JPS5811420A - めつき装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はクエへ等の被めっき物のめつき装置に関するも
のである。

半導体素子のはんだ電極、金電極等の突起電極の檜造は
、一般に第１図に示すように、アルミ配線１、電極下部
スルホールを有する窒化シリコン等の保護膜２、銅蒸着
膜等の電極下地膜３、およびはんだ、金などの電極本体
４からなっている。

電極本体のはんだ、金などの形成方法に電気めっきを用
いる方法がある。即ち、ウェハ全体に電極下地膜となる
銅などの金属ケ蒸着し、通常のホトプロセスを用いてホ
トレジストパターンヶ形成した後、この蒸着膜を通電体
として電気めっきによりはんだ、金などの電極本体を形
成し、その後不要となったホトレジスト、電極下部以外
の蒸着膜ケ除去する。

上記の電気めっきは、従来は第２図に示すように１枚な
いし数枚のウェハ５を固定したウェハ固定治具６ケ箱型
のめつき槽７に入れ、平板の陽極８に対向させ、直流電
源９よりウェハ５にマイナス、陽極８にプラスの電圧を
印加して行っていた。

めっき液１０はめつぎ槽７に付属したポンプ１１により
フィルタ１２ヲ通して循環される。

このような電気めっき方法では、酸洗等のめりき前処理
、めっき処理、水洗等のめつき後処理等の工程を全て人
手で行なわねばならず、非能率であり、労力を多く要し
、突起電極形成コストヲ上昇させる主原因となっていた
。また、第２図で示すような箱形のめつき檜でめっき７
行なうと、電気めっき特有のエツジ効果により、ウニへ
の周辺部に多くの電流が集中し、ウェハ中央部に較べて
周辺部の突起電極の方が大きく形成さｈ１突起電極の寸
法精度が低下し、接続信頼性を低下させていた― 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点ケなくし、突
起電極形成の能率を向上させ、かつ省力化することに上
り電極形成コストヲ低減し、かつ電極の寸法精度を向上
させる被めっき物のめつき装置を提供するにある。

本発明による被めっき物のめつき装置は、並置されため
つき手段及び前後処理手段よりなるめっき処理系の各手
段に被めっき物を搬送手段により順次搬送してめっきす
る装置において、（ａｌ　　被めっき物を予め被めっき
物保持具に保持せしめ、搬送手段は該保持具の支持棹を
クランプして各手段間を搬送した後アンクランプし、（
ｂｌ　　該被めっき物保持具は、後述の各処理槽の開放
側に当接することにより該開放側を閉塞し、被めっき物
が該開放口内に露出するようにされ、（ｃｌ　　めつき
処理系の各処理槽は１側が開放された横向円筒槽よりな
り、めっき液、前処理液、洗浄水又は洗浄湯の給排管及
び被めっき保持具の固定手段を、更にめつき槽の場合は
蓮電手段を備え、（ｄｉ　　前記各処理槽の開放側に搬
送手段により被めっき物保持具が当接されると固定手段
がこれを回定し、また処理終了後搬送手段が保持具の支
持棹を再びクランプすると、該固定手段が保持具の固定
を解放するようにしである、 ことを特徴とするめつき装置である。

本発明によるめっき装置の好ましい態様においては、該
めっき装置が、前記めっき処理系、前記搬送手段、前記
被めっき物保持具を搬送手段へ引渡す機構、めっき処理
後の被めっき物保持具を搬送手段より受取る機構、及び
上記各手段、機構の作動を制御する制御手段よりなる。

本発明によるめっき装置の更に好ましい態様においては
、前記搬送手段が、めっき処理系並びに搬送手段との引
渡及び受取機構に沿って設けられたレールと、該レール
上を走行し、先端に被めっき物保持具のチャックを有す
るピストンロンドを進退させる流体圧シリンダを搭載す
る台車よりなるの 本発明を要約すると、保持具と台車とｔ分離することに
より、１台の台車で、めっき手段およびその前後手段に
保持具Ｙ引渡した後、続いて空いている他の手段に保持
具を搬送できるようにして、稼動率を向上させたことで
ある。

以下、本発明の装置を実施例の図面に基づいて説明する
、 本発明の装置において、被めっき物はウェハであり、こ
のウェハはウェハ保持具で保持された状態で搬送処理さ
れる。そこで、先ずウェハ保持具の一例を第４図（ａ）
（平面図）、（ｂ）（縦断面図）に基づいて説明する。

