. The second layer 95 may be a single-layer plating layer or a plurality of plating layers that have been plated a plurality of times. When stainless steel, Au layer, and Rh layer are adopted as the substrate 93, the first layer 94, and the second layer 95, the Au layer functions as a base layer for Rh plating, and the adhesion of the Rh layer 95 to the substrate 93 is improved. Improve.
従来の電気接点は、例えば、ＳＵＳの基体にＡｕめっき層が施されたものが使用されている。一方、めっき処理の対象となる基板のシード層としては、銅（Ｃｕ）に限定されるものではないが、Ｃｕの層が使用される場合が多い。この場合、基板ホルダに基板を保持した際に、電気接点のＡｕめっき層がＣｕシード層に接触することになる。ところで、基板Ｗのめっき処理後に基板Ｗを基板ホルダ１８から取り外す際に、基板ホルダ１８のシール際に存在する洗浄水等の水が、わずかに基板ホルダ１８のシール空間に入り込む場合がある。シール空間に水が浸入すると、水が電気接点に直接付着したり、水蒸気となり電気接点に再付着したり、その他の経路で基板シード層と基板ホルダの電気接点との間に水が介在する可能性がある。表１に示すように、ＡｕとＣｕの標準電極電位の差が大きいため、電気接点のＡｕ層とＣｕシード層との間に水が介在すると、図７Ａに示すように、ＣｕとＡｕの標準電極電位の差により電位の低いＣｕが腐食され（異種金属間腐食）、シード層１０１表面のＣｕが酸化銅１０１ａに変化し、シード層１０１が劣化する可能性がある。この結果、シード層１０１表面の接触抵抗を増加させるおそれがある。また、腐食物質（酸化銅等）が電気接点９２’に付着し、電気接点９２’の接触抵抗を増加させ、電気接点の寿命に影響を与えるおそれがある。さらに、シード層の劣化及び／電気接点の劣化がめっきの均一性に影響を与えるおそれがある。 As the conventional electrical contact, for example, a SUS substrate having an Au plating layer applied is used. On the other hand, the seed layer of the substrate to be plated is not limited to copper (Cu), but a Cu layer is often used. In this case, when the substrate is held in the substrate holder, the Au plating layer of the electrical contact comes into contact with the Cu seed layer. By the way, when the substrate W is removed from the substrate holder 18 after the plating process of the substrate W, water such as cleaning water existing at the time of sealing the substrate holder 18 may slightly enter the sealing space of the substrate holder 18. When water enters the seal space, it can adhere directly to the electrical contacts, become water vapor and reattach to the electrical contacts, or otherwise intervene between the substrate seed layer and the electrical contacts of the substrate holder. There is sex. As shown in Table 1, since the difference between the standard electrode potentials of Au and Cu is large, when water is present between the Au layer and the Cu seed layer of the electrical contact, as shown in FIG. 7A, the standard of Cu and Au. Due to the difference in electrode potential, Cu having a low potential is corroded (corrosion between dissimilar metals), Cu on the surface of the seed layer 101 is changed to copper oxide 101a, and the seed layer 101 may be deteriorated. As a result, the contact resistance on the surface of the seed layer 101 may be increased. Further, a corrosive substance (copper oxide or the like) may adhere to the electric contact 92', increase the contact resistance of the electric contact 92', and affect the life of the electric contact. Furthermore, deterioration of the seed layer and / deterioration of electrical contacts may affect the uniformity of plating.
そこで、本実施形態では、電気接点９２の接触層である外層を、Ｃｕとの標準電極電位の差が小さいＲｈ層（第２層９５）とした。表１から分かるように、ＣｕとＡｕの標準電極電位の差（Ｃｕ２＋、Ａｕ＋の場合）は、１．８３−０．３４０＝１．４９Ｖであり、
ＣｕとＲｈの標準電極電位の差は、０．７５８−０．３４０＝０．４１８Ｖであり、標準電極電位の差は三分の１以下となる。このように、ＲｈとＣｕの標準電極電位の差は、ＡｕとＣｕの標準電極電位の差よりもかなり小さいので、仮に、Ｒｈ層とＣｕ層との間に水が介在したとしても、Ａｕ層とＣｕ層との間の場合と比較して、Ｃｕが腐食される可能性を大幅に低減することができる。この結果、シード層１０１の腐食、及び、電気接点９２への腐食物質（酸化銅）の付着を抑制ないし防止することができる。また、電気接点９２への酸化銅の付着を抑制ないし防止できることにより、電気接点９２の接触抵抗が増大することを効果的に抑制することができる。以上の結果、シード層の劣化を抑制ないし防止するとともに、電気接点の寿命を延長することができる。電気接点の寿命を延長できることにより、電気接点の交換時期ひいては基板ホルダの交換時期を延長することができる。また、シード層及び／又は電気接点の劣化がめっきの均一性に悪影響を与えることを抑制ないし防止することができる。特に、基板ホルダは複数の基板に対して繰り返し使用されるため、基板ホルダの電気接点の劣化を抑制できることは、めっきの均一性を維持するのに有利である。
Therefore, in the present embodiment, the outer layer which is the contact layer of the electric contact 92 is a Rh layer (second layer 95) having a small difference in standard electrode potential from Cu. As can be seen from Table 1, the difference between the standard electrode potentials of Cu and Au (in the case of Cu 2+ and Au + ) is 1.83-0.340 = 1.49V.
