KR100804714B1 - 도금장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 예를 들면 반도체 웨이퍼 등의 표면에 설치된 미세한 배선용 홈이나 플러그, 레지스트 개구부에 도금막을 형성하거나 반도체 웨이퍼의 표면에 범프(돌기형상 전극)를 형성하는 데 사용하기 적합한 도금장치에 관한 것이다. 본 발명은 기판의 끝부 및 이면을 기밀하게 밀봉하여 표면을 노출시켜 유지하는 개폐 자유로운 기판홀더와 도금액 중에 애노드를 침지시켜 상기 도금액을 유지하는 도금 탱크와, 상기 도금 탱크 내에 위치하여 상기 애노드와 상기 기판홀더로 유지한 기판 사이에 배치되는 격막과, 상기 도금 탱크 내의 상기 격막으로 구획된 각 영역 내에 도금액을 순환시키는 도금액 순환계와, 상기 도금액 순환계의 적어도 한쪽에 설치된 탈기장치를 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

도금장치 및 방법{PLATING APPARATUS AND METHOD}
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 도금장치의 개략도,
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태의 도금장치의 개략도,
도 3a는 본 발명의 제 3 실시형태의 도금장치의 전체 배치도,
도 3b는 그 변형예를 나타내는 전체 배치도,
도 3c는 다른 변형예를 나타내는 전체 배치도,
도 3d는 도금액관리장치의 배치예를 나타내는 배치도,
도 3e는 도금액관리장치의 다른 배치예를 나타내는 배치도,
도 4는 기판홀더의 평면도,
도 5는 기판을 기판홀더의 내부에 장착하여 밀봉한 상태를 나타내는 확대 단면도,
도 6은 도 5와 같은 상태에서 기판에 급전하는 상태를 나타내는 확대 단면도,
도 7은 기판홀더 반송장치의 리니어 모터부(주행부)를 나타내는 평면도,
도 8은 도 7의 정면도,
도 9는 반송기의 정면도,
도 10은 반송기의 아암부 회전기구를 가상선으로 나타내는 평면도,
도 11은 아암부에 구비된 파지기구의 평면도,
도 12는 아암부에 구비된 파지기구의 종단 정면도,
도 13은 구리도금 탱크의 평면도,
도 14는 구리도금 탱크의 종단 정면도,
도 15a는 구리도금 탱크의 종단 측면도,
도 15b는 프리 습식탱크의 종단 측면도,
도 16은 구리도금 탱크의 확대 단면도,
도 17은 구리도금 유닛의 확대 단면도,
도 18은 도 3에 있어서의 구리도금 탱크 배치부의 단면도,
도 19는 구리도금 유닛의 도금액 주입구멍 부근의 확대 단면도,
도 20은 퍼들 구동장치의 평면도,
도 21은 퍼들 구동장치의 종단 정면도,
도 22a는 본 발명의 제 4 실시형태의 도금장치를 나타내는 도금처리부의 배치도,
도 22b는 본 발명의 제 4 실시형태의 도금장치를 나타내는 도금처리부의 변형예를 나타내는 배치도,
도 23은 국소 배기덕트 및 이 배기덕트와 연통하는 배기덕트 구멍을 나타내는 도,
도 24는 본 발명의 제 5 실시형태의 도금장치를 나타내는 도금처리부의 배치도,
도 25는 도 24에 나타내는 도금장치에 사용되는 도금 유닛을 나타내는 단면도,
도 26은 도 24에 나타내는 도금장치에 사용되는 다른 도금 유닛을 나타내는 단면도,
도 27은 본 발명의 제 6 실시형태의 도금장치를 나타내는 도금처리부의 배치도,
도 28은 도 27에 나타내는 도금장치에 사용되는 도금 유닛을 나타내는 단면도,
도 29a 내지 도 29e는 기판상에 범프(돌기형상 전극)을 형성하는 과정을 공정 순서대로 나타내는 단면도,
도 30은 종래의 도금장치의 개략도이다.
본 발명은 기판의 피도금처리면에 도금을 실시하는 도금장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 웨이퍼 등의 표면에 설치된 미세한 배선용 홈이나 플러그, 레지스트 개구부에 도금막을 형성하거나, 반도체 웨이퍼의 표면에 반도체칩과 기판을 전기적으로 접속하는 범프(돌기형상 전극)를 형성하는 데 사용하기 적합한 도금장치 및 방법에 관한 것이다.
도 30은 종래의 일반적인 반도체기판에 구리 등의 도금을 행하는 도금장치의 개략구성을 나타낸다. 도 30에 나타내는 바와 같이 종래의 기판도금장치는 도금액(Q)을 수용하여 반도체 웨이퍼 등의 기판(W)과 양극 전극(412)을 서로 대면하도록 배치하는 도금 탱크(411)를 구비하고 있다. 그리고 기판(W)과 양극 전극(412)사이에 도금전원(413)을 접속하고, 소정의 전압을 인가함으로써 양극 전극(412)인 구리판 등으로부터 이온화한 전류를 형성하여 기판(W)의 표면(피도금처리면)에 도금막을 형성하도록 구성되어 있다. 즉 기판(W)은 기판홀더(414)에 착탈 자유롭게 유지되고, 예를 들면 인을 함유한 구리로 이루어지는 양극 전극(412)과의 사이에 도금 전류가 흘러 구리가 이온화하여 도금전류에 의해 운반되어 기판(W)의 표면에 부착함으로써 도금막이 형성된다. 도금 탱크(411)의 벽면(415)을 흘러넘친 도금액(Q)은 포집탱크(416)에 회수되어 펌프(420), 온도조정 탱크(421), 필터(422) 및 유량계(423) 등으로 이루어지는 도금액 순환계를 거쳐 다시 도금 탱크(411)에 주입된다.
반도체 웨이퍼 등의 기판에 설치된 미세한 배선홈이나 플러그, 또는 습윤성이 나쁜 레지스트의 개구부 중에 도금막을 형성하는 경우, 도금액이나 전처리액이 이 미세한 배선홈이나 플러그, 레지스트의 개구부 내로 침입하지 않고, 이들 배선홈이나 플러그, 레지스트의 개구부 내에 기포가 남는다는 문제가 있어 도금결핍, 도금누락의 원인으로 되어 있었다.
종래, 이 도금결핍, 도금누락을 방지하기 위하여 도금액에 계면활성제를 가하여 도금액의 표면 장력을 낮춤으로써 피도금 기판의 미세한 배선홈이나 플러그, 레지스트의 개구부로의 도금액의 침입을 도모하고 있었다. 그러나 표면 장력이 저하함으로써 도금액 순환중에 기포가 발생하기 쉽다는 문제가 있다. 또 도금액에 새로운 계면활성제를 가함으로써 도금 석출에 이상이 생겨 도금막으로의 유기물의 혼입이 증가하여 도금막의 특성에 악영향을 미칠 염려가 있는 등의 문제가 있었다.
한편, 예를 들면 TAB(Tape Automated Bonding)나 플립칩에 있어서는 배선이 형성된 반도체칩의 표면의 소정개소(전극)에 금, 구리, 땜납, 또는 니켈, 나아가서는 이들을 다층으로 적층한 돌기형상 접속전극(범프)을 형성하고, 이 범프를 거쳐 기판전극이나 TAB 전극과 전기적으로 접속하는 것이 널리 행하여지고 있다. 이 범프의 형성방법으로서는 전해도금법, 증착법, 인쇄법, 볼범프법이라는 여러가지의 방법이 있으나, 반도체칩의 I/O 수의 증가, 미세 피치화에 따라 미세화가 가능하고 성능이 비교적 안정되어 있는 전해도금법이 많이 사용되게 되어 가고 있다.
여기서 전해도금법은 반도체 웨이퍼 등의 기판의 피도금 처리면을 하향(페이스다운)으로 하여 수평으로 두고, 도금액을 밑으로부터 뿜어 올려 도금을 실시하는 분류식 또는 컵식과, 도금 탱크의 속에 기판을 수직으로 세워 도금액을 도금 탱크의 밑으로부터 주입하여 흘러 넘치게 하면서 기판을 도금액 중에 침지시켜 도금을 실시하는 딥식으로 크게 구별된다. 딥방식을 채용한 전해도금법은 도금의 품질에 악영향을 미치는 기포의 빠짐이 좋고, 풋프린트가 작을 뿐만 아니라, 웨이퍼 크기의 변경에 용이하게 대응할 수 있다는 이점을 가지고 있고, 매립 구멍의 치수가 비교적 커서 도금에 상당한 시간을 요하는 범프도금에 적합하다고 생각된다.
즉, 배선이 형성된 기판의 소정위치에 범프를 형성할 때에는 도 29a에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 표면에 급전층으로서의 시드층(500)을 성막하고, 이 시드층(500)의 표면에, 예를 들면 높이(H)가 20 내지 120㎛인 레지스트(502)를 전면에 도포한 다음에 이 레지스트(502)의 소정의 위치에 예를 들면 지름(D)이 20 내지 200㎛ 정도의 개구부(502a)를 설치하고, 이 상태에서 기판(W)의 표면에 도금을 실시함으로써 개구부(502a) 내에 도금막(504)을 성장시켜 범프(506)를 형성하도록 하고 있다(도 29b 내지 도 29e 참조). 그러나 페이스 다운방식을 채용한 전해도금법으로 기판(W)에 범프(506)를 형성하면, 특히 레지스트(502)가 소수성(疏水性)인 경우, 도 29a에 가상선으로 나타내는 바와 같이 도금액 중에 기포(508)가 생겨 이 기포(508)가 개구부(502a) 내에 남기 쉽게 된다.
한편, 종래의 딥방식을 채용한 전해도금장치에 있어서는, 기포가 빠지기 쉽게 할 수 있는 반면, 반도체 웨이퍼 등의 기판을 그 끝면과 이면을 밀봉하여 표면(피도금 처리면)을 노출시켜 유지하는 기판홀더를 구비하고, 이 기판홀더를 기판마다 도금액 중에 침지시켜 기판의 표면에 도금을 실시하도록 하고 있기 때문에 기판의 로드로부터 도금처리, 나아가서는 도금 후의 언로드까지를 완전히 자동화하는 것이 곤란할 뿐만 아니라, 도금장치로서 매우 넓은 점유면적을 차지해버린다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 도금액에 계면활성제를 가하는 일 없이 기판에 형성된 미세한 배선홈이나 플러그, 레지스트의 개구부에 도금액을 침입시킬 수 있어, 도금부족, 도금누락이 발생하지 않는 도금을 행할 수 있는 도금 장치 및 방법을 제공하는 것을 제 1 목적으로 한다.
또 기포의 빠짐이 비교적 좋은 딥방식을 채용하여 넓은 점유면적을 차지하는 일 없이 범프 등의 돌기형상 전극에 적합한 금속 도금막을 자동적으로 형성할 수 있도록 한 도금장치를 제공하는 것을 제 2 목적으로 한다.
본 발명의 도금장치의 제 1 실시형태는 기판의 끝부 및 이면을 기밀하게 밀봉하여 표면을 노출시켜 유지하는 개폐 자유로운 기판홀더와, 도금액 중에 애노드를 침지시켜 그 도금액을 유지하는 도금 탱크와, 상기 도금 탱크 내에 위치하여 상기 애노드와 상기 기판홀더로 유지한 기판 사이에 배치되는 격막과, 상기 도금 탱크 내의 상기 격막으로 구획된 각 영역 내에 도금액을 순환시키는 도금액 순환계와, 상기 도금액 순환계의 적어도 한쪽에 설치된 탈기장치를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 기판과 양극 전극(애노드) 사이에 이온교환막 또는 다공질 중성 격막 등의 격막을 배치함으로써 양극 전극측에서 발생한 파티클이 격막에 의해 기판측으로 흐르는 것을 방지할 수 있다.