ホトプロセスを終了したウェハ５は、保持具１３に設け
られたウェハと＃１ぼ同径の凹部１４に合うようにセツ
ティングさ゛れ、ばね性を有する固定ビン１５および回
転可能な固定ビン１６とにより保持具１３に固定される
。固定ビン１５はつ５エバ５への通電端子？兼ねており
、後述する固定爪との接点１７と電気的に接続さ九てい
る。また保持具１３のウェハ５側を後述の各処理槽の開
放側に当接することによりその開放側を閉塞し、ウェハ
がその開放口内に露出てるようにされである。１８は支
持棹で、支持棹１８には搬送手段によるクラレプを確実
に行なわしめる為の溝１９が形成されているハ ウェハ保持具１３へのウェハ５の取付は及び取外しは、
めっき装置と別の装置で自動又は手動で行なわれ、該装
置でウェハを取付けた保持具がめつき装置の搬送手段へ
引渡丁機構に送り込まれ、めっき処理後のウェハ保持具
を、搬送手段より受取る機構より取出し、ウェハを取外
し、保′持具を再使用に廼丁。

第３図は本発明の装置の実施例の概略構成図（平面図）
である。この装置は、ウェハ保持具１３を搬送手段へ引
渡す機構３０１、めっき処理系１００、めっき処理°後
のウェハ保持具を搬送手段より受取る機構３０２、搬送
手段２００及び図示せざる上記各手段、機構の作動を制
御する制御手段よりなる。

めつ″き処理系１００には前処理手段の前処理槽１（）
１、水洗槽１０２、めっき手段のめつき槽１０３、後処
理手段の湯洗槽１０４が差量して設けられである。各処
理槽は１個のみ図示しであるが１個に限られることなく
複数個設けてもよい。特にめつき槽１０３の処理時間が
池槽に較べて長くなるのでめつき槽を多（することは能
率上好ましい。

次に、ウェハ保持具を搬送手段へ引渡丁機構及びこれよ
り受取る機構の一例を第５図に基づいて説明する。引渡
機構３０１及び受取機構３０２は同一のものｔ使用する
ことができる。

この機構３０１．３０２においては支柱３０７に２本の
アーム３０３がビン３０８により軸着されている。

アーム３０３の一方の端部がばね３０４にて支柱−３０
７に接続され、アーム３０３の他方の側は互に対向し９
　百 て内側に向けて付勢されていて、これによりウェハ保持
具１３ヲ挟持できるようにしである。アーム３０３には
保持具１３の固定を確実にするための凸部３０５が設け
られている。保持具１３ｙｔこの機構に押込むとアーム
３０３が広げられ、保持具１３が支柱３０７まで押込ま
れると、ばね３０４の力によりアーム３０３によって保
持具は固定される６＊柱３０７には保持具１３が密接し
、ウェハが損傷するのｔ防ぐため突起３０６が設けられ
ている。また、保持具１３が溝１９に嵌合てる搬送手段
で押込まれ、押込後保持′具１３から搬送手段をはずす
為には、アーム３０３が広がらな−・ように、図示せざ
るくさび等が入るようにされる。また、保持具１３ヲこ
の機構から取出すには、搬送手段のチーヤツク・を支桿
１８に押付げ、溝部１９に嵌合させた優搬送手段を退去
させると、前記のくさびが取除かれであるので、ばね３
０４の力に抗してアーム３０３が押し拡げられ保持具１
３は搬送手段に嵌合したまま取出される。

第３図には引渡及び受取機構３０１．３０２をそれぞれ
１個しか記載してないが実際ｉこは複数個設けら１０．
１ れる。また、前述の如く、この機構３０１．　３０２の
保持具１３の受渡相手は本発明の装置の搬送手段だけで
なく、本発明の装置と別の装置の送り込み及び取出手段
である。従って引渡及び受取機構３０１．３０２は前記
の両者とめ受渡を容易とする為に、支柱３０７の旋回可
能とする′等の手段が構せられる。