The difference between the standard electrode potentials of Cu and Rh is 0.758-0.340 = 0.418V, and the difference between the standard electrode potentials is one-third or less. As described above, the difference between the standard electrode potentials of Rh and Cu is considerably smaller than the difference between the standard electrode potentials of Au and Cu. Therefore, even if water intervenes between the Rh layer and the Cu layer, the Au layer Compared with the case between the Cu layer and the Cu layer, the possibility that Cu is corroded can be significantly reduced. As a result, it is possible to suppress or prevent the corrosion of the seed layer 101 and the adhesion of the corrosive substance (copper oxide) to the electrical contacts 92. Further, by suppressing or preventing the adhesion of copper oxide to the electric contact 92, it is possible to effectively suppress the increase in the contact resistance of the electric contact 92. As a result, deterioration of the seed layer can be suppressed or prevented, and the life of the electrical contacts can be extended. By extending the life of the electrical contacts, it is possible to extend the replacement period of the electrical contacts and thus the substrate holder. Further, it is possible to suppress or prevent the deterioration of the seed layer and / or the electrical contact from adversely affecting the uniformity of plating. In particular, since the substrate holder is repeatedly used for a plurality of substrates, it is advantageous to be able to suppress deterioration of the electrical contacts of the substrate holder in order to maintain the uniformity of plating.
また、図３Ａから図３Ｂ、並びに図７Ｂに示すように、基板ホルダ１８の構造上、基板ホルダ１８の第１保持部材５４と第２保持部材５８とが閉じて基板Ｗを保持する際に、電気接点９２の電気接点端部９２ａは、基板Ｗのシード層１０１上を径方向外方に若干スライドしつつシード層１０１上に接触する。このとき、電気接点９２’とシード層１０１の摩擦により、図７Ｂに示すように、シード層１０１上にコンタクトマークと呼ばれるキズ１０２を生じさせることがある。また、電気接点９２’とシード層１０１の摩擦により、電気接点９２’に腐食物質（酸化銅等）が付着し易いという問題がある。図６は、Ｃｕ板表面上で電気接点がスライドした場合のコンタクトマークを撮影した写真である。このようなキズ１０２が生じると、シード層１０１のキズ１０２の部分での表面積が増大し、シード層１０１表面が更に酸化され易くなる。つまり、電気接点が若干スライドする際に、摩擦によりキズを生じてシード層が腐食され易くなること、並びに、摩擦により電気接点に腐食物質が付着し易くなることの両方の要因により、図７Ｃに示すように、電気接点に付着する腐食物質が増大する可能性がある。 Further, as shown in FIGS. 3A to 3B and 7B, due to the structure of the substrate holder 18, when the first holding member 54 and the second holding member 58 of the substrate holder 18 are closed to hold the substrate W, the substrate W is held. The electrical contact end portion 92a of the electrical contact 92 comes into contact with the seed layer 101 while slightly sliding outward in the radial direction on the seed layer 101 of the substrate W. At this time, the friction between the electrical contact 92'and the seed layer 101 may cause scratches 102 called contact marks on the seed layer 101, as shown in FIG. 7B. Further, there is a problem that a corrosive substance (copper oxide or the like) easily adheres to the electric contact 92'due to the friction between the electric contact 92'and the seed layer 101. FIG. 6 is a photograph of a contact mark when an electric contact slides on the surface of a Cu plate. When such scratches 102 occur, the surface area of the seed layer 101 at the scratched 102 portion increases, and the surface of the seed layer 101 is more easily oxidized. That is, when the electrical contacts slide slightly, the seed layer is easily corroded due to friction, and the corrosive substances are easily attached to the electrical contacts due to friction. As shown, corrosive substances adhering to electrical contacts can increase.
