JP4927789B2 - 接触シール、ウエハホルダ及びめっき装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば半導体ウエハの表面にめっき処理を施す時に、半導体ウエハの周縁部に接触して該周縁部を水密的にシールする接触シール、及び該接触シールをシール材として使用したウエハホルダ及びめっき装置に関する。

例えば、半導体ウエハの表面に電解めっきによって銅等の金属膜を成膜するプロセスでは、図１に示すように、半導体ウエハＷの有効領域２の外周部をリング状の無効領域（エッジエクスクルージョン）４とし、このエッジエクスクルージョン４にシール材や通電用接点を接触させるようにしている。このエッジエクスクルージョン４は、半導体ウエハＷの周縁部に接触して該周縁部を水密的にシールするシール材のシール部との接触面及びその外側領域として区画される。

半導体ウエハＷの外周端部には、一般に半導体ウエハの方向を合わせるためにノッチ部（Ｖ字状の切欠き）６が形成され、また半導体ウエハを保持するウエハホルダのシール材等として、このノッチ部６を横切ることのない直径を有する円形のシール部を有する接触シールが一般に使用されている。また、電解めっきで半導体ウエハの表面にめっきを行う際には、通電用接点に接触して半導体ウエハの表面に通電するのに十分な接触領域をエッジエクスクルージョン４に確保する必要がある。

ここに、図１に示すように、半導体ウエハＷで製造する多数の半導体チップ８のうち、図２に示すように、エッジエクスクルージョン４と重なる部分Ｂをその隅部に有する半導体チップ８ａは、正常にめっきできないために不良品となる。

半導体ウエハの外周部に生じるエッジエクスクルージョンの幅が狭くなれば、半導体ウエハ中に正常にめっきできる半導体チップの数が増え、1枚の半導体ウエハから製造できる半導体チップの数が増える。このため、エッジエクスクルージョンの幅を狭くする要求が強まっている。具体的な数値としては、図１において、現状のエッジエクスクルージョン４の幅Ｗ_１は、一般に３ｍｍ程度であるが、エッジエクスクルージョン４の幅Ｗ_１を２ｍｍ、更には１．５ｍｍへと狭くすることが要求されている。

ここに、エッジエクスクルージョンの幅を狭くするためには、シール材として、直径をより大きくした円形の接触シールを使用すれば良いが、それだけでは、シール材のシール部が半導体ウエハに設けたノッチ部を横切って液漏れが生し、また電解めっきの際に通電用接点と接触する接触領域が確保できなくなって、電解めっきができなくなる。

本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、液漏れの発生を防止し、また通電用接点との十分な接触領域を確保しながら、エッジエクスクルージョンの幅を極力狭くして、１枚の半導体ウエハからより多くの半導体チップを製造することができるようにした接触シール、並びに該接触シールをシール材として用いたウエハホルダ及びめっき装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、半導体ウエハの周縁部に接触して該周縁部を水密的にシールするリング状のシール部を有し、前記シール部の円周方向に沿った、半導体ウエハの通電用接点との接触部に対応する位置には、内方に膨出し前記接触部の周囲を迂回して半導体ウエハの周縁部を水密的にシールする膨出部が設けられていることを特徴とする接触シールである。

このように、シール部の円周方向に沿った、半導体ウエハの通電用接点との接触部に対応する位置に、内方に膨出する膨出部を設けることで、直径のより大きなシール部を有する接触シールを使用しても、膨出部の外方に、半導体ウエハの通電用接点との十分な接触領域を確保することができる。これによって、液漏れの発生を防止し、また半導体ウエハの通電用接点との十分な接触領域を確保しながら、エッジエクスクルージョンの幅を極力狭くして、１枚の半導体ウエハからより多くの半導体チップを製造することができる。

請求項２に記載の発明は、前記膨出部は、内方に円弧状に湾曲して膨出することを特徴とする請求項１に記載の接触シールである。
請求項３に記載の発明は、前記膨出部は、内方に弦状に膨出することを特徴とする請求項１に記載の接触シールである。
請求項４に記載の発明は、前記シール部の半導体ウエハとの接触面の内径は、半導体ウエハのベベル部の幅と前記シール部の半導体ウエハとの接触面の幅のみを考慮して設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の接触シールである。
請求項５に記載の発明は、半導体ウエハのシール接触面及びその外側領域として区画されるエッジエクスクルージョンの幅は、０．８〜２．５ｍｍであることを特徴とする請求項４記載の接触シールである。

請求項６に記載の発明は、固定保持部材とシール材を取付けた可動保持部材との間に半導体ウエハを介在させ、前記可動保持部材を前記固定保持部材に向けて押圧し半導体ウエハの周縁部に前記シール材を接触させて該周縁部を水密的にシールしつつ半導体ウエハを着脱自在に保持するウエハホルダであって、前記シール材として、請求項１乃至５のいずれかに記載の接触シールを使用することを特徴とするウエハホルダである。

請求項７に記載の発明は、半導体ウエハをその裏面側で着脱自在に保持する上下動自在なウエハホルダと、前記ウエハホルダで保持した半導体ウエハの周縁部に接触して該周縁部を水密的にシールするシール材とを有するめっき装置であって、前記シール材として、請求項１乃至５のいずれかに記載の接触シールを使用することを特徴とするめっき装置である。