그리고 도금 탱크 내의 격막으로 구획된 각 영역 내에 도금액을 순환시키는 도금액 순환계의 적어도 한쪽에 탈기장치를 구비하고, 도금액 중의 기체를 탈기하여 도금을 행하도록 함으로써 도금액의 용존기체 농도를 낮게 유지할 수 있어 기포가 생기기 어렵고 도금부족이 없는 도금을 행할 수 있다.
여기서 상기 탈기장치의 하류 측에 도금액의 용존산소 농도를 모니터하는 장치를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 도금액 순환계통에 용존산소계를 구비하고, 용존산소계에 의해 용존기체를 관리함으로써 도금액의 용존기체 농도를 일정하게 유지할 수 있어 항상 안정된 고품질의 도금을 행할 수 있다.
또 상기 탈기장치는 적어도 탈기막과 진공펌프를 가지고 있고, 이 탈기장치의 감압측의 압력을 제어하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 도금액 중으로부터 용이하게 용존기체의 탈기를 행할 수 있다.
본 발명의 기판도금방법은 도금 탱크 내에 유지한 도금액 중에 침지시킨 기판과 애노드 사이에 격막을 배치하고, 이 격막으로 구획된 도금 탱크의 각 영역 내에 도금액을 순환시켜 전해도금을 행함에 있어서 탈기장치를 거쳐 용존산소 농도가 4 mg/ℓ(4 ppm)으로부터 1 ㎍/ℓ(1 ppb) 사이가 되도록 도금액을 관리하면서 도금하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 도금장치의 제 2 실시형태는, 기판을 수납한 카세트를 탑재하는 카세트 테이블과, 기판의 끝부 및 이면을 기밀하게 밀봉하여 표면을 노출시켜 유지하는 개폐 자유로운 기판홀더와, 상기 기판홀더를 얹어 놓고 기판의 착탈을 행하는 기판 착탈부와, 상기 카세트 테이블과 상기 기판 착탈부 사이에서 기판을 반송하는 기판 반송장치와, 기판을 수직으로 세워 상기 기판홀더와 함께 수납하여 밑으로부터 도금액을 주입하여 애노드와 대면하는 기판의 표면에 도금을 실시하는 도금 탱크와, 상기 기판홀더를 파지하여 승강 자유로운 반송기를 구비하고, 상기 기판 착탈부와 상기 도금 탱크 사이에서 상기 기판홀더를 반송하는 기판홀더 반송장치를 가지는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여 기판을 수납한 카세트를 카세트 테이블에 세트하여 장치를 시동함으로써 딥방식을 채용한 전해도금을 전자동으로 행하여 기판의 표면에 범프 등에 적합한 금속 도금막을 자동적으로 형성할 수 있다.
상기 도금 탱크는 예를 들면 내부에 1매의 기판을 수납하여 도금을 실시하도록 한 복수의 도금 유닛을 내부에 공전해용 전극을 배치한 오버플로우 탱크 내에 수납하여 구성되어 있다. 이에 의하여 오버플로우 탱크에 도금 탱크로서의 역할을 하게 하여 각 도금 유닛 사이에 있어서의 도금막의 불균일을 없앰과 함께 공전해의 전극면을 크게 하여 공전해의 효율을 높이고, 또한 순환하는 도금액의 많은 부분이 공전해부를 통과하도록 하여, 균일한 도금액 상태를 형성하기 쉽게 할 수 있다.
상기 각 도금 유닛의 내부에 상기 애노드와 기판 사이에 위치하여 도금액을 교반하는 퍼들을 왕복이동 자유롭게 배치하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 퍼들을 거쳐 기판의 표면을 따른 도금액의 흐름을 상기 표면의 전면에서 더욱 균등하게 하여 기판의 전면에 걸쳐 더욱 균일한 막두께의 도금막을 형성할 수 있다.
상기 기판홀더 반송장치의 상기 도금 탱크를 사이에 끼운 반대측에 상기 퍼들을 구동하는 퍼들 구동장치를 배치하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 기판홀더 반송장치나 퍼들 구동장치의 메인티넌스의 편의를 도모할 수 있다.
다른 종류의 도금을 행하는 도금 탱크를 구비하고, 이들 각 도금 탱크는 각 도금을 행하는 도금 유닛을 각 오버플로우 탱크 내에 각각 수납하여 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의하여 예를 들면 구리 - 니켈 - 땜납이라는 다층 범프를 일련의 처리로 형성할 수 있다.
상기 도금 탱크의 일 측면을 따른 위치에 국소 배기덕트를 설치하여도 좋다. 이에 의하여 국소 배기덕트 방향을 향하는 일 방향의 공기의 흐름을 발생시켜 이 흐름에 도금 탱크로부터 증발한 증기를 실음으로써 이 증기에 의한 반도체 웨이퍼 등의 오염을 방지할 수 있다.
상기 기판 착탈부와 도금 탱크 사이에 상기 기판홀더를 세로로 놓아 수납하는 스토커를 배치하고, 상기 기판홀더 반송장치는 제 1 반송기와 제 2 반송기를 가지도록 하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 반송을 각각의 반송기로 행함으로써 기판홀더의 반송을 원활하게 행하여 스루풋을 향상시킬 수 있다.
상기 기판 착탈부는 상기 기판홀더에 기판을 장착하였을 때의 이 기판과 접점과의 접촉상태를 확인하는 센서를 구비하고, 상기 제 2 반송기는 상기 기판과 접점과의 접촉상태가 양호한 것만을 다음 공정으로 반송하도록 하여도 좋다. 이에 의하여 기판홀더에 기판을 장착하였을 때에 상기 기판과 접점 사이에 접촉불량이 생겨도 장치를 정지시키는 일 없이 도금작업을 계속할 수 있다. 이 접촉불량을 일으킨 기판에는 도금처리가 실시되지 않으나, 이 경우에는 카세트를 되돌린 다음에 도금 미처리 기판을 카세트로부터 배제함으로써 이에 대처할 수 있다.
상기 기판홀더 반송장치는 상기 반송기의 이동방식으로서 리니어 모터 방식을 채용하고 있는 것이 바람직하다. 이에 의하여 장거리 이동을 가능하게 함과 동시에, 장치의 전체 길이를 더욱 짧게 하고, 또한 긴 폴나사 등의 정밀도와 메인티넌스를 요하는 부품을 줄일 수 있다.
상기 스토커와 상기 도금 탱크 사이에 프리습식 탱크, 블로우 탱크 및 수세 탱크를 배치하여도 좋다. 이에 의하여 먼저 기판을 프리습식 탱크 내에서 순수에 침지하여 표면을 적셔 친수성을 좋게 한 다음에 도금을 행하고, 그 다음에 수세 탱크에서 순수로 세정하여 블로우 탱크에서 세정 후의 물 떨굼을 행한다는 일련의 도금처리를 동일 설비 내에서 연속하여 행할 수 있다. 또한, 땜납이나 구리 등, 산화되어 산화막이 생기는 금속의 도금을 행하는 경우에는 프리습식 탱크의 후단에 프리소크 탱크를 배치하고, 이 프리소크 탱크에서 시드층 표면의 산화막을 약액에 의해 에칭 제거하고 나서 도금을 실시하는 것이 바람직하다.
상기 기판 착탈부는 상기 기판홀더를 2개 가로방향으로 슬라이드 자유롭게 병렬하여 얹어 놓을 수 있도록 구성되어 있어도 좋다. 이에 의하여 기판홀더를 개폐시키는 개폐기구가 1대로 됨과 동시에 기판 반송 장치를 가로로 이동시킬 필요를 없앨 수 있다.
본 발명의 돌기형상 전극형성용 도금장치의 제 1 실시형태는, 배선이 형성된 기판의 위에 돌기형상 전극을 형성하는 도금장치로서, 기판 카세트를 놓는 카세트 테이블과, 기판에 도금을 실시하는 도금 탱크와, 도금된 기판을 세정하는 세정장치와, 세정된 기판을 건조시키는 건조장치와, 도금 탱크 내의 도금액을 탈기하는 탈기장치와, 도금액의 성분을 분석하여 이 분석결과에 의거하여 도금액에 성분을 추가하는 도금액 관리장치와, 기판을 반송하는 기판 반송 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 돌기형상 전극형성용 도금장치의 제 2 실시형태는, 배선이 형성된 기판의 위에 돌기형상 전극을 형성하는 도금장치로서, 기판 카세트를 놓는 카세트 테이블과, 기판에 대하여 습윤성을 좋게 하기 위한 프리습식 처리를 실시하는 프리습식 탱크와, 이 프리습식 탱크에서 프리습식 처리를 실시한 기판에 도금을 실시하는 도금 탱크와, 도금된 기판을 세정하는 세정장치와, 세정된 기판을 건조시키는 건조장치와, 도금 탱크 내의 도금액을 탈기하는 탈기장치와, 기판을 반송하는 기판 반송 장치를 구비한 것을 특징으로 하다.
본 발명의 돌기형상 전극형성용 도금장치의 제 3 실시형태는, 배선이 형성된 기판의 위에 돌기형상 전극을 형성하는 도금장치로서, 기판 카세트를 놓는 카세트 테이블과, 기판에 대하여 프리소크 처리를 실시하는 프리소크 탱크와, 이 프리소크 탱크에서 프리소크 처리를 실시한 기판에 도금을 실시하는 도금 탱크와, 도금된 기판을 세정하는 세정장치와, 세정된 기판을 건조시키는 건조장치와, 도금 탱크 내의 도금액을 탈기하는 탈기장치와, 기판을 반송하는 기판 반송 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 돌기형상 전극형성용 도금장치의 제 4 실시형태는, 적어도 두 종류 이상의 금속을 도금하여 기판의 위에 돌기형상 전극을 형성하는 도금장치로서, 상기 각 금속의 도금을 개별로 실시하는 복수의 도금 탱크와, 기판을 반송하는 기판 반송 장치를 구비하고, 상기 복수의 도금 탱크는 상기 기판 반송 장치의 기판 반송 경로를 따라 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 돌기형상 전극형성용 도금장치이다.
본 발명의 돌기형상 전극형성용 도금장치의 제 5 실시형태는, 배선이 형성된 기판의 위에 돌기형상 전극을 형성하는 도금장치로서, 기판 카세트를 놓는 카세트 테이블과, 기판에 도금을 실시하는 도금 탱크와, 도금된 기판을 세정하는 세정장치와, 세정된 기판을 건조시키는 건조장치와, 도금 탱크 내의 도금액을 탈기하는 탈기장치와, 상기 도금 후의 기판을 어닐링하는 어닐링부와, 기판을 반송하는 기판 반송 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 돌기형상 전극형성용 도금방법의 제 1 실시형태는, 배선이 형성된 기판의 위에 돌기형상 전극을 형성함에 있어서 카세트로부터 인출한 기판을 기판홀더로 유지하는 공정과, 이 기판홀더로 유지한 기판에 프리습식 처리를 실시하는 공정과, 이 프리습식 후의 기판을 기판홀더별로 도금액 중에 침지시켜 기판의 표면에 도금을 실시하는 공정과, 이 도금 후의 기판을 기판홀더별로 세정하여 건조하는 공정과, 이 세정·건조 후의 기판을 기판홀더로부터 인출하여 기판만을 건조하는 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 돌기형상 전극형성용 도금방법의 제 2 실시형태는, 배선이 형성된 기판의 위에 돌기형상 전극을 형성함에 있어서, 카세트로부터 인출한 기판을 기판홀더로 유지하는 공정과, 이 기판홀더로 유지한 기판에 프리소크 처리를 실시하는 공정과, 이 프리소크 후의 기판을 기판홀더별로 도금액 중에 침지시켜 기판의 표면에 도금을 실시하는 공정과, 이 도금 후의 기판을 기판홀더별로 세정하여 건조하는 공정과, 이 세정·건조 후의 기판을 기판홀더로부터 인출하여 기판만을 건조하는 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시형태의 도금장치를 도 1 내지 도 28을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 도금장치의 구성예를 나타낸다. 도 1에 나타내는 바와 같이 본 기판도금장치는 도금전원(313)에 접속된 음극[기판(W)]과 양극 전극(애노드)(312) 사이에 격막으로서의 양이온 교환막(318)을 배치하고 있다. 여기서 양이온 교환막(격막)(318)은 도금 탱크(311)의 내부를 기판(W)의 배치영역(T1)과, 양극 전극(312)의 배치영역(T2)영역의 2영역으로 구분하고 있다. 이 실시형태의 도금장치는 기판(W)의 표면(피도금 처리면)에 Cu 도금막을 형성하는 Cu 도금장치로서, 양극 전극(312)을 용해성의 양극 전극으로 하고 도금액을 황산구리용액으로 하고 있다. 기판(W)은 기판홀더(314)에 이면 측을 수밀적으로 밀봉한 상태에서 착탈 자유롭게 유지되어 도금액(Q) 중에 침지된다.