そこで、出願人は、電気接点の表面粗さに着目し、電気接点の接触表面の表面粗さを低減した構成を採用することにより、電気接点がシード層上をスライドした際のキズの発生及び／又は電気接点への腐食物質の付着を抑制することを見出した。本実施形態では、電気接点９２の接触表面であるＲｈ層９５の表面を電解研磨することにより、Ｒｈ層９５の表面粗さＳａを０．１μｍ以下とする。ここで、表面粗さＳａは、表面の平均面に対して、各点の高さの差の絶対値の平均を算出した値で定義される。電解研磨は、研磨対象を陽極として対極となる陰極との間に電解液を介して直流電流を流すことで研磨する研磨方法である。なお、Ｒｈ層９５は、バフ研磨後に電解研磨するようにしてもよい。 Therefore, the applicant pays attention to the surface roughness of the electric contact, and by adopting a configuration in which the surface roughness of the contact surface of the electric contact is reduced, the occurrence of scratches when the electric contact slides on the seed layer and / Or found to suppress the adhesion of corrosive substances to electrical contacts. In the present embodiment, the surface roughness Sa of the Rh layer 95 is set to 0.1 μm or less by electrolytically polishing the surface of the Rh layer 95, which is the contact surface of the electrical contact 92. Here, the surface roughness Sa is defined by a value obtained by calculating the average of the absolute values of the differences in height of each point with respect to the average surface of the surface. Electropolishing is a polishing method in which a direct current is passed through an electrolytic solution between an anode and a cathode which is a counter electrode to be polished. The Rh layer 95 may be buffed and then electrolytically polished.
図５Ａ〜Ｃは、Ｒｈ層の表面を撮影したＳＥＭ写真（倍率１０００倍）である。図５Ａは、電解研磨を３分間施したＲｈ層の表面の写真である。図５Ｂは、電解研磨を６分間施したＲｈ層の表面の写真である。図５Ｃは、比較例として電解研磨なしのＲｈ層の表面の写真である。電解研磨を３分間施したＲｈ層の表面は、表面粗さ０．０９２μｍであり、電解研磨を６分間施したＲｈ層の表面は、表面粗さ０．０９６μｍであり、何れの場合も表面粗さ０．１μｍ以下が達成されている。これは、電解研磨なしのＲｈ層の表面粗さ０．１４８μｍの約３分の２であり、電解研磨により表面粗さを顕著に低減できることが分かる。このように、電気接点９２のＲｈ層９５の表面粗さを０．１μｍ以下とすることにより、シード層１０１の表面にキズ１０２を生じさせることを効果的に抑制することができる。これにより、キズ１０２に起因するシード層１０１の表面の腐食促進を抑制ないし防止することができる。また、Ｒｈ層９５の表面粗さが小さく滑らかであるため、電気接点９２への酸化銅１０１ａの付着を抑制ないし防止することができる。電気接点９２への
酸化銅の付着を抑制ないし防止できることにより、電気接点９２の接触抵抗が増大することを効果的に抑制することができる。この結果、シード層の劣化を更に抑制ないし防止するとともに、電気接点の寿命を更に延長することができる。また、電気接点の交換時期ひいては基板ホルダの交換時期を更に延長することができる。また、シード層及び／又は電気接点の劣化がめっきの均一性に悪影響を与えることを更に抑制ないし防止することができる。特に、基板ホルダは複数の基板に対して繰り返し使用されるため、基板ホルダの電気接点の劣化を抑制できることは、めっきの均一性を維持するのに有利である。
5A to 5C are SEM photographs (magnification of 1000 times) of the surface of the Rh layer. FIG. 5A is a photograph of the surface of the Rh layer that has been electropolished for 3 minutes. FIG. 5B is a photograph of the surface of the Rh layer that has been electropolished for 6 minutes. FIG. 5C is a photograph of the surface of the Rh layer without electrolytic polishing as a comparative example. The surface of the Rh layer subjected to electrolytic polishing for 3 minutes has a surface roughness of 0.092 μm, and the surface of the Rh layer subjected to electrolytic polishing for 6 minutes has a surface roughness of 0.096 μm. A roughness of 0.1 μm or less has been achieved. This is about two-thirds of the surface roughness of the Rh layer without electrolytic polishing of 0.148 μm, and it can be seen that the surface roughness can be significantly reduced by electrolytic polishing. By setting the surface roughness of the Rh layer 95 of the electrical contact 92 to 0.1 μm or less in this way, it is possible to effectively suppress the generation of scratches 102 on the surface of the seed layer 101. This makes it possible to suppress or prevent the promotion of corrosion on the surface of the seed layer 101 caused by the scratches 102. Further, since the surface roughness of the Rh layer 95 is small and smooth, it is possible to suppress or prevent the adhesion of the copper oxide 101a to the electrical contact 92. By suppressing or preventing the adhesion of copper oxide to the electrical contacts 92, it is possible to effectively suppress the increase in the contact resistance of the electrical contacts 92. As a result, deterioration of the seed layer can be further suppressed or prevented, and the life of the electrical contacts can be further extended. In addition, the replacement time of the electrical contacts and thus the replacement time of the substrate holder can be further extended. Further, it is possible to further suppress or prevent the deterioration of the seed layer and / or the electrical contact from adversely affecting the uniformity of plating. In particular, since the substrate holder is repeatedly used for a plurality of substrates, it is advantageous to be able to suppress deterioration of the electrical contacts of the substrate holder in order to maintain the uniformity of plating.