本発明によれば、液漏れの発生を防止し、また半導体ウエハの通電用接点との十分な接触領域を確保しながら、より直径の大きなシール部を有する接触シールを使用してエッジエクスクルージョンの幅を極力狭くし、これによって、１枚の半導体ウエハからより多くの半導体チップを製造することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図３は、本発明の実施形態の接触シールをシール材として用いたウエハホルダを備えためっき装置の全体配置図を示す。図３に示すように、このめっき装置には、半導体ウエハを収納したウエハカセット１０を搭載する２台のカセットテーブル１２と、半導体ウエハＷのノッチ部６（図１及び図８等参照）の位置を所定の方向に合わせるアライナ１４と、めっき処理後の半導体ウエハＷを高速回転させて乾燥させるスピンドライヤ１６が備えられている。更に、この近くには、ウエハホルダ１８を載置して半導体ウエハＷの該ウエハホルダ１８との着脱を行うウエハ着脱部２０が設けられ、これらのユニットの中央には、これらの間で半導体ウエハＷを搬送する搬送用ロボットからなるウエハ搬送装置２２が配置されている。

そして、ウエハ着脱部２０側から順に、ウエハホルダ１８の保管及び一時仮置きを行うストッカ２４、半導体ウエハＷを純水に浸漬させるプリウェット槽２６、半導体ウエハＷの表面に形成したシード層等の表面の酸化膜をエッチング除去するプリソーク槽２８、半導体ウエハＷの表面を純水で水洗する第１の水洗槽３０ａ、洗浄後の半導体ウエハＷの水切りを行うブロー槽３２、第２の水洗槽３０ｂ及びめっき槽３４が順に配置されている。このめっき槽３４は、オーバーフロー槽３６の内部に複数のめっきユニット３８を収納して構成され、各めっきユニット３８は、内部に１枚の半導体ウエハＷを収納して銅めっき等のめっきを施すようになっている。

更に、これらの各機器の側方に位置して、これらの各機器の間でウエハホルダ１８を半導体ウエハＷとともに搬送する、例えばリニアモータ方式を採用したウエハホルダ搬送装置４０が備えられている。このウエハホルダ搬送装置４０は、ウエハ着脱部２０とストッカ２４との間で半導体ウエハＷを搬送する第１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との間で半導体ウエハＷを搬送する第２トランスポータ４４を有している。

ウエハホルダ搬送装置４０のオーバーフロー槽３６を挟んだ反対側には、各めっきユニット３８の内部に位置してめっき液を攪拌する掻き混ぜ棒としてのパドル（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。

ウエハ着脱部２０は、レール５０に沿って横方向にスライド自在な平板状の載置プレート５２を備えており、この載置プレート５２に２個のウエハホルダ１８を水平状態で並列に載置して、この一方のウエハホルダ１８とウエハ搬送装置２２との間で半導体ウエハＷの受渡しを行った後、載置プレート５２を横方向にスライドさせて、他方のウエハホルダ１８とウエハ搬送装置２２との間で半導体ウエハＷの受渡しを行うようになっている。

ウエハホルダ１８は、図４乃至図７に示すように、例えば塩化ビニル製で矩形平板状の固定保持部材５４と、この固定保持部材５４にヒンジ５６を介して開閉自在に取付けた可動保持部材５８とを有している。可動保持部材５８は、基部５８ａとリング状の支持部５８ｂとを有し、例えば塩化ビニル製で、下記の押えリング６２との滑りを良くしており、その支持部５８ｂの固定保持部材５４側表面に、リング状で一方のリップ部を長くした横断面略コ字状のシール材（接触シール）６０が固定保持部材５４側に開口して取付けられている。

可動保持部材５８の固定保持部材５４と反対側には、押えリング６２が回転自在に支承され、この押えリング６２の外周面にスライドプレート６４が取付けられている。この押えリング６２は、酸化性環境に対して耐食性に優れ、十分な剛性を有する、例えばチタンから構成されている。

スライドプレート６４の外側方に位置して、固定保持部材５４には、内方に突出する突出部を有する逆Ｌ字状のクランパ７０が円周方向に沿って等間隔で立設されている。そして、スライドプレート６４の表面及び該表面を覆うように位置するクランパ７０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となっている。更に、押えリング６２の表面の円周方向に沿った複数箇所（例えば４カ所）には、例えば押えリング６２にねじ込んだ回転ピンからなる突起７３が設けられ、この突起７３を回転機構で引っ掛けて押えリング６２をスライドプレート６４と一体に回転させるようになっている。