양이온 교환막(318)은 용해성의 양극 전극(312)으로부터 용해된 Cu 이온만을 투과하므로 양극 전극(312)으로부터 용해되어 오는 불순물을 양이온 교환막(318)으로 차단하는 것이 가능해진다. 이에 의하여 양이온 교환막(318)으로 구분된 기판(W)측 영역(T1)의 도금액(Q) 중의 파티클을 아주 적게 하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 예에서는 기판(W)과 양극 전극(312) 사이에 양이온 교환막(318)을 배치한 예를 나타내고 있으나, 이 양이온 교환막(318)을 대신하여 미립자 제거작용을 가지는 다공질 중성 격막을 사용하여도 동일한 작용효과가 얻어진다.
상기 양이온 교환막(318)은 전기에너지에 의해 이온을 선택적으로 투과 분리시키는 성질을 가지며 시판의 것을 사용할 수 있다. 이 양이온 교환막(318)으로서는 예를 들면 주식회사 아사히유리 제품의 상품명「세레미온」 등을 들 수 있다. 또 다공질 중성 격막으로서는 합성수지로 이루어지는 매우 작고 균일한 구멍지름을 가지는 다공질막이 사용된다. 예를 들면 유아사 아이오닉스 주식회사 제품의 골재에 폴리에스테르 부직포를 사용하여 막 재질이 폴리플루오르화 비닐리덴 + 산화 티탄의 상품명「YUMICRON」을 들 수 있다.
도금 탱크(311)의 기판(W)측에는 도금 탱크(311)의 벽부(315)를 흘러넘친 도금액(Q)을 포집탱크(316)에 모아 이것을 진공펌프(320)에 의해 온도조정 탱크(321), 여과필터(322), 탈기유닛(탈기장치)(328), 용존산소 농도 측정장치(340), 유량계(323)를 거쳐 도금 탱크(311)의 기판(W)측 영역(T1)으로 순환시키는 제 1 도금액 순환계(C1)가 구비되어 있다. 여기서 온도조정 유닛(321)은 도금액(Q)의 온도를 소정의 온도로 일정하게 유지함으로써 도금막의 성장속도를 안정화시킨다. 여과필터(322)는 도금액(Q) 중의 파티클을 제거하고, 이에 의하여 도금 탱크(311) 내에 주입되는 도금액(Q)으로부터 파티클을 제거한다.
탈기유닛(328)은 도금액 순환유로(C1)를 따라 흐르는 도금액(Q) 중으로부터 용존기체를 제거하는 탈기장치이다. 탈기유닛(328)은 도금액(Q)의 유로에 대하여 액체를 투과시키지 않고 기체만을 투과하는 격막을 거쳐 액 중에 존재하는 산소, 공기, 탄산가스 등의 각종 용존기체를 제거하는 진공펌프(329)를 구비하고 있다. 즉 진공펌프(329)로 탈기유닛(328) 중의 격막을 통하여 도금액 중의 용존기체를 탈기한다. 도금액 순환유로(C1)에는 도금액 순환유로(C1)를 따라 흐르는 도금액 중의 용존산소 농도를 계측하여 모니터하는 용존산소 농도 측정장치(340)가 배치되어 있다. 그리고 이 계측결과에 의거하여 도시 생략한 제어장치에 의해 진공펌프(329)의 회전속도를 제어하는 것 등에 의해 탈기유닛(328)의 감압측 압력을 조정할 수 있다. 이와 같은 방법으로 도금액 중의 용존기체 농도를 임의로 조정하는 것이 가능하다. 용존산소 농도로서는 4mg/ℓ(4ppm) 내지 1 ㎍/ℓ(1 ppb) 정도로 제어하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 도금액 중의 용존하는 기포를 거의 제로로 할 수 있어 양호한 도금막의 형성을 행할 수 있다.
유량계(323)는 도금액 순환계(C1)를 따라 흐르는 도금액(Q)의 순환유량을 계측하고, 도시 생략한 제어장치에 이 신호를 전달한다. 제어장치에서는 진공펌프(320)의 속도를 제어하는 것 등에 의해 도금액 순환계(C1)를 순환하는 도금액(Q)의 양을 소정의 일정치로 유지하고, 이에 의하여 도금 탱크(311)에 있어서 안정된 도금이 행하여진다.
도금 탱크(311)의 양이온 교환막(격막)(318)의 양극 전극(312)측에는 도금 탱크(311)를 흘러넘친 도금액(Q)을 펌프(320)로 온도조정 탱크(321), 여과필터(322), 유량계(323)를 통하여 도금 탱크(311)의 양극 전극측 영역(T2)으로 순환시키는 제 2 도금액 순환계(C2)가 구비되어 있다. 여기서 제 2 도금액 순환계(C2)를 따라 흐르는 도금액(Q)의 유량은 유량계(323)에서 계측된다. 그리고 도시 생략한 제어장치로 진공펌프(320)의 속도를 제어하는 등의 방법에 의해 순환유량을 일정하게 유지하도록 제어된다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태의 도금장치를 나타낸다. 이 실시형태에 있어서는 양이온 교환막(격막)(318)의 양극 전극측에 구비한 제 2 도금액 순환계(C2)에도 탈기유닛(탈기장치)(328) 및 용존산소 농도 측정장치(340)를 배치하고 있다. 이에 의하여 도금 탱크(311)의 양이온 교환막(318)을 사이에 둔 기판(W)측 영역(T1)과 양극 전극(312)측 영역(T2)의 양쪽에서 각각 도금액(Q)을 순환시키면서 탈기를 행하고 있다. 따라서 도 1에 나타내는 실시형태에 대하여 또한 도금액 중의 기포량을 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 도시는 생략하였으나, 양이온 교환막(격막)(318)의 양극 전극(312) 측에 구비한 도금액 순환계(C2)에만 탈기유닛(탈기장치)(328)을 배치하고, 기판(W)측에 구비한 도금액 순환계(C1)는 탈기유닛(탈기장치)(328)을 생략하여도 된다. 이에 의해서도 도금액 중의 구리이온은 양극 전극(312)측으로부터 기판(W)측으로 전류에 의해 운반됨으로 용존기체량이 매우 적은 도금액을 기판측에 공급할 수 있다.
상기한 바와 같이 도금 탱크(311)의 도금액 순환계(C1 및/또는 C2)에 탈기유닛(328)을 설치함으로써 도금 탱크(311)를 흘러넘쳐 포집탱크(316)에 모인 도금액에는 기포가 혼입하나, 탈기유닛(328)을 지남으로써 상기 기포는 제거된다. 그 결과 도금액(Q)의 용존산소 및 각종 용존기체가 제거되고, 이 용존기체에 의한 도금액의 액반응이 방지되어 도금액의 부반응이나 열화를 억제한 안정된 도금환경을 얻을 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 반도체기판에 구리도금을 행하는 예에 대하여 설명하였으나, 피도금물로서는 반도체 웨이퍼에 한정하지 않고, 각종 기판에 적용하는 것이 가능하고, 양극 전극으로서도 구리 이외의 각종 금속을 사용하는 것이 가능하다. 또 탈기장치 및 용존산소 농도 측정장치는 도금액의 순환유로에 배치하는 예에 대하여 설명하였으나, 도금 탱크 중에 배치하도록 하여도 좋다. 이와 같이 본 발명의 취지를 일탈하지 않고 여러가지의 변형 실시예가 가능하다.
상기 실시형태의 도금장치는 양이온 교환막(격막)(318)으로 분리된 도금액 순환계통(C1, C2)의 적어도 한쪽에 탈기유닛(탈기장치)(328)을 구비하고 탈기 후 또는 탈기하면서 도금을 행하도록 한 것으로 최적의 도금조건을 제공할 수 있다. 따라서 양극측 및 음극측 어느 쪽에도 기포가 발생하지 않아 기포에 의한 도금부족이 없고, 또한 효율이 좋은 도금이 가능하다.
또 도금액 순환계(C1, C2)에 용존산소 농도 측정장치(340)를 구비하고, 도금액 중의 용존기체를 관리하도록 함으로써 도금 탱크의 도금액의 용존기체를 낮게 관리할 수 있고, 기판의 표면(피도금 처리면)에 기포가 생기기 어렵게 되어 안정된 도금을 행할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 제 3 실시형태의 도금장치의 전체 배치도를 나타낸다. 도 3a에 나타내는 바와 같이 상기 도금장치에는 반도체 웨이퍼 등의 기판(W)을 수납한 카세트(10)를 탑재하는 2대의 카세트 테이블(12)과, 기판의 오리프라나 노치 등의 위치를 소정의 방향으로 맞추는 어라이너(14)와, 도금처리 후의 기판을 고속회전시켜 건조시키는 스핀 건조기(16)가 동일 원주방향을 따라 구비되어 있다. 또한, 이 원주의 접선방향을 따른 위치에는 기판홀더(18)를 얹어 놓고 상기 기판홀더(18)의 착탈을 행하는 기판 착탈부(20)가 설치되고, 이 중심위치에는 이들 사이에서 기판을 반송하는 반송용 로봇으로 이루어지는 기판 반송 장치(22)가 배치되어 있다.
또한, 도 3b에 나타내는 바와 같이 기판 반송 장치(22)의 주위에 위치하여 기판(W)의 표면에 도포한 레지스트(502)(도 29a 내지 도 29e 참조)를 박리하여 제거하는 레지스트 박리부(600), 도금 후에 불필요하게 된 시드층(500)(도 29a 내지 도 29e 참조)을 제거하는 시드층 제거부(602), 도금 후의 기판(W)에 열처리를 실시하는 열처리부(604)를 설치하도록 하여도 좋다. 또 이 열처리부(604)를 대신하여 도 3c에 나타내는 바와 같이 도금막(504)(도 29b 내지 도 29d 참조)을 리플로우시키는 리플로우부(606)와, 리플로우 후에 어닐링을 실시하는 어닐링부(608)를 설치하도록 하여도 좋다.