次に搬送手段２００Ｙ第３図（平面図）及び第６図（断
面図）に基づいて説明する。搬送手段２００はレール２
０２ど、レール２０２上を車輪２０３により走行する台
車２０１よりなる、レール２０２はめつき処理系１００
．保持具１３の引渡機構３０１及び受取機構３０２に沿
って設けられである・台車２０１は、台車２０１に搭載
されたモータ２０４によって駆動される歯車２０５がレ
ール２０２に沿って敷設されたラック２０６に噛合する
ことにより走行する。モータ２０４はパルスモータであ
り、パルス数ヲカウントすることにより所定の位置に停
止できる。台車２０１の停止位置の決定ｊｉ、ｉｈルー
、スモークによらな（とも、リミットスイッチ、受光素
子、リニアエンコーダ等を用いてもよい。台車２０１に
はエアシリンダ２０７が搭載されてあり、エアシリンダ
２０７のピストンロッド２０８の先端にはチャック２０
９が取付けである、チャック２０９は第９図右端に示す
ように、保持具１３の支持桿１８に嵌合し、チャック２
０９内のばね２１０が支持桿１８の溝１９に入り固定て
るようになっている。従って、ばね２１０の力より大キ
い力でピストンロッド２０８ヲ引くと、保持具１３が離
れる。

、台車２０１は引渡機構３０１の個所でピストンロッド
２０８？前進させて保持具１３ｙ！ｌ−受取り、ロッド
２０８　Ｙ後退させてレール２０２上を移動する。更に
レール２０２に沿って並置されためつき処理系１００の
前処理槽１０１、水洗槽１０２、めっき槽１０３、湯洗
槽１０４の位置に来たときは、これに向けて保持具１３
ヲ前進し、６槽に設けられた固定手段により保持具１３
ケ各槽に固定せしめてピストンロッド２０８を退去する
。６槽でのウェハ処理が終ると、台車２０１は核種の位
置に到り、引渡機構３０１におけると同様にして保持具
１３ン受取る。最終に、台車２０１は受取機構３０２の
位置に到り、めっき処理７終えたウェハ保持具１３ン該
機構３０２へ渡して次の搬送動作に入る。

したがって、めっき手段およびその前、後処理手段に保
持具１３Ｙ受理したのち台車２０１が他の保持具を操作
するため移動し、装置全体の稼動率を向上させることが
できる。

次に、めっき処理系の各処理手段について詳述するが、
先ず代表としてめっき槽について説明する。第７図（ａ
）（平面図）及び（ｂ）（断面図）を参照しながら、槽
本体１５１には中央にめっきすべきウェハとほぼ同径の
横向き°の円筒孔１５２が形成されている。槽本体１５
１の１側は陽極取付板１５７で閉塞され、その内面には
通電用リード線１５９ケ有するウェハと同一径の陽極板
１５８が固定されている。

陽極取付板１５７と槽本体１５１とはねじ止め、接着等
の手段で固定されている。

ウェハを保持した保持具１３がめつき槽１０３の開放側
にピストンロッドにより当接すると、第７図に示すよう
に、開放側が閉塞され、ウェハ５が円筒孔１５Ｓｌ’こ
露出する。ここで後ヤ詳述する固定手段のアーム１６１
が保持具１３を固定し、槽本体１−５１ど保持具１３と
の間は前記アーム１６１の力とＱ　ＩＪソング６０によ
り水密とされ、ピストンロッドは保持具１３ヲ残して退
去する。円筒壁には相対向するようにめっき液の給液口
１５３と排液口１５４が穿設され、それぞれめっき液の
給液管１５５及び排液管１５６に接続されている。

ウェハ保持具１３ヲ槽本体１５に固定した後、めっき液
タンク１０８中のめつき液をポンプ１０６により送り出
し、パルプ１０９で流量乞調節しフィルタ１０５Ｚ通し
て槽へ送り込み、排液管１５６ケ通ってめっき液タンク
１０８へ還流する。また、リード線１５９．１５間に通
電してめっきケ行なう、めっき終了後、通電及びポンプ
１０６ヲ停止し、めつき槽内のめつき液を落差等の手段
７用いて取除いた後、保持具１３ケ槽本体１５より引離
−ｆ。

前処理槽１０１、水洗槽１０２、湯洗槽１０４は、通電
手段を有さないこと及びめっき液に代えて前処理液、水
２は湯が給排される以外は、めっき槽と全（同様である
。第３図において、１０７は前処理液タンク、１１３は
水源、１１４はドレイン、１１５は温水タンクである。

６槽においては、それぞれ前処理液による前処理、水洗
、湯洗が行なわれる。

また、第８図の配管系に示すように、めっき槽１０３に
て湯洗槽１０４の機能ビ果させるようにすることができ
る。即ち、供給管１５５及び排出管１５６は切換弁］１
９及び１２０を介してめっき液循環系統に接続される（
第３図参照、、１１０は流量計である。）と共に、切換
弁１１９及び１２０　’＆切換えることにより湯洗配管
１１７及び１１８に接続し、めつき槽１０３内で湯洗を
行なうようにすることもできる・同様に前処理槽１０１
で水洗槽１０２の機能２兼ねさせることもできる。