これにより、可動保持部材５８を開いた状態で、固定保持部材５４の中央部に半導体ウエハＷを挿入し、ヒンジ５６を介して可動保持部材５８を閉じた後、押えリング６２を時計回りに回転させ、スライドプレート６４をクランパ７０の突出部の内部に滑り込ませることで、固定保持部材５４と可動保持部材５８とをテーパ面を介して互いに締付けてロックし、押えリング６２を反時計回りに回転させて逆Ｌ字状のクランパ７０の突出部からスライドプレート６４を引き抜くことで、このロックを解くようになっている。そして、このようにして可動保持部材５８をロックした時、シール材６０の内周面側に位置する足の短い第１シール部６０ａが半導体ウエハＷの表面に、外周面側に位置する足の長い第２シール部６０ｂが固定保持部材５４の表面にそれぞれ圧接し、シール材６０を均一に押圧して、ここを確実に水密的にシールするようになっている。

固定保持部材５４の中央部には、半導体ウエハＷの大きさに合わせてリング状に突出し、表面を半導体ウエハＷの周縁部に当接させて該半導体ウエハＷを支持する支持面８０となる突条部８２が設けられており、この突条部８２の円周方向に沿った所定位置に凹部８４が設けられている。そして、図４及び図７に示すように、この各凹部８４内に、下記のハンド９８に設けた外部接点から延びる複数の配線にそれぞれ接続した複数（図示では８個）の導電体（通電用接点）８８が配置されて、固定保持部材５４の支持面８０上に半導体ウエハＷを載置した際、この導電体８８の端部が半導体ウエハＷの側方で固定保持部材５４の表面にばね性を有した状態で露出するようになっている。

シール材６０の第１シール部６０ａと第２シール部６０ｂで挟まれた内部には、図７に示すように、支持体９０が取付けられ、この支持体９０の導電体８８に対向した位置に、通電用接点９２の脚部９２ａが固着されている。この通電用接点９２は、板ばね形状に形成されている。つまり、この通電用接点９２は、内方に板ばね状に突出する接点端部９２ｂを有しており、この接点端部９２ｂにおいて、その弾性力によるばね性を有して容易に屈曲するようになっている。

そして、可動保持部材５８をロックして固定保持部材５４と可動保持部材５８で半導体ウエハＷを保持した時、図７（ｂ）に示すように、シール材６０で水密的にシールされた位置、すなわちシール材６０の第１シール部６０ａと第２シール部６０ｂで挟まれた領域で、導電体８８の露出部が通電用接点９２の脚部９２ａの下面に弾性的に接触して電気的に接続され、半導体ウエハＷが通電用接点９２の接点端部９２ｂの先端に弾性的に接触する。これによって、半導体ウエハＷをシール材６０でシールしてウエハホルダ１８で保持した状態で、通電用接点９２を介して半導体ウエハＷに給電が行えるようになっている。

シール材６０は、固定保持部材５４と可動保持部材５８で半導体ウエハＷを保持した時に該半導体ウエハＷの周縁部と固定保持部材５８の表面にそれぞれ接触する第１シール部６０ａと第２シール部６０ｂを有しており、このシール部６０ａ，６０ｂの間に装着した支持体９０に一体的に保持されている。つまり、シール材６０は、シール部６０ａ，６０ｂを繋ぐ平坦部を可動保持部材５８の支持部５８ｂと支持体９０で挟み、この可動保持部材５８の支持部５８ｂと支持体９０とをボルトで締付けることで固定されている。更に、可動保持部材５８の支持部５８ｂとシール材６０の上面との間にシール材９３が介装されて、ここを確実にシールするように構成されている。

このように、シール材６０を支持体９０に一体的に保持することで、めっき終了後、可動保持部材５８を移動させ半導体ウエハＷの保持を解いて、半導体ウエハＷをウエハホルダ１８から取出す際に、シール材６０の第１シール部６０ａが半導体ウエハＷに付着して固定保持部材５８の支持部５８ｂから捲れてしまうことを防止して、シール材６０と半導体ウエハＷとの剥離性を向上させることができる。

図８及び図９に示すように、シール材６０として、半導体ウエハＷの周縁部に圧接して該周縁部を水密的にシールする第１シール部６０ａの該半導体ウエハＷとの接触面（シール接触面）１００の内径ｄが、半導体ウエハＷの外径Ｄに対して、約０．８ｍｍ〜２．５ｍｍ程度、好ましくは０．８ｍｍ〜２．０ｍｍ程度だけ短いものが使用されている。つまり、半導体ウエハＷのシール接触面１００及びその外側領域が半導体ウエハＷのエッジエクスクルージョン（無効領域）４として区画されるのであるが、このエッジエクスクルージョン４の幅Ｗ_１が約０．８ｍｍ〜２．５ｍｍ程度、好ましくは０．８ｍｍ〜２．０ｍｍ程度となるようになっている。

ここに、図９に示すように、半導体ウエハＷのベベル部の幅Ｗ_２は、一般に０．５ｍｍ以下で、第１シール部６０ａの半導体ウエハＷとの接触面（シール接触面）１００の幅Ｗ_３は、一般に０．３ｍｍ〜１．５ｍｍ程度である。そこで、ベベル部の幅Ｗ_２及びシール接触面１００の幅Ｗ_３のみを考慮して、半導体ウエハＷの外径Ｄに対する第１シール部６０ａの半導体ウエハＷとの接触面（シール接触面）１００の内径ｄ、ひいてはエッジエクスクルージョン４の幅Ｗ_１を設定している。