めっき装置１で使用される基板ホルダ１８では、めっき処理後に水洗槽等で洗浄した基板ホルダ１８から基板Ｗを取り外す際に、シール部材６０と基板Ｗ及び第１保持部材５４との間の接触部の近傍（シール際）に付着していた水がシール空間内に侵入し、その水が直接、電気接点９２に付着する場合がある。また、図８に示すように、基板ホルダ１８から基板Ｗを取り外す際に、シール空間内に侵入した水１０３が電気接点９２に接触しない状態で止まる場合がある。このような場合であっても、後続の基板を基板ホルダ１８に保持した状態でめっきユニット３８に搬入されると、高温のめっき浴温度（例えば４０℃以上）により、シール空間内の水１０３が蒸発し、水滴として電気接点９２に再付着するおそれがある。また、高温の環境下では、シード層及びシード層からの腐食物質（酸化銅、異物等）の酸化が進行しやすい。また、基板ホルダがめっき装置における洗浄、乾燥、めっきを含む一連の処理に繰り返し使用される環境下では、基板及び基板ホルダの周囲温度が上昇及び下降を繰り返し、シード層及び腐食物質が膨張及び収縮を繰り返して、腐食物質がシード層から離れ易くなり、電気接点に付着し易くなるとも予測される。このように、めっき装置１で使用される基板ホルダ１８の電気接点９２は、一般的な電気接点と比較して、多湿かつ高温の環境下で使用されるため、電気接点９２及びシード層１０１の腐食抑制をより確実に行うことが必要とされる。そこで、本実施形態では、電気接点９２の接触表面である第２層９５をシード層材料（例えば、Ｃｕ）の標準電極電位に近いＲｈ層とするとともに、接触表面であるＲｈ層を電解研磨により表面粗さ０．１μｍ以下の電解研磨面とすることにより、シード層１０１の腐食及びキズ、電気接点９２への酸化銅の付着を効果的に抑制するものとした。これにより、シード層の劣化を抑制ないし防止するとともに、電気接点の寿命を延長することができる。電気接点の寿命を延長できることにより、電気接点の交換時期ひいては基板ホルダの交換時期を延長することができる。また、シード層及び／又は電気接点の劣化がめっきの均一性に悪影響を与えることを抑制ないし防止することができる。特に、基板ホルダは複数の基板に対して繰り返し使用されるため、基板ホルダの電気接点の劣化を抑制できることは、めっきの均一性を維持するのに有利である。 In the substrate holder 18 used in the plating apparatus 1, when the substrate W is removed from the substrate holder 18 washed in a water washing tank or the like after the plating treatment, the contact portion between the sealing member 60 and the substrate W and the first holding member 54 is formed. Water adhering to the vicinity (at the time of sealing) may enter the sealing space, and the water may directly adhere to the electric contact 92. Further, as shown in FIG. 8, when the substrate W is removed from the substrate holder 18, the water 103 that has entered the seal space may stop in a state where it does not come into contact with the electrical contact 92. Even in such a case, when the subsequent substrate is carried into the plating unit 38 while being held by the substrate holder 18, the water 103 in the seal space is generated by the high plating bath temperature (for example, 40 ° C. or higher). It may evaporate and reattach to the electrical contacts 92 as water droplets. Further, in a high temperature environment, oxidation of corrosive substances (copper oxide, foreign matter, etc.) from the seed layer and the seed layer is likely to proceed. Further, in an environment where the substrate holder is repeatedly used for a series of processes including cleaning, drying, and plating in a plating apparatus, the ambient temperature of the substrate and the substrate holder repeatedly rises and falls, and the seed layer and corrosive substances expand and contract. It is also predicted that the corrosive substance will easily separate from the seed layer and easily adhere to the electrical contacts by repeating the above. As described above, since the electric contact 92 of the substrate holder 18 used in the plating apparatus 1 is used in a humid and high temperature environment as compared with a general electric contact, the electric contact 92 and the seed layer 101 It is necessary to suppress corrosion more reliably. Therefore, in the present embodiment, the second layer 95, which is the contact surface of the electrical contact 92, is made into a Rh layer close to the standard electrode potential of the seed layer material (for example, Cu), and the Rh layer, which is the contact surface, is electrolyzed. By using an electrolytically polished surface with a surface roughness of 0.1 μm or less, corrosion and scratches on the seed layer 101 and adhesion of copper oxide to the electrical contacts 92 are effectively suppressed. As a result, deterioration of the seed layer can be suppressed or prevented, and the life of the electrical contacts can be extended. By extending the life of the electrical contacts, it is possible to extend the replacement period of the electrical contacts and thus the substrate holder. Further, it is possible to suppress or prevent the deterioration of the seed layer and / or the electrical contact from adversely affecting the uniformity of plating. In particular, since the substrate holder is repeatedly used for a plurality of substrates, it is advantageous to be able to suppress deterioration of the electrical contacts of the substrate holder in order to maintain the uniformity of plating.