第３図では、めっき槽及び前処−ｉ！ヲそれぞれ１個設
けた例を示しであるが、めっきの種類によっては前処理
又はめつき、又は両者ン２段階に行う必要がある。この
場合は、前述の装置の能率化の為に各処理槽を複数個と
することとは別に、種類の異なるめっき又は前処理Ｙ行
なう槽７２個以上設ける。更にこの場合に″は、各種間
に水洗槽がｌ５頁 必ず設けられる。

前処理槽１０１、水洗槽１０２、めっき槽１０３及び湯
洗槽１０４のいずれにも、第３図に示すようにウェハ保
持具１３の固定手段１１６が設けられである。

めっき槽の固定手段１１６の実施例Ｚ第９図に基づいて
説明する。

めつき槽１５１の陽極板１５７側のめつき槽１５１と同
一のフレームの支持板１６７に、めつき槽１５１の両側
に向けて固定された２個のエアシリンダ１６２よりピス
トンミツド１６３が進退する。ロッド１６３の洗端には
ピン１６５によりアーム１６１が枢着され、アーム１６
１はその中間部でばね１６６でめつき槽１５１の陽極板
１５７に接続され、アーム１６１は内側に、即ちめつき
槽１５１に接する方向に付勢されている。

エアシリンダ１６２のロッド１６３ヲ進出させると、ア
ーム１６１はその突起部分１６４が陽極取付板１５７の
側面に当って移動し、第９図で仮想線で示した状態、即
ち開いた状態となる。この状態で、ウェハ保持具１３ヲ
めつき槽１５１の開放側に当接させた特開昭５８−１１
４２０（５） 後、エアシリンダ１６２のピストンロット１６３ヲ後退
させると、アーム１６１は図中で実線で示した状態、即
ち、閉じた状態となり、保持具１３ヲめつき槽１５１に
固定する。つづいて、図示せざる搬送手段のアーム２０
８ヲ後退させると、アームあの先端に取付けられている
チャック２０９はそのばね２１０の溝１９への嵌合力に
抗して保持具１３の支持環１８から切離される。また、
アーム１６１０１本にはリード線１６９に接続した接点
１６８が設けられてあり、アーム１６１が保持具１３ヲ
固定している際に、接点１６８が保持具１３の接点１７
と接続し、ウェハ５に通電できるようになっている。実
施例では２本のアームビ使用しているが、保持具１３と
めっき槽１５１との密着をよくする為アームを３本以上
用いてもよい。

固定手段の他の実施例を第１０図に基づいて説明する。

この実施例においては、前の実施例とは逆に固定手段が
保持具１３側に設置されている。固定手段のアーム１６
１　’＆後退させた状態にしておき１．１、台車２０１
によりウェハ５を取付けた保持具１３ヲめ７１ つき槽１５１まで搬送し、エアシリンダ２０７によりピ
ストンロッド２０８ヲ前進させ保持具１３ヲめっき槽’
１５１に押圧する。ついでシリンダ１６２によりアーム
１６１ン前進させて保持具１３ヲめっき槽に固定てる。

その後、シリンダ２０７によりアーム２０８ケ後退させ
ると前例と同様保持具１３の支持環１８とチャック２０
９とは切離される。接点１７及び１６８によるウェハ５
への通電、シリンダ１６２の支持板１６７とめつき槽１
５１との固定は前例と同じである。

この実施例では、２本のアーム乞共通のアーム１７０で
結合して１個のシリンダで作動しているが、アーム毎に
設けてもよく、また前例においても、この実施例の′如
（アーム１６１　Ｙ共通のアームにビン結合し、１個の
シリンダで作動させてよいことはいうまでもない。更に
、この実施例では、保持具１３の支持環１８は第４図に
示すように保持具１３の中央（上下方向の中央。）に取
付けることなく、支持環１８ヲクランブするチャック２
０９、シリンダ２０７の上端がアーム１６１の下端と接
触しないように支持杵１８ヲ保持具１３の下部に設け、
アーム１１δ １ １１６１で保持具１３ヲめつき槽１５１に固定した後、
台車２０１がアーム１６１の下ン移動できるようにしな
ければならない。