図８に示すように、半導体ウエハＷには、一般に半導体ウエハＷの方向を合わせるためのノッチ部６があり、また前述のように、半導体ウエハＷの周縁部に通電用接点９２との接触部を確保する必要がある。しかし、前述のようにしてエッジエクスクルージョン４の幅Ｗ_１を設定すると、シール材６０の第１シール部６０ａが半導体ウエハＷのノッチ部６を跨って延び、これによって、液漏れが発生し、また、半導体ウエハＷの周縁部に通電用接点９２との接触部を確保することが困難となる。

そこで、この例では、図１０に示すように、シール材６０の第１シール部６０ａの半導体ウエハＷに設けられたノッチ部６に対応する位置に、内方に円弧状に膨出してノッチ部６の周囲を迂回するノッチ迂回用膨出部６０ｃを設け、これによって、図８に示すように、このノッチ迂回用膨出部６０ｃの半導体ウエハＷとの接触面（シール接触面）１００ａがノッチ部６の内方に位置し、ノッチ部６を迂回して半導体ウエハＷの周縁部を水密的にシールするようにしている。

更に、図１１に示すように、シール材６０の第１シール部６０ａの半導体ウエハＷの周縁部の通電用接点９２との接触部に対応する位置に、内方に円弧状に膨出して該通電用接点９２との接触部の周囲を迂回する接点迂回用膨出部６０ｄを設け、これによって、図８に示すように、この接点迂回用膨出部６０ｄの半導体ウエハＷとの接触面（シール接触面）１００ｂが通電用接点９２との接触部の内方に位置し、通電用接点９２との接触部を迂回して半導体ウエハＷの周縁部を水密的にシールするようにしている。

ノッチ迂回用膨出部６０ｃは、図１２に示すように、その半導体ウエハＷとの接触面（シール接触面）１００ａがノッチ部６の形状に沿って円弧状に湾曲して延び、かつシール潰れが不均一となって液漏れを起こし易くなる特異点を作らないように、曲線で結ばれていることが好ましい。シール接触面１００ａの外周とノッチ部６との幅Ｗ_４は、例えば０．５ｍｍ程度である。

なお、ノッチ迂回用膨出部６０ｃの形状は、図１２で示すような、曲線で結ばれている形状以外にも、例えば、図１４に示すように、その半導体ウエハＷとの接触面（シール接触面）１００ｃがノッチ部６を弦状に迂回するように曲線と直線で結ばれた形状や、直線のみの形状など、ノッチ部６を迂回することができるような形状であれば良いことは勿論である。

接点迂回用膨出部６０ｄにあっても同様に、図１３に示すように、その半導体ウエハＷとの接触面（シール接触面）１００ｂが通電用接点９２との接触部の形状に沿って円弧状に湾曲して延び、かつシール潰れが不均一となって液漏れを起こし易くなる特異点を作らないように、曲線で結ばれていることが好ましい。この通電用接点９２の突出端からシール接触面１００ｂの外周までの距離Ｌ_１は、例えば０．５ｍｍであり、通電用接点９２の半導体ウエハＷの内方への突出長さＬ_２は、例えば１．０ｍｍである。

なお、接点迂回用膨出部６０ｄの形状は、ノッチ迂回用膨出部６０ｃと同様に、図１３で示すような、曲線で結ばれている形状以外にも、例えば、図１５に示すように、その半導体ウエハＷとの接触面（シール接触面）１００ｄが接点９２を弦状に迂回するように曲線と直線で結ばれた形状や、直線のみの形状など、接点９２を迂回することができるような形状であれば良いことは勿論である。特に、図１５に示すように、接点９２として、基板Ｗとの接触部の長さが長いものを使用した場合は、このように、接点９２を弦状に迂回するように曲線と直線で結ばれた形状の接点迂回用膨出部６０ｄを使用することが好ましい。また、ノッチ迂回用膨出部６０ｃの形状と、接点迂回用膨出部６０ｄの形状は、同じ形状でも良いが、異なる形状でも良い。

このように、第１シール部６０ａの円周方向に沿った所定位置、例えば半導体ウエハＷに設けられたノッチ部６に対応する位置や半導体ウエハの通電用接点９２との接触部に対応する位置に、内方に膨出する膨出部６０ｃ，６０ｄを設けることで、直径のより大きな第１シール部６０ａを有するシール材（接触シール）６０を使用しても、膨出部６０ｃの外方に半導体ウエハのノッチ部６を位置させ、また半導体ウエハの通電用接点９２との十分な接触領域を確保することができる。これによって、液漏れの発生を防止し、また通電用接点９２との十分な接触領域を確保しながら、エッジエクスクルージョン４の幅Ｗ_１を極力狭くして、１枚の半導体ウエハからより多くの半導体チップを製造することができる。

可動保持部材５８の開閉は、図示しないシリンダと可動保持部材５８の自重によって行われる。つまり、固定保持部材５４には通孔５４ａが設けられ、載置プレート５２の上にウエハホルダ１８を載置した時に該通孔５４ａに対向する位置にシリンダが設けられている。これにより、シリンダロッドを伸展させ、通孔５４ａを通じて押圧棒で可動保持部材５８の基部５８ａを上方に押上げることで可動保持部材５８を開き、シリンダロッドを収縮させることで、可動保持部材５８をその自重で閉じるようになっている。