그리고 기판 착탈부(20)측으로부터 순서대로 기판홀더(18)의 보관 및 일시 가설치를 행하는 스토커(24), 기판을 순수에 침지시켜 적심으로써 표면의 친수성을 좋게 하는 프리습식 탱크(26), 기판의 표면에 형성한 시드층 표면의 전기저항이 큰 산화막을 황산이나 염산 등의 약액으로 에칭제거하는 프리소크 탱크(28), 기판의 표면을 순수로 수세하는 제 1 수세 탱크(30a), 세정 후의 기판의 물떰굼을 행하는 블로우 탱크(32), 제 2 수세 탱크(30b) 및 구리도금 탱크(34)가 차례로 배치되어 있다. 이 구리도금 탱크(34)는 오버플로우 탱크(36)의 내부에 복수의 구리도금 유닛(38)을 수납하여 구성되고, 각 구리도금 유닛(38)은 내부에 1개의 기판을 수납하여 구리도금을 실시하도록 되어 있다. 또한, 이 예에서는 구리도금에 대하여 설명하나, 니켈이나 땜납, 또한 금도금에 있어서도 동일함은 물론이다.
또한, 이들 각 기기의 옆쪽에 위치하여 이들 각 기기의 사이에서 기판홀더(18)를 기판(W)과 함께 반송하는 기판홀더 반송장치(기판 반송 장치)(40)가 구비되어 있다. 이 기판홀더 반송장치(40)는 기판 착탈부(20)와 스토커(24) 사이에서 기판을 반송하는 제 1 반송기(42)와, 스토커(24), 프리습식 탱크(26), 프리소크 탱크(28), 수세 탱크(30a, 30b), 블로우 탱크(32) 및 구리도금 탱크(34) 사이에서 기판을 반송하는 제 2 반송기(44)를 가지고 있다.
또 이 기판홀더 반송장치(40)의 오버플로우 탱크(36)를 사이에 둔 반대측에는 각 구리도금 유닛(38)의 내부에 위치하여 도금액을 교반하는 뒤섞음 막대로서의 퍼들(202)(도 20 및 도 21 등 참조)을 구동하는 퍼들 구동장치(46)가 배치되어 있다.
상기 기판 착탈부(20)는 레일(150)을 따라 가로방향으로 슬라이드 자유로운 평판형상의 탑재판(52)을 구비하고 있고, 이 탑재판(52)에 2개의 기판홀더(18)를 수평상태에서 병렬로 얹어 놓고, 이 한쪽의 기판홀더(18)와 기판 반송 장치(22) 사이에서 기판의 주고 받기를 행한 다음에 탑재판(52)을 가로방향으로 슬라이드시켜 다른 쪽의 기판홀더(18)와 기판 반송 장치(22) 사이에서 기판(W)의 주고 받기를 행하도록 되어 있다.
상기 기판홀더(18)는 도 4 내지 도 6에 나타내는 바와 같이 직사각형 평판형상의 고정 유지 부재(54)와, 이 고정 유지 부재(54)에 힌지(56)를 거쳐 개폐 자유롭게 설치한 링형상의 가동 유지 부재(58)를 가지고 있다. 그리고 이 가동 유지 부재(58)의 고정 유지 부재(54)측의 표면에 예를 들면 염화비닐제로 보강재로서 역할을 하게 함과 동시에 조임링(62)과의 미끄러짐을 좋게 한 패킹베이스(59)를 거쳐 링형상으로 한쪽의 다리를 길게 한 대략 ㄷ자형상의 밀봉패킹(60)이 고정 유지 부재(54)측으로 개구하여 설치되고, 고정 유지 부재(54)와 반대측에 조임링(62)이 원주방향을 따른 긴 구멍(62a)과 볼트(64)를 거쳐 회전 자유롭고 탈출 불가능하게 유지되어 있다.
고정 유지 부재(54)에는 가동 유지 부재(54)의 주변부에 위치하도록 역 L 자 형상의 포올(66)이 원주방향을 따라 등간격으로 세워 설치되어 있다. 한편, 조임링(62)의 바깥 둘레면에는 복수의 돌기부(68)가 등간격으로 일체로 성형되어 있음과 동시에 이것을 회전시키기 위한 약간 긴 구멍으로 한 통기구멍(62b)이 도면에서는 3개소에 설치되어 있다. 여기서 상기 돌기부(68)의 상면 및 포올(66)의 하면은 회전방향을 따라 서로 역방향으로 경사지는 테이퍼면으로 되어 있다.
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이에 의하여 가동 유지 부재(58)를 개방한 상태에서 고정 유지 부재(54)의 중앙부에 기판(W)을 위치결정하여 삽입하고 힌지(56)를 거쳐 가동 유지 부재(58)를 폐쇄한 후에 조임링(62)을 시계회전방향으로 회전시켜 조임링(62)의 돌기부(68)를 역 L 자형상의 포올(66)의 내부로 미끄러져 들어가게 함으로써 고정 유지 부재(54)와 가동 유지 부재(58)가 서로 조여져 록되고, 반시계회전방향으로 회전시켜 역 L 자 형상의 포올(66)로부터 조임링(62)의 돌기부(68)를 뽑아냄으로써 이 록을 풀도록 되어 있다.
그리고 이와 같이 하여 가동 유지 부재(58)를 록하였을 때, 도 6에 나타내는 바와 같이 밀봉패킹(60)의 안 둘레면측의 짧은 다리가 기판(W)의 표면에, 바깥 둘레면측의 긴 다리가 고정 유지 부재(54)의 표면에 각각 압접하여 여기를 확실하게 밀봉하도록 되어 있다.
또 도 6에 나타내는 바와 같이 고정 유지 부재(54)에는 외부 전극(도시 생략)에 접속한 도전체(전기접점)(70)가 배치되어 이 도전체(70)의 끝부가 기판(W)의 옆쪽에서 고정 유지 부재(54)의 표면에 노출하도록 되어 있다. 한편, 가동 유지 부재(58)의 상기 도전체(70)의 노출부에 대향하는 위치에는 밀봉패킹(60)의 내부에 위치하여 수납용 오목부(71)가 설치되고, 이 수납용 오목부(71) 내에 횡단면 ㄷ자형상으로 아래쪽으로 개구한 금속접촉조각(72)이 스프링(74)을 거쳐 고정 유지 부재(54)측으로 가세되어 수납되고 있다.
이에 의하여 상기한 바와 같이 하여 가동 유지 부재(58)를 록하면 밀봉패킹(60)으로 밀봉된 위치에서 도전체(70)의 노출부가 금속접촉조각(72)의 바깥 둘레측의 한쪽의 다리과, 이 금속접촉조각(72)의 안 둘레측의 다른쪽의 다리와 기판(W)이 스프링(74)의 탄성력을 거쳐 전기적으로 접속하고, 이에 의하여 밀봉된 상태에서 기판(W)에 급전이 행하여지도록 되어 있다.
또한, 도전체(70) 표면의 적어도 상기 금속접촉조각(72)의 맞닿음면 및 상기 금속접촉조각(72)의 도전체(70) 및 기판(W)의 맞닿음면의 적어도 한쪽은 예를 들면 금 또는 백금도금을 실시하여 이들 각 부를 금속으로 피복하는 것이 바람직하다. 또 이들을 내식성이 우수한 스테인레스제로 하여도 좋다.
가동 유지 부재(58)의 개폐는 도시 생략한 실린더와 가동 유지 부재(58)의 자중(自重)에 의해 행하여진다. 즉 고정 유지 부재(54)에는 통기구멍(54a)이 설치되고, 탑재판(52)의 위에 기판홀더(18)를 얹어 놓았을 때에 상기 통기구멍(54a)에 대향하는 위치에 실린더가 설치되어 있다. 이에 의하여 실린더로드를 신장시켜 통기구멍(54a)을 통하여 가동 유지 부재(58)를 위쪽으로 밀어 올림으로써 가동 유지 부재(58)를 개방하여 실린더로드를 수축시킴으로써 가동 유지 부재(58)를 그 스스로의 무게로 폐쇄하도록 되어 있다.
이 예에 있어서는 조임링(62)을 회전시킴으로써 가동 유지 부재(58)의 록·언록을 행하도록 되어 있으나, 이 록·언록기구는 천정측에 설치되어 있다. 즉 이 록·언록기구는 탑재판(52)위에 기판홀더(18)를 얹어 놓았을 때 이 중앙측에 위치하는 기판홀더(18)의 조임링(62)의 각 통기구멍(62b)에 대응하는 위치에 위치시킨 핀을 가지고, 탑재판(52)를 상승시켜 통기구멍(62b) 내에 핀을 삽입한 상태에서 핀을 조임링(62)의 축심 주위로 회전시킴으로써 조임링(62)을 회전시키도록 구성되어 있다. 이 록·언록기구는 1개 구비되어 탑재판(52)위에 얹어 놓은 2개의 기판홀더(18)의 한쪽을 록(또는 언록)한 다음에 탑재판(52)을 가로방향으로 슬라이드시켜 다른쪽의 기판홀더(18)를 록(또는 언록)하도록 되어 있다.
또 기판홀더(18)에는 기판(W)을 장착하였을 때의 이 기판(W)과 접점의 접촉상태를 확인하는 센서가 구비되고, 이 센서로부터의 신호가 제어기(도시 생략)에 입력되도록 되어 있다.
기판홀더(18)의 고정 유지 부재(54)의 끝부에는 기판홀더(18)를 반송하거나, 매달아 지지할 때의 지지부가 되는 한 쌍의 대략 T자 형상의 핸드(76)가 연달아 접속되어 있다. 그리고 스토커(24) 내에 있어서는 이 둘레벽 상면에 핸드(76)의 돌출끝부를 걸음으로써 이것을 수직으로 매달아 유지하고, 이 매달아 유지한 기판홀더(18)의 핸드(76)를 기판홀더 반송장치(40)의 반송기(42)로 파지하여 기판홀더(18)를 반송하도록 되어 있다. 또한 프리습식 탱크(26), 프리소크 탱크(28), 수세 탱크(30a, 30b), 블로우 탱크(32) 및 구리도금 탱크(34) 내에 있어서도 기판홀더(18)는 핸드(76)를 거쳐 그들 둘레벽에 매달아 유지된다.
도 7 및 도 8은 기판홀더 반송장치(40)의 주행부인 리니어 모터부(80)를 나타내는 것으로, 이 리니어 모터부(80)는 긴 형상으로 연장되는 베이스(82)와, 이 베이스(82)를 따라 주행하는 2대의 슬라이더(84, 86)로 주로 구성되고, 이 각 슬라이더(84, 86)의 상면에 반송기(42, 44)가 탑재되어 있다. 또 베이스(82)의 측부에는 케이블 베어 브래킷(88)과 케이블 베어 받이(90)가 설치되고, 이 케이블 베어 브래킷(88)과 케이블 베어 받이(90)를 따라 케이블 베어(92)가 연장되도록 되어 있다.
이와 같이 반송기(42, 44)의 이동방식으로서 리니어 모터 방식을 채용함으로써 장거리이동을 가능하게 함과 동시에, 반송기(42, 44)의 길이를 짧게 억제하여 장치의 전체 길이를 더욱 짧게 하고, 또한 긴 볼나사 등의 정밀도와 메인티넌스를 요하는 부품을 줄일 수 있다.
도 9 내지 도 12는 반송기(42)를 나타낸다. 또한, 반송기(44)도 기본적으로 동일한 구성이므로 여기서는 설명을 생략한다. 이 반송기(42)는 반송기 본체(100)와 이 반송기 본체(100)로부터 가로방향으로 돌출하는 아암부(102)와, 아암부(102)를 승강시키는 아암부 승강기구(104)와, 아암부(102)를 회전시키는 아암부 회전기구(106)와, 아암부(102)의 내부에 설치되어 기판홀더(18)의 핸드(76)를 착탈 자유롭게 파지하는 파지기구(108)로 주로 구성되어 있다.