（他の実施形態）
上記では、片面めっきの基板ホルダについて説明したが、上記実施形態は、両面めっき用の基板ホルダにも適用可能である。また、円形、角形、その他任意の形状の基板の基板ホルダに適用可能である。
(Other embodiments)
Although the single-sided plating substrate holder has been described above, the above embodiment can also be applied to a double-sided plating substrate holder. It can also be applied to a substrate holder of a substrate having a circular shape, a square shape, or any other shape.
上記実施形態から少なくとも以下の技術的思想が把握される。
第１形態によれば、 基板を保持してめっき処理するための基板ホルダであって、 前記基板の少なくとも外周部を密閉するためのシール部と、 前記基板が保持された際に、前記シール部で密閉されたシール空間内に配置され、前記基板の導電層に接触する電気接点と、を備え、 前記電気接点は、 ステンレスの基体と、 前記基体上に形成されたＡｕ層と、 前記Ａｕ層上に形成されたＲｈ層と、を備える、基板ホルダが提供される。基板の導電層は、例えば、シード層である。
At least the following technical ideas are grasped from the above embodiment.
According to the first embodiment, it is a substrate holder for holding and plating a substrate, and has a sealing portion for sealing at least the outer peripheral portion of the substrate and the sealing portion when the substrate is held. The electrical contacts are arranged in a sealed space sealed with, and are provided with electrical contacts that come into contact with the conductive layer of the substrate. The electrical contacts are a stainless steel substrate, an Au layer formed on the substrate, and the Au layer. A substrate holder comprising the Rh layer formed above is provided. The conductive layer of the substrate is, for example, a seed layer.
この形態によれば、電気接点と基板の導電層との間の標準電極電位の差を低減することができる。これにより、シール空間内に何らかの原因で水が侵入して電気接点に水が付着
し、基板の導電層と電気接点との間に水が介在する場合にも、基板の導電層の腐食、電気接点への腐食物質の付着を抑制ないし防止し、基板の導電層及び／又は電気接点の接触抵抗の増加を抑制ないし防止することができる。この結果、基板の導電層の劣化を抑制ないし防止するとともに、電気接点の寿命を延長することができる。電気接点の寿命を延長できることにより、電気接点の交換時期ひいては基板ホルダの交換時期を延長することができる。また、導電層及び／又は電気接点の劣化がめっきの均一性に悪影響を与えることを抑制ないし防止することができる。特に、基板ホルダは複数の基板に対して繰り返し使用されるため、基板ホルダの電気接点の劣化を抑制できることは、めっきの均一性を維持するのに有利である。
According to this form, the difference in standard electrode potential between the electrical contact and the conductive layer of the substrate can be reduced. As a result, even when water enters the seal space for some reason and adheres to the electrical contacts, and water intervenes between the conductive layer of the substrate and the electrical contacts, the conductive layer of the substrate is corroded and electricity It is possible to suppress or prevent the adhesion of corrosive substances to the contacts, and suppress or prevent the increase in the contact resistance of the conductive layer and / or the electrical contacts of the substrate. As a result, deterioration of the conductive layer of the substrate can be suppressed or prevented, and the life of the electrical contacts can be extended. By extending the life of the electrical contacts, it is possible to extend the replacement period of the electrical contacts and thus the substrate holder. Further, it is possible to suppress or prevent the deterioration of the conductive layer and / or the electrical contact from adversely affecting the uniformity of plating. In particular, since the substrate holder is repeatedly used for a plurality of substrates, it is advantageous to be able to suppress deterioration of the electrical contacts of the substrate holder in order to maintain the uniformity of plating.