この例にあっては、押えリング６２を回転させることにより、可動保持部材５８のロック・アンロックを行うようになっているが、このロック・アンロック機構は、天井側に設けられている。つまり、このロック・アンロック機構は、載置プレート５２の上にウエハホルダ１８を載置した時、この中央側に位置するウエハホルダ１８の押えリング６２の各突起７３に対応する位置に位置させた把持部材を有し、載置プレート５２を上昇させ、突起７３を把持部材で把持した状態で把持部材を押えリング６２の軸芯周りに回転させることで、押えリング６２を回転させるように構成されている。このロック・アンロック機構は、１個備えられ、載置プレート５２の上に載置した２個のウエハホルダ１８の一方をロック（またはアンロック）した後、載置プレート５２を横方向にスライドさせて、他方のウエハホルダ１８をロック（またはアンロック）するようになっている。

ウエハホルダ１８の固定保持部材５４の端部には、ウエハホルダ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９８が連接されている。そして、ストッカ２４内においては、この周壁上面にハンド９８の突出端部を引っ掛けることで、これを垂直に吊下げ保持し、この吊下げ保持したウエハホルダ１８のハンド９８をウエハホルダ搬送装置４０の第１トランスポータ４２で把持してウエハホルダ１８を搬送するようになっている。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、ウエハホルダ１８は、ハンド９８を介してそれらの周壁に吊下げ保持される。

このように構成しためっき装置による一連のめっき処理を説明する。先ず、半導体ウエハをその表面（被めっき面）を上にした状態でカセット１０に収容し、このカセット１０をカセットテーブル１２に搭載する。

このカセットテーブル１２に搭載したカセット１０から、ウエハ搬送装置２２で半導体ウエハを１枚取出し、アライナ１４に載せてノッチ部６（図１及び図８参照）などの位置を所定の方向に合わせる。このアライナ１４で方向を合わせた半導体ウエハをウエハ搬送装置２２でウエハ着脱部２０まで搬送する。

ウエハ着脱部２０においては、ストッカ２４内に収容されていたウエハホルダ１８をウエハホルダ搬送装置４０の第１トランスポータ４２で２基同時に把持して、ウエハ着脱部２０まで搬送する。そして、ウエハホルダ１８を水平な状態として下降させ、これによって、２基のウエハホルダ１８をウエハ着脱部２０の載置プレート５２の上に同時に載置し、シリンダを作動させてウエハホルダ１８の可動保持部材５８を開いた状態にしておく。

この状態で、中央側に位置するウエハホルダ１８にウエハ搬送装置２２で搬送した半導体ウエハを挿入し、シリンダを逆作動させて可動保持部材５８を閉じ、しかる後、ロック・アンロック機構で可動保持部材５８をロックする。そして、一方のウエハホルダ１８への半導体ウエハの装着が完了した後、載置プレート５２を横方向にスライドさせて、同様にして、他方のウエハホルダ１８に半導体ウエハを装着し、しかる後、載置プレート５２を元の位置に戻す。

これにより、半導体ウエハＷは、そのめっき処理を行う面をウエハホルダ１８の開口部から露出させた状態で、周囲をシール材６０でめっき液が浸入しないようにシールされ、シールによってめっき液に触れない部分において複数の接点と電気的に導通するように固定される。ここで、接点からはウエハホルダ１８のハンド９８まで配線が繋がっており、ハンド９８の部分に電源を接続することにより半導体ウエハのシード層等に給電することができる。

次に、半導体ウエハＷを装着したウエハホルダ１８をウエハホルダ搬送装置４０の第１トランスポータ４２で２基同時に把持し、ストッカ２４まで搬送する。そして、ウエハホルダ１８を垂直な状態となして下降させ、これによって、２基のウエハホルダ１８をストッカ２４に吊下げ保持（仮置き）する。

これらのウエハ搬送装置２２、ウエハ着脱部２０及びウエハホルダ搬送装置４０の第１トランスポータ４２においては、前記作業を順次繰り返して、ストッカ２４内に収容されたウエハホルダ１８に順次半導体ウエハを装着し、ストッカ２４の所定の位置に順次吊り下げ保持（仮置き）する。一方、ウエハホルダ搬送装置４０の第２トランスポータ４４にあっては、半導体ウエハを装着しストッカ２４に仮置きしたウエハホルダ１８を２基同時に把持し、プリウェット槽２６まで搬送して下降させ、これによって、２基のウエハホルダ１８をプリウェット槽２６内に入れる。

次に、この半導体ウエハを装着したウエハホルダ１８を、前記と同様にして、プリソーク槽２８に搬送し、プリソーク槽２８で酸化膜をエッチングし、清浄な金属面を露出させる。更に、この半導体ウエハを装着したウエハホルダ１８を、前記と同様にして、水洗槽３０ａに搬送し、この水洗槽３０ａに入れた純水で半導体ウエハの表面を水洗する。水洗が終了した半導体ウエハを装着したウエハホルダ１８を、前記と同様にして、めっき液を満たしためっき槽３４に搬送し、めっきユニット３８に吊り下げ保持する。ウエハホルダ搬送装置４０の第２トランスポータ４４は、上記作業を順次繰り返し行って、半導体ウエハを装着したウエハホルダ１８を順次めっき槽３４のめっきユニット３８に搬送して所定の位置に吊下げ保持する。