아암부 승강기구(104)는 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이 연직방향으로 연장되는 회전 자유로운 볼나사(110)와, 이 볼나사(110)에 나사결합되는 너트(112)를 가지고, 이 너트(112)에 LM 베이스(114)가 연결되어 있다. 그리고 반송기 본체(100)에 고정한 승강용 모터(116)의 구동축에 고정한 구동풀리(118)와 볼나사(110)의 상단에 고정한 종동풀리(120) 사이에 타이밍벨트(122)가 걸쳐져 있다. 이에 의해 승강용 모터(116)의 구동에 따라 볼나사(110)가 회전하고, 이 볼나사(110)에 나사결합되는 너트(112)에 연결한 LM 베이스(114)가 LM 가이드를 따라 상하로 승강하도록 되어 있다.
아암부 회전기구(106)는 도 10에 가상선으로 나타내는 바와 같이 내부에 회전축(130)을 회전 자유롭게 수납하여 설치대(132)를 거쳐 LM 베이스(114)에 고정한 슬리브(134)와, 이 슬리브(134)의 끝부에 모터베이스(136)를 거쳐 설치한 회전용 모터(138)를 가지고 있다. 그리고 이 회전용 모터(138)의 구동축에 고정한 구동풀리(140)와 회전축(130)의 끝부에 고정한 종동풀리(142) 사이에 타이밍벨트(144)가 걸쳐져 있다. 이에 의해 회전용 모터(138)의 구동에 따라 회전축(130)이 회전하도록 되어 있다. 그리고 아암부(102)는 이 회전축(130)에 커플링(146)을 거쳐 연결되어 회전축(130)과 일체가 되어 승강하여 회전하도록 되어 있다.
아암부(102)는 도 10의 가상선, 도 11 및 도 12에 나타내는 바와 같이 회전축(130)에 연결되어 이 회전축(130)과 일체로 회전하는 한 쌍의 측판(150, 150)을 구비하고, 이 측판(150, 150) 사이에 파지기구(108)가 배치되어 있다. 또한, 이 예에서는 2개의 파지기구(108)가 구비되어 있으나, 이들은 동일한 구성이므로 한쪽만을 설명한다.
파지기구(108)는 끝부를 측판(150, 150) 사이에 폭방향 자유롭게 수납한 고정홀더(152)와, 이 고정홀더(152)의 내부를 삽입시킨 가이드샤프트(154)와, 이 가이드 샤프트(154)의 한쪽 끝(도 12에 있어서의 하단)에 연결한 가동홀더(156)를 가지고 있다. 그리고 고정홀더(152)는 한쪽의 측판(150)에 설치한 폭방향 이동용 실린더(158)에 실린더 죠인트(160)를 거쳐 연결되어 있다. 한편 가이드 샤프트(154) 의 다른쪽 끝(도 12에 있어서의 상단)에는 샤프트홀더(162)가 설치되고, 이 샤프트홀더(162)는 상하 이동용 실린더(166)에 실린더커넥터(164)를 거쳐 연결되어 있다.
이에 의하여 폭방향 이동용 실린더(158)의 작동에 따라 고정홀더(152)가 가동홀더(156)와 함께 측판(150, 150) 사이를 그 폭방향으로 이동하고, 상하 이동용 실린더(166)의 작동에 따라 가동홀더(156)가 가이드 샤프트(154)에 가이드되면서 상하로 이동하도록 되어 있다.
이 파지기구(108)로 스토커(24) 등에 매달아 유지한 기판홀더(18)의 핸드(76)를 파지할 때에는 핸드(76)와의 간섭을 방지하면서 가동홀더(156)를 이 아래 쪽까지 내리고 그런 다음에 폭방향 이동용 실린더(158)를 작동시켜 고정홀더(152)와 가동홀더(156)를 핸드(76)를 상하로부터 끼우는 위치에 위치시킨다. 이 상태에서 상하 이동용 실린더(166)를 작동시켜 가동홀더(156)를 고정홀더(152)와 가동홀더(156)로 끼워 유지하여 파지한다. 그리고 이 반대의 동작을 행하게 함으로써 이 파지를 해제한다.
또한, 도 4에 나타내는 바와 같이 기판홀더(18)의 핸드(76)의 한쪽에는 오목부(76a)가 설치되고, 가동홀더(156)의 상기 오목부(76a)에 대응하는 위치에는 이 오목부(76a)에 끼워 맞추어지는 돌기(168)가 설치되어 이 파지를 확실한 것으로 할 수 있도록 구성되어 있다.
도 13 내지 도 16은 4개의 구리도금 유닛(38)을 2열로 수납한 구리도금 탱크(34)를 나타낸다. 또한, 도 3에 나타내는 8개의 구리도금 유닛(38)을 2열로 수용하도록 한 구리도금 탱크(34)도 기본적으로는 동일한 구성이다. 구리도금 유닛을 더 이상 늘리더라도 마찬가지다.
이 구리도금 탱크(34)는 위쪽으로 개구한 직사각형 박스형상으로 형성된 오버플로우 탱크(36)를 구비하고, 이 오버플로우 탱크(36)의 둘레벽(170)의 상단은 이 내부에 수납하는 각 구리도금 유닛(38)의 둘레벽(172)의 상단(180)보다도 위쪽으로 돌출하 도록 구성되어 있다. 그리고 이 내부에 구리도금 유닛(38)을 수납하였을 때에 구리 도금 유닛(38)의 주위에 도금액 유로(174)가 형성되고, 이 도금액 유로(174)에 펌프 흡입구(178)가 설치되어 있다. 이에 의해 구리도금 유닛(38)을 흘러넘친 도금액은 도금액 유로(174)를 흘러 펌프 흡입구(178)로부터 외부로 배출되도록 되어 있다. 또한 이 오버플로우 탱크(36)에는 각 도금 유닛(38) 내의 도금액의 액면을 균일하게 조정하는 액면 레벨러가 설치되어 있다.
여기서 도 13 및 도 15a에 나타내는 바와 같이 구리도금 유닛(38)의 안 둘레면에는 기판홀더(18)의 안내가 되는 끼워맞춤구멍(182)이 설치되어 있다.
그리고 상기한 바와 같이 도금 유닛(38)을 흘러넘친 도금액(Q)을 오버플로우 탱크(36)에 모으고, 이것을 진공펌프(320)에 의해 온도조정 탱크(321), 여과필터(322), 탈기유닛(탈기장치)(328), 용존산소 농도 측정장치(340), 유량계(323)를 거쳐 도금 유닛(38)의 내부로 되돌리는 도금액 순환계(C3)가 구비되어 있다. 탈기유닛(328)은 도금액(Q)의 유로에 대하여 액체를 투과하지 않고 기체만을 투과하는 격막을 거쳐 액 중에 존재하는 산소, 공기, 탄산가스 등의 각종 용존기체를 제거하는 진공펌프(329)를 구비하고 있다.
또한, 이 도금액 순환계(C3)에 분기하여 예를 들면 모든 도금액량의 1/10을 인출하여 도금액을 분석하고, 이 분석결과에 의거하여 도금액에 부족되는 성분을 추가하는 도금액 관리장치(610)가 구비되어 있다. 이 도금액 관리장치(610)는 도금액 조정 탱크(612)를 구비하고, 이 도금액 조정 탱크(612) 내에서 부족되는 성분을 추가하도록 되어 있고, 이 도금액 조정 탱크(612)에 온도제어기(614)나 샘플을 인출하여 분석하는 도금액 분석유닛(616)이 부설되어 있다. 그리고 펌프(618)의 구동에 따라 도금액 조정 탱크(612)으로부터 필터(620)를 통하여 도금액이 도금액 순환계(C3)로 되돌아가도록 되어 있다.
또한, 이 예에서는 도금처리시간이나 도금한 기판의 수 등의 외란을 예측하여 부족되는 성분을 첨가하는 피드포워드제어와, 도금액을 분석하고, 이 분석결과에 의거하여 도금액에 부족되는 성분을 추가하는 피드백제어를 병용하고 있다. 피드백제어만으로도 되는 것은 물론이다.
이 도금액 관리장치(610)는 예를 들면 도 3d에 나타내는 바와 같이 카세트 테이블(12), 기판 탈착부(20), 스토커(24), 프리습식 탱크(26), 프리소크 탱크(28), 수세 탱크(30a, 30b) 및 구리도금 탱크(34) 등을 수납한 하우징(609)의 내부에 배치되어 있으나, 도 3e에 나타내는 바와 같이 하우징(609)의 외부에 배치하도록 하여도 된다.
프리습식 탱크(26)에 있어서도 도 15b에 나타내는 바와 같이 프리습식유닛(26a)을 흘러넘친 순수를 오버플로우 탱크(26b)에 모으고, 이것을 진공펌프(320)에 의해 온도조정 탱크(321), 여과필터(322), 탈기유닛(탈기장치)(328), 유량계(323)를 거쳐 프리습식유닛(26a)의 내부로 되돌리는 순수 순환계(C4)가 구비되어 있다. 탈기유닛(328)은 순수의 유로에 대하여 액체를 투과하지 않고 기체만을 투과하는 격막을 거쳐 액 중에 존재하는 산소, 공기, 탄산가스 등의 각종 용존기체를 제거하는 진공펌프(329)를 구비하고 있다. 또 순수 순환계(C4)에 순수를 공급하는 순수탱크(330)가 구비되어 있다.
또 도 16에 나타내는 바와 같이 오버플로우 탱크(36)의 도금액 유로(174)의 내부에는 공전해용 캐소드(184)와 애노드(186)가 배치되어 있다. 이 애노드(186)는 예를 들면 티탄제의 바스킷으로 이루어지고, 내부에 구리 등의 칩을 넣도록 되어 있다. 이에 의해 오버플로우 탱크(36)에 도금 탱크로서의 역할을 하게 하여 구리도금 유닛(38) 사이에 있어서의 도금막의 불균일을 없앰과 동시에 공전해의 전극면을 크게 하여 공전해의 효율을 올리고, 또한 순환하는 도금액의 많은 부분이 공전해부를 통과하도록 하여 균일한 도금액상태를 형성하기 쉽게 할 수 있다.
도 17은 구리도금 유닛(38)의 단면을 나타낸다. 상기 도 17은 나타내는 바와 같이 구리도금 유닛(38)의 내부에는 이 끼워맞춤홈(182)(도 13 및 도 15a 참조)을 따라 기판(W)을 장착한 기판홀더(18)를 배치하였을 때, 이 기판(W)의 표면과 대면하는 위치에 애노드(200)가 배치되고, 이 애노드(200)와 기판(W) 사이에 퍼들(뒤섞음막대)(202)이 대략 수직으로 배치되어 있다. 이 퍼들(202)은 하기에 상세하게 설명하는 퍼들 구동장치(46)에 의해 기판(W)과 평행하게 왕복이동할 수 있게 되어 있다.
이와 같이 기판(W)과 애노드(200) 사이에 퍼들(202)을 배치하고, 이것을 기판(W)과 평행으로 왕복 이동시킴으로써 기판(W)의 표면을 따른 도금액의 흐름을 상기 표면의 전면에서 더욱 균등하게 하여 기판(W)의 전면에 걸쳐 더욱 균일한 막두께의 도금막을 형성할 수 있다.
또 이 예에서는 기판(W)과 애노드(200) 사이에 기판(W)의 크기에 알맞은 중앙구멍(204a)을 설치한 레귤레이션 플레이트(마스크)(204)를 배치하고 있다. 이에 의하여 기판(W)의 주변부의 전위를 레귤레이션 플레이트(204)로 낮추어 도금막의 막두께를 더욱 균등화할 수 있다.