前処理槽１０１．水洗槽ｌＯ２、湯洗槽１０４の固定５
手段は、ウェハ５への通電手段がない＃１かはめつき槽
１０３の固定手段と全く同じものを用いてよい。

次に、上記の実施例の装置を用いて３インチウェハに金
属電極をめっきにより形成した実施例における主な条件
等について述べる。めっき条件は、電流３０ｍＡ　ｓめ
っき時間（イ）分、めっき液温６５℃、めっき液平均流
量２１／分であり、めっき液にはシアン金カリウムを主
成分とした液乞用いた。これにより直径１４０ｐｍの突
起電極が形成され、高さのばらつきは±４μｍと極めて
よい結果が得られた。

また前処理は１０％硫酸ケ平均流量２１７分で流して行
った。前処理時間は２分、液温は約（９）℃である。

水洗は各々純水５１／分の流量で流し、２分間行った。

各処理工程間の台車の走行、位置決め、停止に要する時
間は約ｍ秒である、 本発明の装置を用いることにより、めっき工程が自動化
でき、省力化が可能となった。また制御装置により、め
っき時間等を制御するため、作業者が行なうより、ロッ
ト間のばらつきＺ小さくすることが可能となる。また円
筒形めっき槽を適用し、ウェハ周辺ビ絶縁壁で囲み、周
辺部への電流のまわり込みを防ぐことにより、ウェハ内
の突起電極の高さのばらつき？従来の出側％から±１０
％へと向上することがでキタ。

【図面の簡単な説明】

第１図は半導体素子の突起電極部の断面図、第２図は従
来のめつき装置の一例の外観図、第３図は本発明の装置
の一実施例の概略構成図（平面図）、第４〜第１０図は
本発明の装置の一実施例の構成部分を示すもので、第４
図はウェハ保持具の平面図（ａｌ及び断面図（ｂ）、第
５図はウェハ保持具の搬送手段へ引渡し及び搬送手段よ
り受取る機構の断面図、第６図は搬送手段の断面図、第
７図はめつき槽の平面図（ａｌ及び断面図（ｂ）、第８
図めっき槽の配管系統図、第９図は固定手段の横断面図
、第１０図は固定手段の他の実施例の横断面図である。 ５・・・ウェハ、１３・・・ウェハ保持具、１ｏｏ・・
・めっき処理系、ｉｏｉ・・・前処理槽、１０２・・・
水洗槽、１０３・・・めっき槽、１０４・・・湯洗槽、
１１６・・・固定手段、１５１・・・めっき槽本体、１
６１・・・アーム、２００・・・搬送手段、２０１・・
・台車、２０２・・・レール、２０７・・・空気圧シリ
ンダ、２０９・・・升ツク、３ｏ１・・・引渡機構、３
ｏ２・・・受取機構。 代理人弁理士　　秋　本　正　　夾 ｊ１１図 第２図 第３Ｅ 第４因 （ａ）（ｂ） 第５図 第６図 第８図 第９図 第１０図 Ｓ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、並置されためつき手段及び前後処理手段よりなるめ
   っき処理系の各手段に被めっき物を搬送手段により順次
   搬送してめっき装置において、（ａｔ　　被めっき物を
   予め被めっき物保持具に保持せしめ、搬送手段は該保持
   具の支持桿をクランプして各手段間ヲ搬送した後アンク
   ランプし、（ｂ）　　該被めつき物保持具は、後詠の各
   処理槽の開放側に当接することにより該開放側ン閉塞し
   ・被めっき物が該開放口内に露出てるようにされ、 （ｅ）　　めっき処理系の各処理槽は１側が開放された
   横向円筒槽よりなり、めっき液、前処理液、洗浄水又は
   洗浄湯の給排管及び被めっき物保持具の固定手段を、更
   にめっき槽の場合は通電手段を備え、 （ｄ）　　前記各処理槽の開放側に搬送手段により被め
   っき物保持具が当接されると固定手段がこれを固定し、
   また処理終了後搬送手段が保持具の支持桿を再びクラン
   プすると５、該固定手段が保持具の固定を解放するよう
   にしである、ことを特徴とするめつき装置。 ２、前記めっき装置が、前記めっき処理系、前記搬送手
   段、前記めっき物保持具を搬送手段へ引渡す機構、めっ
   き処理後の被めっき物保持具を搬送手段より受取る機構
   、及び上記各手段、機構の作動を制御する制御手段より
   なる特許請求の範囲第１項のめつき装置。 ３、前記搬送手段が、めっき処理系並びに搬送手段との
   引渡及び受取機構に沿って設けられたレールと、該レー
   ル上７走行し、先端に被めっき物保持具のチャックＺ有
   するピストンロッドを進退させる流体圧シリンダを搭載
   する台車よりなる特許請求の範囲第２項のめつき装置。