全てのウエハホルダ１８の吊下げ保持が完了した後、オーバーフロー槽３６のめっき液を循環させ、かつ、オーバーフローさせながら、めっき槽３４内のアノード（図示せず）と半導体ウエハＷとの間にめっき電圧を印加し、同時にパドル駆動装置４６によりパドルを半導体ウエハの表面と平行に往復移動させることで、半導体ウエハの表面にめっきを施す。この時、ウエハホルダ１８は、めっきユニット３８の上部でハンド９８により吊り下げられて固定され、めっき電源から導電体８８及び通電用接点９２を通して、シード層等に給電される。

めっきが終了した後、めっき電源の印加、めっき液の供給及びパドル往復運動を停止し、めっき後の半導体ウエハＷを装着したウエハホルダ１８をウエハホルダ搬送装置４０の第２トランスポータ４４で２基同時に把持し、前述と同様にして、水洗槽３０ｂまで搬送し、この水洗槽３０ｂに入れた純水に浸漬させて半導体ウエハの表面を純水洗浄する。次に、この半導体ウエハＷを装着したウエハホルダ１８を、前記と同様にして、ブロー槽３２に搬送し、ここで、エアーの吹き付けによってウエハホルダ１８に付着した水滴を除去する。しかる後、この半導体ウエハＷを装着したウエハホルダ１８を、前記と同様にして、ストッカ２４の所定の位置に戻して吊下げ保持する。

ウエハホルダ搬送装置４０の第２トランスポータ４４は、上記作業を順次繰り返し、めっきが終了した半導体ウエハを装着したウエハホルダ１８を順次ストッカ２４の所定の位置に戻して吊下げ保持する。

一方、ウエハホルダ搬送装置４０の第１トランスポータ４２にあっては、めっき処理後の半導体ウエハＷを装着しストッカ２４に戻したウエハホルダ１８を２基同時に把持し、前記と同様にして、ウエハ着脱部２０の載置プレート５２の上に載置する。この時、ウエハホルダ１８に備えられていた半導体ウエハと接点との接触状態を確認するセンサで、この接触状態が不良であると判断した半導体ウエハを装着しストッカ２４に仮置きしたままのウエハホルダ１８も同時に搬送して載置プレート５２の上に載置する。

そして、中央側に位置するウエハホルダ１８の可動保持部材５８のロックを、ロック・アンロック機構を介して解き、シリンダを作動させて可動保持部材５８を開く。この時、前述のように、半導体ウエハＷが可動保持部材５８にくっついたまま可動保持部材５８が開くことが防止される。この状態で、ウエハホルダ１８内のめっき処理後の半導体ウエハＷをウエハ搬送装置２２で取出して、スピンドライヤ１６に運び、このスピンドライヤ１６の高速回転によってスピンドライ（水切り）した半導体ウエハをウエハ搬送装置２２でカセット１０に戻す。

そして、一方のウエハホルダ１８に装着した半導体ウエハをカセット１０に戻した後、或いはこれと並行して、載置プレート５２を横方向にスライドさせて、同様にして、他方のウエハホルダ１８に装着した半導体ウエハをスピンドライしてカセット１０に戻す。載置プレート５２を元の状態に戻した後、半導体ウエハを取出したウエハホルダ１８をウエハホルダ搬送装置４０の第１トランスポータ４２で２基同時に把持し、前記と同様にして、これをストッカ２４の所定の場所に戻す。しかる後、めっき処理後の半導体ウエハを装着しストッカ２４に戻したウエハホルダ１８をウエハホルダ搬送装置４０で２基同時に把持し、前記と同様にして、ウエハ着脱部２０の載置プレート５２の上に載置して、前記と同様な作業を繰り返す。

そして、めっき処理後の半導体ウエハを装着しストッカ２４に戻したウエハホルダ１８から全ての半導体ウエハを取出し、スピンドライしてカセット１０に戻して作業を完了する。

図１６は、本発明の実施形態の接触シールをシール材として用いためっき装置の概要を示す断面図である。

図１６に示すように、このめっき装置は、表面（被めっき面）を上向きにして半導体ウエハＷを吸着等によって着脱自在に保持する、上下動及び回転自在なウエハ保持部１１０を有している。このウエハ保持部１１０の上方に位置して、ウエハ保持部１１０で保持した半導体ウエハＷを上昇させた時に、半導体ウエハＷの周縁部に接触して通電する複数の通電用接点１１２と、内周端部が半導体ウエハＷの周縁部上面に圧接してここを水密的にシールする単一のシール部１１４ａを有するリング状のシール材１１４が配置されている。このシール材１１４は、通電用接点１１２を覆うように配置され、これによって、半導体ウエハＷの上面（被めっき面）に供給されためっき液が半導体ウエハＷの端部から染み出すのを防止するとともに、めっき液が通電用接点１１２を汚染することを防止するようになっている。