도 18은 이 도금장치의 구리도금 탱크(34)를 배치한 부분의 단면을 나타내고, 도 19는 도 18에 있어서의 도금액 주입부의 상세를 나타낸다. 도 18에 나타내는 바와 같이 구리도금 유닛(38)의 내부에는 그 아래쪽에 있는 도금액 공급관(206)으로부터 도금액이 공급되고, 오버플로우 탱크(36)를 흘러넘친 도금액은 하부의 도금액 배출관(208)을 통하여 배출된다.
여기서 도 19에 나타내는 바와 같이 도금액 공급관(206)은 구리도금 유닛(38)의 바닥부에서 상기 구리도금 유닛(38)의 내부로 개구되어 있고, 이 개구단에 정류판(210)이 설치되어 이 정류판(210)을 통하여 도금액이 구리도금 유닛(38) 내에 주입된다. 이 도금액 공급관(206)을 둘러싸는 위치에 배액관(212)의 한쪽 끝이 구리 도금 유닛(38)에 개구되어 설치되고, 이 배액관(212)의 다른쪽 끝에 벤트관(214)을 거쳐 도금액 배출관(208)이 연결되어 있다. 이에 의해 도금액 공급관(206) 근방의 도금액은 배액관(212) 및 도금액 배출관(208)으로부터 배출되어 여기서의 도금액의 체류가 방지되도록 되어 있다.
도 20 및 도 21은 퍼들 구동장치(46)를 나타낸다. 또한 이 예에서는 복수의 퍼들 구동장치(46)가 구비되고, 도 20 및 도 21은 2개만을 나타내고 있으나, 모두 동일한 구성이므로 그 중 1개만을 설명하며 그 외는 동일부호를 붙이고 그 설명은 생략한다.
이 퍼들 구동장치(46)에 퍼들 구동용 모터(220)와, 이 모터(220)의 구동축에 기초끝을 연결한 크랭크(222)와, 이 크랭크(222)의 선단에 설치한 캠폴로워(224)와, 이 캠폴로워(224)가 슬라이딩하는 홈캠(226)을 가지는 슬라이더(228)를 가지고 있다. 그리고 이 슬라이더(228)에 퍼들 샤프트(230)가 연결되고, 이 퍼들 샤프트(230)가 구리도금 탱크(34)를 가로지르도록 배치되어 있다. 이 퍼들 샤프트(230)의 길이 방향을 따른 소정개소에 퍼들(202)이 수직 설치되고, 그 길이방향에 따른 왕복이동만을 허용하도록 샤프트가이드(232)로 지지되어 있다.
이에 의하여 퍼들 구동용 모터(220)의 구동에 따라 크랭크(222)가 회전하고, 이 크랭크(222)의 회전운동이 슬라이더(228) 및 캠폴로워(224)를 거쳐 퍼들 샤프트(230)의 직선운동으로 변환되고, 이 퍼들 샤프트(230)에 수직 설치한 퍼들(202)이 상기한 바와 같이 기판(W)과 평행으로 왕복 이동하도록 되어 있다.
또한, 기판의 지름이 다른 경우에는 퍼들 샤프트(230)에 대한 퍼들(202)의 설치위치를 임의로 조절함으로써 이것에 용이하게 대처할 수 있다. 또 퍼들(202)은 도금처리중 항상 왕복 이동하고 있기 때문에, 마모가 발생하여 기계적인 슬라이딩에 의해 파티클발생의 원인으로도 되어 있었으나, 이 예에 있어서는 퍼들 지지부의 구조를 개량함으로써 내구성을 개선하여 문제의 발생을 대폭으로 감소시킬 수 있다.
이와 같이 구성한 본 발명의 실시형태의 도금장치에 의한 일련의 범프도금 처리를 설명한다. 먼저 도 29a에 나타내는 바와 같이 표면에 급전층으로서의 시드층(500)을 성막하고, 이 시드층(500)의 표면에 예를 들면 높이(H)가 20 내지 120㎛의 레지스트(502)를 전면에 도포한 후, 이 레지스트(502)의 소정의 위치에 예를 들면 지름(D)이 20 내지 200㎛ 정도의 개구부(502a)를 설치한 기판을 그 표면(피도금 처리면)을 올린 상태에서 카세트(10)에 수용하고, 이 카세트(10)를 카세트 테이블(12)에 탑재한다.
이 카세트 테이블(12)에 탑재한 카세트(10)로부터 기판 반송 장치(22)로 기판을 1매 인출하여 어라이너(14)에 실어 오리프라나 노치 등의 위치를 소정의 방향으로 맞춘다. 이 어라이너(14)로 방향을 맞춘 기판을 기판 반송 장치(22)로 기판 착탈부(20)까지 반송한다.
기판 착탈부(20)에 있어서는 스토커(24) 내에 수용되어 있던 기판홀더(18)를 기판홀더 반송장치(40)의 반송기(42)의 파지기구(108)로 2기 동시에 파지하고, 아암부 승강기구(104)를 거쳐 아암부(102)를 상승시킨 다음에 기판 착탈부(20)까지 반송하여 아암부 회전기구(106)를 거쳐 아암부(102)를 90°회전시켜 기판홀더(18)를 수평인 상태로 하고, 그 다음에 아암부 승강기구(104)를 거쳐 아암부(102)를 하강시키고, 이에 의하여 2기의 기판홀더(18)를 기판 착탈부(20)의 탑재판(52)위에 동시에 얹어 놓고 실린더를 작동시켜 기판홀더(18)의 가동 유지 부재(58)를 개방상태로 하여 둔다.
이 상태에서 중앙측에 위치하는 기판홀더(18)에 기판 반송 장치(22)로 반송한 기판을 삽입하고 실린더를 역작동시켜 가동 유지 부재(58)를 폐쇄하고, 그 다음에 록·언록기구로 가동 유지 부재(58)를 록한다. 그리고 한쪽의 기판홀더(18)에 대한 기판의 장착이 완료된 다음에 탑재판(52)을 가로방향으로 슬라이드시켜 마찬가지로 다른쪽의 기판홀더(18)에 기판을 장착하고, 그 다음에 탑재판(52)을 원래의 위치로 되돌린다.
이에 의하여 기판은 그 도금처리를 행하는 면을 기판홀더(18)의 개구부로부터 노출시킨 상태에서 주위를 밀봉패킹(60)으로 도금액이 침입하지 않도록 밀봉하고, 밀봉에 의해 도금액에 닿지 않는 부분에 있어서 복수의 접점과 전기적으로 도통하도록 고정된다. 여기서 접점으로부터는 기판홀더(18)의 핸드(76)까지 배선이 연결되어 있고, 핸드(76)의 부분에 전원을 접속함으로써 기판의 시드층(500)에 급전할 수있다.
다음으로, 기판을 장착한 기판홀더(18)를 기판홀더 반송장치(40)의 반송기(42)의 파지기구(108)로 2기 동시에 파지하여 아암부 승강기구(104)를 거쳐 아암부(102)를 상승시킨 다음에 스토커(24)까지 반송하고, 아암부 회전기구(106)를 거쳐 아암부(102)를 90°회전시켜 기판홀더(18)를 수직인 상태로 하고, 그 다음에 아암부 승강기구(104)를 거쳐 아암부(102)를 하강시키고, 이에 의해 2기의 기판홀더(18)를 스토커(24)에 매달아 유지(가설치)한다.
이들 기판 반송 장치(22), 기판 착탈부(20) 및 기판홀더 반송장치(40)의 반송기(42)에 있어서는 상기 작업을 순서대로 반복하여 스토커(24) 내에 수용된 기판홀더(18)에 차례로 기판을 장착하고, 스토커(24)의 소정의 위치에 차례로 매달아 유지(가설치)한다.
또한 기판홀더(18)에 구비하고 있던 기판과 접점의 접촉상태를 확인하는 센서로 이 접촉상태가 불량하다고 판단하였을 때에는 그 신호를 제어기(도시 생략)에 입력한다.
한편, 기판홀더 반송장치(40)의 다른쪽의 반송기(44)에 있어서는 기판을 장착하여 스토커(24)에 가설치한 기판홀더(18)를 이 파지기구(108)로 2기 동시에 파지하고, 아암부 승강기구(104)를 거쳐 아암부(102)를 상승시킨 다음에 프리습식 탱크(26)까지 반송하고, 그 다음에 아암부 승강기구(104)를 거쳐 아암부(102)를 하강시키고, 이에 의해 2기의 기판홀더(18)를 프리습식 탱크(26) 내에 넣은, 예를 들면 순수에 침지시켜 기판의 표면을 적셔 표면의 친수성을 좋게 한다. 또한 기판의 표면을 적셔 구멍속의 공기를 물로 치환하여 친수성을 좋게 할 수 있는 것이면 순수에 한정하지 않음은 물론이다.
또한 이 때 기판홀더(18)에 구비되어 있던 기판과 접점의 접촉상태를 확인하는 센서에서 이 접촉상태가 불량하다고 판단한 기판을 수납한 기판홀더(18)는 스토커(24)에 가설치한 채로 하여 둔다. 이에 의해 기판홀더(18)에 기판을 장착하였을 때에 상기 웨이퍼와 접점 사이에 접촉불량이 생겨도 장치를 정지시키는 일 없이 도금작업을 계속할 수 있다. 이 접촉불량을 일으킨 기판에는 도금처리가 실시되지 않으나, 이 경우에는 카세트로 되돌린 다음에 도금 미처리의 기판을 카세트로부터 배제함으로써 이에 대처할 수 있다.
다음으로, 이 기판을 장착한 기판홀더(18)를 상기와 마찬가지로 하여 프리소크 탱크(28)로 반송하고, 프리소크 탱크(28)에 넣은 황산이나 염산 등의 약액에 기판을 침지시켜 시드층 표면의 전기저항이 큰 산화막을 에칭하여 청정한 금속면을 노출시킨다. 또한, 이 기판을 장착한 기판홀더(18)를 상기와 동일하게 하여 수세 탱크(30a)로 반송하고, 이 수세 탱크(30a)에 넣은 순수로 기판의 표면을 수세한다.
수세가 종료한 기판을 장착한 기판홀더(18)를 상기와 마찬가지로 하여 도금액을 채운 구리도금 탱크(34)로 반송하고 구리도금 유닛(38)에 매달아 유지한다. 기판홀더 반송장치(40)의 반송기(44)는 상기 작업을 차례로 반복하여 행하여 기판을 장착한 기판홀더(18)를 차례로 구리도금 탱크(34)의 구리도금 유닛(38)에 반송하여 소정의 위치에 매달아 유지한다.
모든 기판홀더(18)의 매달음 유지가 완료된 다음에 도금액 공급관(206)으로부터 도금액을 공급하여 오버플로우 탱크(36)에 도금액을 흘러넘치게 하면서 애노드(200)와 기판 사이에 도금전압을 인가하고, 동시에 퍼들 구동장치(46)에 의해 퍼들(202)을 기판의 표면과 평행으로 왕복 이동시킴으로써 기판의 표면에 도금을 실시한다. 이 때 기판홀더(18)는 구리도금 유닛(38)의 상부에서 핸드(76)에 의해 매달려 고정되고, 도금전원으로부터 핸드고정부, 핸드접점을 통하여 시드층에 급전된다.
또 도금액은 구리도금 유닛(38)의 하부로부터 구리도금 유닛(38) 내로 유입하고 구리도금 유닛(38)의 상부 바깥 둘레부로부터 흘러넘쳐 농도조정, 필터에 의한 이물제거를 행한 다음에, 다시 구리도금 유닛(38) 하부로부터 구리도금 유닛(38)으로 유입한다. 이 순환에 의해 도금액의 농도는 항상 일정하게 유지된다. 또한 이 때 공전해용 캐소드(184)와 애노드(186) 사이에 공전해용 전압을 인가함으로써 도금액의 상태를 더욱 균일하게 할 수 있다.