基板ホルダの電気接点からめっき電流の供給を受ける基板の導電層は、Ｃｕから形成される場合が多いが、電気接点の接触表面である外層をＲｈ層とすることで、Ｒｈ層とＣｕ層との間の標準電極電位の差を低減し、Ｃｕ層の腐食を抑止ないし防止することができる。Ｒｈ層とＣｕ層間の標準電極電位の差は、従来のＡｕめっきの電気接点の場合のＡｕ層とＣｕ層間の標準電極電位の際と比較して、半分未満となるため、効果的にＣｕ層の腐食を抑制ないし防止することができる。 The conductive layer of the substrate that receives the plating current from the electrical contacts of the substrate holder is often formed of Cu, but by using the outer layer, which is the contact surface of the electrical contacts, as the Rh layer, the Rh layer and the Cu layer can be combined. The difference in standard electrode potential between the two can be reduced, and corrosion of the Cu layer can be suppressed or prevented. The difference in the standard electrode potential between the Rh layer and the Cu layer is less than half that of the standard electrode potential between the Au layer and the Cu layer in the case of the conventional Au plating electrical contact, so the Cu layer is effective. Corrosion can be suppressed or prevented.
また、基体上にＡｕ層を介してＲｈ層を形成するため、Ａｕ層がＲｈ層の良好な下地となり、Ｒｈ層の基体への密着性を向上させることができ、電気接点の良好な導電性を確保することができる。 Further, since the Rh layer is formed on the substrate via the Au layer, the Au layer serves as a good base for the Rh layer, the adhesion of the Rh layer to the substrate can be improved, and the electrical contacts have good conductivity. Can be secured.
第２形態によれば、第１形態の基板ホルダにおいて、 前記Ｒｈ層の表面粗さが０．１μｍ以下である。 According to the second form, in the substrate holder of the first form, the surface roughness of the Rh layer is 0.1 μm or less.
この形態によれば、電気接点の接触箇所（接触表面）の表面粗さが０．１μｍ以下と非常に小さく滑らかであるため、基板ホルダに基板を固定する際に、電気接点が基板の導電層上をスライドしたとしても、基板の導電層上にキズを生じにくい。このため、導電層上のキズに起因する導電層の腐食の促進を抑制ないし防止することができる。また、電気接点の接触箇所の表面粗さが小さく滑らかであるため、導電層上に腐食物質が生じたとしても、電気接点に付着することを抑制ないし防止することができる。これにより、シード層の劣化を更に抑制ないし防止するとともに、電気接点の寿命を更に延長することができる。また、電気接点の交換時期ひいては基板ホルダの交換時期を更に延長することができる。また、シード層及び／又は電気接点の劣化がめっきの均一性に悪影響を与えることを更に抑制ないし防止することができる。特に、基板ホルダは複数の基板に対して繰り返し使用されるため、基板ホルダの電気接点の劣化を抑制できることは、めっきの均一性を維持するのに有利である。 According to this form, the surface roughness of the contact point (contact surface) of the electric contact is very small and smooth of 0.1 μm or less, so that when the substrate is fixed to the substrate holder, the electrical contact is the conductive layer of the substrate. Even if it slides on the substrate, it is unlikely to be scratched on the conductive layer of the substrate. Therefore, it is possible to suppress or prevent the promotion of corrosion of the conductive layer due to scratches on the conductive layer. Further, since the surface roughness of the contact portion of the electric contact is small and smooth, even if a corrosive substance is generated on the conductive layer, it can be suppressed or prevented from adhering to the electric contact. As a result, deterioration of the seed layer can be further suppressed or prevented, and the life of the electrical contacts can be further extended. In addition, the replacement time of the electrical contacts and thus the replacement time of the substrate holder can be further extended. Further, it is possible to further suppress or prevent the deterioration of the seed layer and / or the electrical contact from adversely affecting the uniformity of plating. In particular, since the substrate holder is repeatedly used for a plurality of substrates, it is advantageous to be able to suppress deterioration of the electrical contacts of the substrate holder in order to maintain the uniformity of plating.
第３形態によれば、第２形態の基板ホルダにおいて、 前記Ｒｈ層の表面は、電解研磨により研磨された電解研磨面を有する。この形態によれば、電解研磨面により、表面粗さ０．１μｍ以下という滑らかな面を実現することができる。 According to the third form, in the substrate holder of the second form, the surface of the Rh layer has an electropolished surface polished by electropolishing. According to this form, a smooth surface having a surface roughness of 0.1 μm or less can be realized by the electrolytically polished surface.