このシール材１１４として、図１７に示すように、半導体ウエハＷの周縁部に圧接して該周縁部を水密的にシールするシール部１１４ａの該半導体ウエハＷとの接触面（シール接触面）１１６の内径ｄ_１が、半導体ウエハＷの外径Ｄ_１に対して、約０．８ｍｍ〜２．５ｍｍ程度、好ましくは０．８ｍｍ〜２．０ｍｍ程度だけ短いものが使用されている。つまり、半導体ウエハＷのシール接触面１１６及びその外側領域が半導体ウエハＷのエッジエクスクルージョン（無効領域）４として区画されるのであるが、このエッジエクスクルージョン４の幅Ｗ_１が約０．８ｍｍ〜２．５ｍｍ程度、好ましくは０．８ｍｍ〜２．０ｍｍ程度となるようになっている。

そして、シール材１１４のシール部１１４ａの半導体ウエハＷに設けられたノッチ部６に対応する位置に、内方に膨出してノッチ部６の周囲を迂回するノッチ迂回用膨出部を設け、これによって、このノッチ迂回用膨出部の半導体ウエハＷとの接触面（シール接触面）１１６ａがノッチ部６の内方に位置し、ノッチ部６を迂回して半導体ウエハＷの周縁部を水密的にシールするようにしている。更に、シール材１１４のシール部１１４ａの半導体ウエハＷの周縁部の通電用接点１１２との接触部に対応する位置に、内方に膨出して該通電用接点１１２との接触部の周囲を迂回する接点迂回用膨出部を設け、これによって、この接点迂回用膨出部の半導体ウエハＷとの接触面（シール接触面）１１６ｂが通電用接点１１２との接触部の内方に位置し、通電用接点１１２との接触部を迂回して半導体ウエハＷの周縁部を水密的にシールするようにしている。

これによって、前述の例と同様に、液漏れの発生を防止し、また通電用接点１１２との十分な接触領域を確保しながら、エッジエクスクルージョン４の幅Ｗ_１を極力狭くして、１枚の半導体ウエハからより多くの半導体チップを製造することができる。

ウエハ保持部１１０の上方に電極ヘッド１２０が配置されている。この電極ヘッド１２０は、揺動アーム１２２の自由端にボールベアリング１２４を介して連結したハウジング１２６と、このハウジング１２６の下端開口部を塞ぐように配置された多孔質構造体１２８とを有している。すなわち、ハウジング１２６は、下方に開口した有底カップ状に形成され、この下部内周面には、凹状部１２６ａが、多孔質構造体１２８の上部には、この凹状部１２６ａに嵌合するフランジ部１２８ａがそれぞれ設けられ、このフランジ部１２８ａを凹状部１２６ａに嵌入することで、ハウジング１２６に多孔質構造体１２８が保持されている。これによって、ハウジング１２６の内部に中空のめっき液室１３０が区画形成されている。

多孔質構造体１２８は、この内部にめっき液を含有させることで、つまり多孔質構造体１２８自体は絶縁体であるが、この内部にめっき液を複雑に入り込ませ、厚さ方向にかなり長い経路を辿らせることで、めっき液の電気伝導率より小さい電気伝導率を有するように構成されている。多孔質構造体１２８の外周部には、ここを電気的にシールドするゴム製のシールドリング１３２が装着されている。

めっき液室１３０内には、多孔質構造体１２８の上方に位置して、内部に上下に貫通する多数の通孔１３４ａを有するアノード１３４が配置されている。更に、ハウジング１２６の周壁内部には、アノード１３４及び多孔質構造体１２８の側方に位置して上下に貫通するめっき液注入部１３６が設けられ、ハウジング１２６の頂壁には、めっき液室１３０内のめっき液を排出するめっき液排出部１３８が設けられている。めっきに際して、アノード１３４は、めっき電源１４０のアノードに接続され、通電用接点１１２は、めっき電源１４０のカソードに接続される。

このめっき装置によれば、ウエハ保持部１１０で半導体ウエハＷを吸着保持した後、ウエハ保持部１１０を上昇させて半導体ウエハＷの周縁部に通電用接点１１２及びシール材１１４のシール部１１４ａをそれぞれ接触させる。この時、電極ヘッド１２０は上昇した位置にある。

そして、電極ヘッド１２０を多孔質構造体１２８と半導体ウエハＷとの距離が、例えば０．５〜３ｍｍ程度となるまで下降させ、しかる後、半導体ウエハＷの上面のシール材１１４で囲まれた領域に、めっき液注入部１３６からめっき液を注入し、これによって、半導体ウエハＷの上面からめっき液室１３０内にかけてめっき液を満たす。そして、必要に応じて、ウエハ保持部１１０を低速で回転させながら、アノード１３４と通電用接点１１２との間にめっき電源１４０からめっき電圧を印加して、半導体ウエハＷの表面にめっきを行う。

これまで本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。例えば、上記の各例においては、本発明の接触シールを電解めっき装置のウエハホルダのシール材や電解めっき装置のシール材に使用した例を示しているが、無電解めっき装置のウエハホルダのシール材や無電解めっき装置のシール材に使用しても良い。この場合、半導体ウエハに給電する必要はないので、シール材のシール部に接点用膨出部を設ける必要はない。