도금이 종료한 다음에, 도금전원의 인가, 도금액의 공급 및 퍼들 왕복 운동을 정지하고, 도금 후의 기판을 장착한 기판홀더(18)를 기판홀더 반송장치(40)의 반송기(44)의 파지기구(108)로 2기 동시에 파지하고 상기와 동일하게 하여 수세 탱크(30b)까지 반송하고, 이 수세 탱크(30b)에 넣은 순수에 침지시켜 기판의 표면을 순수세정한다. 그 다음에 이 기판을 장착한 기판홀더(18)를 상기와 마찬가지로 블로우 탱크(32)로 반송하고, 여기서 에어의 분출에 의해 기판홀더(18)에 부착된 물방울을 제거한다. 그 다음에 이 기판을 장착한 기판홀더(18)를 상기와 마찬가지로 스토커(24)의 소정의 위치로 되돌려 매달아 유지한다.
기판홀더 반송장치(40)의 반송기(44)는 상기 작업을 차례로 반복하여 도금이 종료한 기판을 장착한 기판홀더(18)를 차례로 스토커(24)의 소정의 위치로 되돌려 매달아 유지한다.
한편 기판홀더 반송장치(40)의 다른쪽의 반송기(42)에 있어서는 도금처리 후의 기판을 장착하여 스토커(24)로 되돌린 기판홀더(18)를 이 파지기구(108)로 2기 동시에 파지하고, 상기와 마찬가지로 기판 착탈부(20)의 탑재판(52)위에 얹어 놓는다. 이 때 기판홀더(18)에 구비되어 있던 기판과 접점의 접촉상태를 확인하는 센서로 이 접촉상태가 불량하다고 판단된 기판을 장착하여 스토커(24)에 가설치한 그대로 기판홀더(18)도 동시에 반송하여 탑재판(52)위에 얹어 놓는다.
그리고 중앙측에 위치하는 기판홀더(18)의 가동 유지 부재(58)의 록을 록·언록기구를 거쳐 해제하고, 실린더를 작동시켜 가동 유지 부재(58)를 개방한다. 이 상태에서 기판홀더(18) 내의 도금처리 후의 기판을 기판 반송 장치(22)로 인출하여 스핀 건조기(16)로 운반하고, 이 스핀 건조기(16)의 고속회전에 의해 스핀 건조(물 떨굼)된 기판을 기판 반송 장치(22)로 카세트(10)에 되돌린다.
그리고 한쪽의 기판홀더(18)에 장착한 기판을 카세트(10)로 되돌린 다음에, 또는 이것과 병행하여 탑재판(52)를 가로방향으로 슬라이드시키고, 마찬가지로 다른쪽 기판홀더(18)에 장착한 기판을 스핀 건조하여 카세트(10)로 되돌린다.
탑재판(52)을 원래의 상태로 되돌린 다음에, 기판을 인출한 기판홀더(18)를 기판홀더 반송장치(40)의 반송기(42)의 파지기구(108)로 2기 동시에 파지하고, 상기와 동일하게 하여 이것을 스토커(24)의 소정의 장소로 되돌리고, 그 다음에 도금처리 후의 기판을 장착하여 스토커(24)에 되돌린 기판홀더(18)를 기판홀더 반송장치(40)의 반송기(42)의 파지기구(108)로 2기 동시에 파지하여 상기와 마찬가지로 기판 착탈부(20)의 탑재판(52) 위에 얹어 놓고 상기와 동일한 작업을 반복한다.
그리고 도금처리 후의 기판을 장착하여 스토커(24)에 되돌린 기판홀더(18)로부터 모든 기판을 인출하고 스핀 건조하여 카세트(10)로 되돌려 작업을 완료한다. 이에 의하여 도 29b에 나타내는 바와 같이 레지스트(502)에 설치한 개구부(502a) 내에 도금막(504)을 성장시킨 기판(W)이 얻어진다.
또한 도 3b에 나타내는 바와 같이 레지스트 박리부(600), 시드층 제거부(602) 및 열처리부(604)를 구비한 도금장치에 있어서는 상기한 바와 같이 하여 스핀 건조한 기판(W)을 먼저 레지스트 박리부(600)로 반송하고, 예를 들면 온도가 50내지 60℃의 아세톤 등의 용제에 침지시켜 도 29c에 나타내는 바와 같이 기판(W) 상의 레지스트(502)를 박리 제거한다. 그리고 이 레지스트(502)를 제거한 기판(W)을 시드층 제거부(602)로 반송하고, 도 29d에 나타내는 바와 같이 도금 후의 외부로 노출되는 불필요하게 된 시드층(500)을 제거한다. 다음으로 이 기판(W)을 예를 들면 확산로로 이루어지는 열처리부(604)로 반송하여 도금막(504)을 리플로우시킴으로써 도 29e에 나타내는 바와 같이 표면 장력으로 둥글게 된 범프(506)를 형성한다. 또한 이 기판(W)을 예를 들면 100℃ 이상의 온도에서 어닐링을 실시하여 범프(506) 내의 잔류응력을 제거한다. 또한 하기와 같이 다층 도금에 의한 범프에 있어서는 이와 같이 어닐링을 실시함으로써 범프(506)의 합금화를 도모한다. 그리고 이 어닐링 후의 기판을 카세트(10)로 되돌려 작업을 완료한다.
또 도 3c에 나타내는 바와 같이 상기 열처리부(604)를 대신하여 리플로우부(606)와 어닐링부(608)를 구비한 도금장치에 있어서는 이 리플로우부(606)에서 도금막(504)을 리플로우시키고, 이 리플로우 후의 기판을 어닐링부(608)로 반송하여 어닐링한다.
또한 이 예에서는 기판 착탈부(20)와 구리도금 유닛(38) 사이에 기판홀더(18)를 세로 놓기로 수납하는 스토커(24)를 배치하고, 기판 착탈부(20)와 스토커(24) 사이에서의 기판홀더(18)의 반송을 기판홀더 반송장치(40)의 제 1 반송기(42)로, 스토커(24)와 구리도금 유닛(38) 사이에서의 기판홀더(18)의 반송을 제 2 반송기(44)로 각각 행함으로써 사용하지 않을 때의 기판홀더(18)를 스토커(24)에 보관하여 두고, 또 스토커(24)를 사이에 두고 전후에 있어서의 기판홀더(18)의 반송을 원활하게 행하여 스루풋을 향상시키도록 하고 있다. 하나의 반송기로 모든 반송을 행하도록 하여도 되는 것은 물론이다.
또 기판 반송 장치(22)로서 드라이핸드와 웨트핸드를 가지는 로봇을 사용하여 기판홀더(18)로부터 도금 후의 기판을 인출할 때에만 웨트핸드를 사용하고, 그 외에는 드라이핸드를 사용하도록 하고 있다. 기판홀더(18)의 밀봉에 의해 기판의 이면은 도금액에 접촉하지 않도록 유지되어 있고, 원칙적으로는 웨트핸드로 하는 것은 반드시 필요하지 않으나, 이와 같이 핸드를 구분하여 사용함으로써 세정수의 들어감이나 밀봉불량에 의한 도금액 오염이 생겨 이 오염이 새로운 기판의 이면을 오염하는 것을 방지할 수 있다.
또 기판 카세트(10)에 바코드를 붙인 것을 사용하고, 또한 기판홀더(18)의 스토커(24) 내의 수납위치 등의 기판홀더(18)의 사용상태나 기판 카세트(10)와 이 카세트(10)에 수납한 기판(W)과의 관계나, 기판홀더(18)로부터 인출한 기판(W)과 기판홀더(18)와의 관계 등을 예를 들면 컨트롤패널로부터 입력함으로써 기판 카세트(10)로부터 인출한 도금처리전의 기판을 도금처리 후에 원래의 위치로 되돌림과 동시에, 기판(W)의 처리상태나 기판홀더(18)의 상태를 감시할 수 있다. 또 기판 자체에 바코드를 붙임으로써 기판 자체를 그대로 관리하도록 하여도 된다.
도 22a 및 도 23은 본 발명의 제 4 실시형태의 도금장치를 나타내는 것으로, 이것은 다른 종류의 도금을 행하는 도금 탱크를 구비하여 자유롭게 공정에 대응할 수 있도록 한 것이다.
즉, 도 22a는 다른 종류의 도금을 행하는 도금 탱크를 구비한 도금 처리부를 나타내는 것으로 이것은 스토커(24), 가설치대(240), 프리습식 탱크(26), 프리소크 탱크(28), 제 1 수세 탱크(30a), 기판의 표면에 니켈도금을 실시하는 복수의 니켈도금 유닛(242)을 오버플로우 탱크(36a) 내에 수납한 니켈도금 탱크(244), 제 2 수세 탱크(30b), 기판의 표면에 구리도금을 실시하는 복수의 구리도금 유닛(38)을 오버플로우 탱크(36) 내에 수납한 구리도금 탱크(34), 제 3 수세 탱크(30c), 블로우 탱크(32), 제 4 수세 탱크(30d), 기판의 표면에 땜납도금을 실시하는 복수의 땜납도금 유닛(246)을 오버플로우 탱크(36b) 내에 수납한 땜납도금 탱크(248)를 가지고 있다.
또한 이들 니켈도금 유닛(242)이나 땜납도금 유닛(246)의 구성은 기본적으로 구리도금 유닛(38)과 동일하며, 이들 각 유닛을 오버플로우 탱크 내에 수용한 니켈도금 탱크(244)나 땜납도금 탱크(248)의 구성은 기본적으로 구리도금 탱크(34)와 동일하다. 또 그 밖의 구성은 제 1 실시형태와 동일하다.
이 실시형태에 의하면 기판을 기판홀더(18)에 장착한 상태에서 이 표면에 니켈도금, 구리도금 및 땜납도금을 차례로 실시하여 니켈 - 구리 - 땜납으로 이루어지는 다층 도금에 의한 범프 등을 일련의 조작으로 형성할 수 있다.
또한 이 예에서는 4개의 니켈도금 유닛(242), 4개의 구리도금 유닛(38) 및 14개의 땜납도금 유닛(246)(합계 22개의 도금 유닛)을 구비한 예를 나타내고 있으나, 예를 들면 도 22b에 나타내는 바와 같이, 4개의 니켈도금 유닛(242), 4개의 구리도금 유닛(38) 및 18개의 땜납도금 유닛(246)(합계 26개의 도금 유닛)을 구비하는 등, 이들 각 도금 유닛의 개수는 임의로 변경할 수 있음은 물론이며, 또 각 도금 유닛으로 도금하는 금속을 임의로 변경할 수 있음은 물론이다.
다층 도금에 의한 범프로서는 이 Ni-Cu-땜납 외에 Cu- Au-땜납, Cu-Ni-땜납, Cu-Ni-Au, Cu-Sn, Cu-Pd, Cu-Ni-Pd-Au, Cu-Ni-Pd, Ni-땜납, Ni-Au 등을 들 수 있다. 여기서 이 땜납으로서는 고융점 땜납과 공정(共晶)땜납 중 어느 것이더라도 좋다.
또 Sn-Ag의 다층 도금에 의한 범프, 또는 Sn-Ag-Cu의 다층 도금에 의하여 범프를 형성하고, 상기와 같이 어닐링을 실시하여 이들 합금화를 도모할 수도 있다. 이에 의하여 종래의 Sn-Pb 땜납과는 달리 Pb 프리로하여 α선에 의한 환경문제를 해소할 수 있다.