第４形態によれば、第１乃至３形態の何れかの基板ホルダにおいて、前記電気接点は、めっき浴温度が４０℃以上のめっき処理において使用される。 According to the fourth form, in any of the substrate holders of the first to third forms, the electrical contacts are used in a plating process in which the plating bath temperature is 40 ° C. or higher.
基板取り外し時に基板ホルダのシール空間に侵入し電気接点まで到達していない水が存在する場合、その水がめっき処理中に周囲温度により蒸発し、電気接点に再度付着する場合がある。この形態によれば、そのような状況においても、基板の導電層の腐食、電気接点への腐食物質の付着を抑制ないし防止し、基板の導電層及び／又は電気接点の接触抵抗の増加を抑制ないし防止することができる。 If there is water that has entered the seal space of the substrate holder and has not reached the electrical contacts when the substrate is removed, the water may evaporate due to the ambient temperature during the plating process and reattach to the electrical contacts. According to this form, even in such a situation, corrosion of the conductive layer of the substrate and adhesion of corrosive substances to the electrical contacts are suppressed or prevented, and an increase in contact resistance of the conductive layer and / or the electrical contacts of the substrate is suppressed. Or can be prevented.
第５形態によれば、第１乃至第４形態の基板ホルダにおいて、 前記Ｒｈ層は、電解めっき層である。この形態によれば、Ｒｈ層をめっき層とすることにより、密着性及び導電性が良好な電気接点を形成することができる。 According to the fifth form, in the substrate holders of the first to fourth forms, the Rh layer is an electrolytic plating layer. According to this form, by using the Rh layer as a plating layer, it is possible to form an electric contact having good adhesion and conductivity.
第６形態によれば、第１乃至５形態の基板ホルダにおいて、 前記基板の前記導電層は、Ｃｕシード層であり、 前記電気接点は、前記基板のＣｕシード層に接触して使用される。 According to the sixth embodiment, in the substrate holders of the first to fifth embodiments, the conductive layer of the substrate is a Cu seed layer, and the electrical contacts are used in contact with the Cu seed layer of the substrate.
この形態では、基板の導電層がＣｕシード層であるため、電気接点の接触表面をＲｈ層とすることにより、基板導電層と電気接点との間の標準電極電位の差を小さくすることが可能である。これにより、基板の導電層の腐食、電気接点への腐食物質の付着を抑制ないし防止し、基板の導電層及び／又は電気接点の接触抵抗の増加を抑制ないし防止することができる。 In this embodiment, since the conductive layer of the substrate is a Cu seed layer, it is possible to reduce the difference in standard electrode potential between the conductive layer of the substrate and the electrical contact by using the Rh layer as the contact surface of the electrical contact. Is. This makes it possible to suppress or prevent corrosion of the conductive layer of the substrate and adhesion of corrosive substances to the electrical contacts, and suppress or prevent an increase in the contact resistance of the conductive layer and / or the electrical contacts of the substrate.
第７形態によれば、第１乃至６形態の何れかの基板ホルダにおいて、 前記基板ホルダは、前記基板を保持した状態で、めっき処理、洗浄処理に繰り返し使用される。 According to the seventh aspect, in any of the substrate holders of the first to sixth forms, the substrate holder is repeatedly used for the plating process and the cleaning process while holding the substrate.
この形態によれば、基板取り外し時に基板ホルダのシール空間に水が侵入した場合にも、基板の導電層の腐食、電気接点への腐食物質の付着を抑制ないし防止しつつ、めっきの均一性を長期間に亘って継続することができる。 According to this form, even when water enters the sealing space of the substrate holder when the substrate is removed, the uniformity of plating is maintained while suppressing or preventing the corrosion of the conductive layer of the substrate and the adhesion of corrosive substances to the electrical contacts. It can be continued for a long period of time.
第８形態によれば、第１乃至７形態の何れかの基板ホルダと、 前記基板ホルダに保持された前記基板をめっき処理するためのめっき槽と、 前記基板ホルダに保持された前記基板を水洗するための水洗槽と、を備えるめっき装置が提供される。この形態によれば、上述した作用効果を奏する。 According to the eighth aspect, the substrate holder of any of the first to seventh forms, the plating tank for plating the substrate held in the substrate holder, and the substrate held in the substrate holder are washed with water. A plating apparatus is provided that includes a washing tank for the purpose of cleaning. According to this form, the above-mentioned action and effect are exhibited.