また、図１６に示す例では、被めっき面を上向きにして半導体ウエハを保持する、いわゆるフェースアップ方式を採用しためっき装置のシール材として本発明の接触シールを使用しているが、被めっき面を下向きにして半導体ウエハを保持する、いわゆるフェースダウン方式を採用しためっき装置のシール材として本発明の接触シールを使用しても良い。また、図７に示す例では、横断面略コ字状で片方が半導体ウエハＷの表面に接し、もう片方が固定保持部材５４の表面に接するシールを使用しているが、半導体ウエハＷの表面に接するシールと、固定保持部材５４に接するシールとに分割したシールを使用しても良い。

従来例における半導体ウエハの有効領域と無効領域（エッジエクスクルージョン）を示す半導体ウエハの平面図である。 図１のＡ部拡大図である。 本発明の実施の形態のウエハホルダを備えためっき装置の全体配置図である。 ウエハホルダの一部を省略した平面図である。 ウエハホルダの縦断正面図である。 ウエハホルダの右側面図である。 ウエハホルダにおける導電体と通電用接点を示す断面図で、（ａ）は半導体ウエハ保持前、（ｂ）は半導体ウエハ保持後の状態を示す。 ウエハホルダで半導体ウエハを保持した時における半導体ウエハのシール部との接触面（シール接触面）と半導体ウエハの関係を示す図である。 ウエハホルダで半導体ウエハを保持した時における半導体ウエハとシール部との関係を示す断面図である。 ウエハホルダで半導体ウエハを保持した時のノッチ部における半導体ウエハとシール部との関係を示す断面図である。 ウエハホルダで半導体ウエハを保持した時の通電用接点との接触部における半導体ウエハとシール部との関係を示す断面図である。 図８のＥ部拡大図である。 図８のＦ部拡大図である。 シール材のノッチ迂回用膨出部の変形例を示す図１２相当図である。 シール材の接点迂回用膨出部図の変化例を示す図１３相当図である。 本発明の実施形態の接触シールをシール材として用いためっき装置の概要を示す断面図である。 図１６に示すめっき装置で半導体ウエハを保持した時における半導体ウエハのシール部との接触面（シール接触面）と半導体ウエハの関係を示す図である。

符号の説明

１８ ウエハホルダ
２２ ウエハ搬送装置
２６ プリウェット槽
２８ プリソーク槽
３０ａ，３０ｂ 水洗槽
３２ ブロー槽
３４ めっき槽
３６ オーバーフロー槽
３８ めっきユニット
４０ ウエハホルダ搬送装置
５４ 固定保持部材
５６ ヒンジ
５８ 可動保持部材
６０ シール材（接触シール）
６０ａ，６０ｂ 接触部
６０ｃ、６０ｄ 膨出部
６２ 押えリング
６４ スライドプレート
７０ クランパ
８８ 導電体
９２ 通電用接点
１００，１００ａ，１００ｂ シール接触面
１１２ 通電用接点
１１４ シール材（接触シール）
１１４ａ シール部
１１６，１１６ａ，１１６ｂ シール接触面
１２０ 電極ヘッド
１２８ 多孔質構造体
１３４ アノード

Claims (7)

1. 半導体ウエハの周縁部に接触して該周縁部を水密的にシールするリング状のシール部を有し、
   前記シール部の円周方向に沿った、半導体ウエハの通電用接点との接触部に対応する位置には、内方に膨出し前記接触部の周囲を迂回して半導体ウエハの周縁部を水密的にシールする膨出部が設けられていることを特徴とする接触シール。
2. 前記膨出部は、内方に円弧状に湾曲して膨出することを特徴とする請求項１に記載の接触シール。
3. 前記膨出部は、内方に弦状に膨出することを特徴とする請求項１に記載の接触シール。
4. 前記シール部の半導体ウエハとの接触面の内径は、半導体ウエハのベベル部の幅と前記シール部の半導体ウエハとの接触面の幅のみを考慮して設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の接触シール。
5. 半導体ウエハのシール接触面及びその外側領域として区画されるエッジエクスクルージョンの幅は、０．８〜２．５ｍｍであることを特徴とする請求項４記載の接触シール。
6. 固定保持部材とシール材を取付けた可動保持部材との間に半導体ウエハを介在させ、前記可動保持部材を前記固定保持部材に向けて押圧し半導体ウエハの周縁部に前記シール材を接触させて該周縁部を水密的にシールしつつ半導体ウエハを着脱自在に保持するウエハホルダであって、
   前記シール材として、請求項１乃至５のいずれかに記載の接触シールを使用することを特徴とするウエハホルダ。
7. 半導体ウエハをその裏面側で着脱自在に保持する上下動自在なウエハホルダと、
   前記ウエハホルダで保持した半導体ウエハの周縁部に接触して該周縁部を水密的にシールするシール材とを有するめっき装置であって、
   前記シール材として、請求項１乃至５のいずれかに記載の接触シールを使用することを特徴とするめっき装置。

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