以上、いくつかの例に基づいて本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明には、その均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above based on some examples, the above-described embodiments of the present invention are for facilitating the understanding of the present invention and do not limit the present invention. .. The present invention can be modified and improved without departing from the spirit thereof, and it goes without saying that the present invention includes an equivalent thereof. In addition, any combination or omission of the scope of claims and the components described in the specification is possible within the range in which at least a part of the above-mentioned problems can be solved or at least a part of the effect is exhibited. Is.
１ めっき装置
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１６
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３２
３４ めっき槽３４
３６ オーバーフロー槽
３８ 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
４６ パドル駆動装置
５０ レール
５２ 載置プレート
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
９２ａ 電気接点端部
９２ｂ 脚部
９２’ 電気接点
９３ 基体
９４ 第１層
９５ 第２層
１０１ シード層
１０１ａ 酸化銅
１０２ キズ
１０３ 水
1 Plating equipment 10 Cassette 12 Cassette table 14 Aligner 16 Spin dryer 16
18 Board holder 20 Board attachment / detachment part 22 Board transfer device 24 Stocker 26 Pre-wet tank 28 Pre-soak tank 30a First flush tank 30b Second flush tank 32 Blow tank 32
34 Plating tank 34
36 Overflow tank 38 Plating unit 40 Substrate holder transport device 42 First transporter 44 Second transporter 46 Paddle drive device 50 Rail 52 Mounting plate 54 First holding member 56 Hinge 58 Second holding member 60 Sealing member 60a Lip Part 60b Lip part 61 Base part 62 Seal holder 64 Holding ring 64a Protruding part 74 Clamper 80 Holding surface 82 Hand 88 Conductor 90 Support 92 Electrical contact 92a Electrical contact end 92b Leg 92'Electrical contact 93 Base 94 First layer 95 Second layer 101 Seed layer 101a Copper oxide 102 Scratches 103 Water
Claims (8)
前記基板の少なくとも外周部を密閉するためのシール部と、
前記基板が保持された際に、前記シール部で密閉されたシール空間内に配置され、前記基板の導電層に接触する電気接点と、
を備え、
前記電気接点は、ステンレスの基体と、前記基体上に形成されたＡｕ層と、前記Ａｕ層上に形成されたＲｈ層と、を備える、
基板ホルダ。 A substrate holder for holding and plating a substrate.
A sealing portion for sealing at least the outer peripheral portion of the substrate, and a sealing portion.
When the substrate is held, the electrical contacts that are arranged in the seal space sealed by the seal portion and come into contact with the conductive layer of the substrate, and
With
The electrical contacts include a stainless steel substrate, an Au layer formed on the substrate, and an Rh layer formed on the Au layer.
Board holder.
前記Ｒｈ層の表面粗さが０．１μｍ以下である、基板ホルダ。 In the substrate holder according to claim 1,
A substrate holder having a surface roughness of the Rh layer of 0.1 μm or less.
前記Ｒｈ層の表面は、電解研磨により研磨された電解研磨面を有する、基板ホルダ。 In the substrate holder according to claim 2,
The surface of the Rh layer is a substrate holder having an electropolished surface polished by electropolishing.
前記電気接点は、めっき浴温度が４０℃以上のめっき処理において使用される、
基板ホルダ。 In the substrate holder according to any one of claims 1 to 3.
The electrical contacts are used in a plating process in which the plating bath temperature is 40 ° C. or higher.
Board holder.
前記Ｒｈ層は、電解めっき層である、基板ホルダ。 In the substrate holder according to any one of claims 1 to 4.
The Rh layer is a substrate holder which is an electrolytic plating layer.
前記基板の前記導電層は、Ｃｕシード層であり、
前記電気接点は、前記基板のＣｕシード層に接触して使用される、
基板ホルダ。 In the substrate holder according to any one of claims 1 to 5,
The conductive layer of the substrate is a Cu seed layer and
The electrical contacts are used in contact with the Cu seed layer of the substrate.
Board holder.
前記基板ホルダは、前記基板を保持した状態で、めっき処理、洗浄処理に繰り返し使用される、基板ホルダ。 In the substrate holder according to any one of claims 1 to 6.
The substrate holder is a substrate holder that is repeatedly used for plating and cleaning while holding the substrate.
前記基板ホルダに保持された前記基板をめっき処理するためのめっき槽と、
前記基板ホルダに保持された前記基板を水洗するための水洗槽と、
を備えるめっき装置。 The substrate holder according to any one of claims 1 to 7.
A plating tank for plating the substrate held in the substrate holder, and
A washing tank for washing the board held in the board holder and
A plating device equipped with.
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| CN115135618A (en) * | 2021-10-18 | 2022-09-30 | 株式会社荏原制作所 | Plating method and plating apparatus |
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