여기서 이 실시형태에 있어서는 기판홀더 반송장치(40)측에 이것과 병행하여 국소 배기덕트(250)를 설치하고, 도 23에 나타내는 바와 같이 이 국소 배기덕트(250)에 연통하는 복수의 배기덕트 구멍(252)으로부터 흡인함으로써 국소 배기덕트(250)방향을 향하는 일 방향의 공기의 흐름을 발생시켜 각 도금 탱크 등의 아래쪽으로부터 천정을 향하는 일 방향의 공기의 흐름이 생기도록 하고 있다. 이와 같이 국소 배기덕트(250)방향을 향하는 일 방향의 공기의 흐름을 발생시켜 이 흐름에 각 도금 탱크로부터 증발한 증기를 실음으로써 이 증기에 의한 기판 등의 오염을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 이 실시형태의 도금장치에 의하면 기판을 수납한 카세트를 카세트 테이블에 세트하여 장치를 시동함으로써 딥방식을 채용한 전해도금을 전자동으로 행하여 기판의 표면에 범프 등에 적합한 금속 도금막을 자동적으로 형성할 수 있다.
또한 상기 예는 기판홀더로 기판의 둘레 가장자리부 및 이면을 밀봉하여 유지한 상태로 기판을 기판홀더와 함께 반송하여 각종 처리를 실시하도록 한 예를 나타내고 있으나, 예를 들면 랙식의 기판 반송 장치에 기판을 수납하여 기판을 반송하도록 하여도 좋다. 이 경우, 예를 들면 기판의 이면에 열산화막(Si 산화막)을 부착하거나 필름을 점착테이프에 의해 부착함으로써 기판의 이면에 도금이 붙지 않도록 할 수 있다.
또 상기 예는 딥방식을 채용한 전해도금을 전자동으로 행하여 범프를 형성하도록 한 예를 나타내고 있으나, 도금액을 밑으로부터 뿜어 올려 도금을 실시하는 분류식 또는 컵식의 전해도금을 전자동으로 행하여 범프를 형성하도록 하여도 좋다.
도 24는 본 발명의 제 5 실시형태의 도금장치의 도금 처리부의 요부 배치도로서, 이것은 예를 들면 도 22a에 나타내는 수세 탱크(30d)의 후단에 분류식 또는 컵식의 복수의 도금 유닛(700)으로 이루어지는 도금 처리부를 배치하고, 이 도금 유닛(700)에 의해 예를 들면 구리도금 등의 도금을 실시하도록 한 것이다.
도 25는 이 도 24에 나타내는 도금 유닛(700)을 나타내는 것으로, 이 도금장치(700)는 도금 탱크 본체(702)를 가지고, 이 도금 탱크 본체(702) 내에 기판(W)을 유지하기 위한 기판 유지부(704)가 수용되어 있다. 이 기판 유지부(704)는 기판유지 케이스(706)와 회전축(708)을 가지고, 이 회전축(708)은 원통형상의 가이드부재(710)의 내벽에 베어링(712, 712)을 거쳐 회전 자유롭게 지지되어 있다. 그리고 가이드부재(710)와 기판 유지부(704)는 도금 탱크 본체(702)의 정점부에 설치한 실린더(714)에 의해 상하로 소정 스트로크로 승강할 수 있도록 되어 있다.
기판 유지부(704)는 가이드부재(710)의 내부 위쪽에 설치한 모터(715)에 의해 회전축(708)을 거쳐 화살표 A 방향으로 회전할 수 있게 되어 있다. 기판 유지부(704)의 내부에는 기판 누름판(716) 및 기판 누름축(718)으로 이루어지는 기판 누름 부재(720)를 수납하는 공간(C)이 설치되어 있고, 이 기판 누름 부재(720)는 기판 유지부(704)의 회전축(708) 내의 상부에 설치된 실린더(722)에 의해 상하로 소정 스트로크로 승강할 수 있게 되어 있다.
기판 유지부(704)의 기판유지 케이스(706)의 하부에는 공간(C)과 연통하는 하부 개구(706a)가 설치되고, 이 하부 개구(706a)의 상부에는 기판(W)의 가장자리부가 얹어 놓여지는 단부가 형성되어 있다. 이 단부에 기판(W)의 가장자리부를 얹어 놓고 기판(W)의 상면을 기판 누름 부재(720)의 기판 누름판(716)으로 가압함으로써 기판(W)의 가장자리부는 기판 누름판(716)과 단부의 사이에 끼워 유지된다. 그리고 기판(W)의 하면(도금면)은 하부 개구(706a)로 노출된다.
도금 탱크 본체(702)의 기판 유지부(704)의 아래쪽, 즉 하부 개구(706a)로 노출되는 기판(W)의 도금면의 아래쪽에는 도금액실(724)이 설치되고, 도금액(Q)은 복수의 도금액 분사관(726)으로부터 중심을 향하여 분사된다. 또 도금액실(724)의 바깥쪽에는 이 도금액실(724)을 흘러넘친 도금액(Q)을 포집하는 포집 홈통(728)이 설치되어 있다.
포집 홈통(728)으로 회수된 도금액(Q)은 도금액 저류탱크(730)로 되돌아가도록 되어 있다. 도금액 저류탱크(730) 내의 도금액(Q)은 펌프(732)에 의해 도금액실(724)의 바깥 둘레방향으로부터 수평방향으로 이 내부로 도입된다. 도금액실(724)의 바깥 둘레방향으로부터 이 내부로 도입된 도금액(Q)은 기판(W)을 회전시킴으로써 기판(W)에 대하여 균일한 수직방향의 흐름이 되어 기판(W)의 도금면에 닿는다. 도금액실(724)을 흘러넘친 도금액(Q)은 포집 홈통(728)으로 회수되어 도금액 저류탱크(730)로 흘러 든다. 즉 도금액(Q)은 도금 탱크 본체(702)의 도금액실(724)과 도금액 저류탱크(730)의 사이를 순환하도록 되어 있다.
도금액실(724)의 도금액면 레벨(LQ)은 기판(W)의 도금액면 레벨(LQ)보다 약간 ΔL만큼 높아져 있고, 기판(W)의 도금면은 그 전면에서 도금액(Q)에 접촉하도록 되어 있다.
기판유지 케이스(706)의 단부에는 기판(W)의 도전부와 전기적으로 도통하는 전기접점이 설치되고, 이 전기접점은 브러시를 거쳐 외부의 도금전원(도시 생략)의 음극에 접속되도록 되어 있다. 또 도금 탱크 본체(702)의 도금액실(724)의 바닥부에는 도금전원(도시 생략)의 양극에 접속되는 양극 전극(736)이 기판(W)과 대향하여 설치되어 있다. 기판유지 케이스(706)의 벽면의 소정위치에는 예를 들면 로봇아암 등의 기판 반출입 지그로 기판(W)을 반출입하는 기판 인출 개구(706c)가 설치되어 있다.
이 구성의 도금장치(700)에 있어서 도금을 행할 때에는 먼저 실린더(714)를 동작시켜 기판 유지부(704)를 가이드부재(710)별로 소정량 상승시킴과 동시에, 실린더(722)를 작동시켜 기판 누름 부재(720)를 소정량[기판 누름판(716)이 기판 인출 개구(706c)의 위쪽에 도달하는 위치까지]상승시킨다. 이 상태에서 로봇아암 등의 인출 개구 지그로 기판(W)을 기판 유지부(704)의 공간(C)으로 반입하고, 기판(W)을 그 도금면이 하향이 되도록 단부에 얹어 놓는다. 이 상태에서 실린더(722)를 작동시켜 기판 누름판(716)의 하면이 기판(W)의 상면에 접촉할 때까지 하강시켜 기판 누름판(716)과 단부 사이에 기판(W)의 가장자리부를 끼워 유지한다.
이 상태에서 실린더(714)를 작동시켜 기판 유지부(704)를 가이드부재(710)별로 기판(W)의 도금면이 도금액실(724)의 도금액(Q)에 접촉할 때까지[도금액면 레벨(LQ)보다 상기 ΔL만큼 낮은 위치까지]하강시킨다. 이 때 모터(715)를 기동하여 기판 유지부(704)와 기판(W)을 저속으로 회전시키면서 하강시킨다. 도금액실(724)에는 도금액(Q)이 가득차 있다. 이 상태에서 양극 전극(736)과 전기접점 사이에 도금 전원으로부터 소정의 전압을 인가한다. 그렇게 하면 양극 전극(736)로부터 기판(W)으로 도금전류가 흘러 기판(W)의 도금면에 도금막이 형성된다.
상기 도금 중에는 모터(715)를 운전하여 기판 유지부(704)와 기판(W)을 저속으로 회전시킨다. 이 때 도금액실(724) 내의 도금액(Q)의 수직분류를 흩트러트리는 일 없이 기판(W)의 도금면에 균일한 막두께의 도금막을 형성할 수 있도록 회전속도를 설정한다.
도금이 종료하면 실린더(714)를 작동시켜 기판 유지부(704)와 기판(W)을 상승시킨다. 그리고 기판유지 케이스(706)의 하면이 도금액면 레벨(LQ)보다 위에 도달하였을 때에 모터(715)를 고속으로 회전시켜 원심력으로 기판(W)의 도금면 및 기판유지 케이스(706)의 하면에 부착된 도금액을 흔들어 떨군다. 도금액을 흔들어 떨구면 실린더(722)를 작동시켜 기판 누름판(716)을 상승시키고, 기판(W)을 개방하여 기판(W)이 기판유지 케이스(706)의 단부에 얹어 놓여진 상태로 한다. 이 상태에서 로봇아암 등의 기판반송 지그를 기판 인출 개구(706c)로부터 기판 유지부(704)의 공간(C)으로 침입시켜 기판(W)을 픽업하여 외부로 반출한다.
또한 이 예는 도금 유닛(700)으로서 이른바 페이스다운방식을 채용한 것을 사용한 예를 나타내고 있으나, 도 26에 나타내는 바와 같이 이른바 페이스업방식을 채용한 것을 사용하여도 된다.
즉, 도 26은 이른바 페이스업방식을 채용한 도금 유닛(800)의 예를 나타내는 것으로, 이것은 기판(W)을 그 표면(피도금면)을 상향으로 하여 유지하는 상하 이동 자유로운 기판 유지부(802)와, 이 기판 유지부(802)의 위쪽에 배치된 전극헤드(804)를 가지고 있다. 이 전극헤드(804)의 아래쪽으로 개구한 컵형상으로 형성되고, 이 상면에는 도금액 공급관에 접속되는 도금액 공급구(806)가 설치되고, 하부 개구부에는 예를 들면 다공질 재료 또는 내부에 상하로 관통하는 다수의 관통구멍을 가지는 판체로 이루어지는 양극 전극(808)이 설치되어 있다.
이 전극헤드(804)의 아래쪽에 위치하여 전극헤드(804)의 하부 바깥 둘레부를 둘러싸는 위치에 대략 원통형상으로 아래쪽을 따라 작은 지름이 되는 밀봉재(810)가 배치되고, 또한 이 밀봉재(810)의 외부에 다수의 전기접점(812)이 배치되어 있다. 이에 의해 기판 유지부(802)가 기판(W)를 유지한 상태로 상승하면 기판(W)의 둘레 가장자리부가 밀봉재(810)에 맞닿아 이 밀봉재(810)와 기판(W)에 의해 도금실(814)이 구획 형성되며, 동시에 기판(W)의 둘레 가장자리부가 밀봉재(810)와의 맞닿음부의 바깥쪽에서 전기접점(812)에 접촉하여 기판(W)이 음극이 되도록 되어 있다.
이 예에 의하면 기판 유지부(802)로 기판(W)을 유지하여 상승시켜 기판(W)의 상면의 둘레 가장자리부를 밀봉재(810)에 접촉시킴으로써 도금실(814)을 구획형성함과 동시에 기판(W)를 음극으로 한다. 이 상태에서 전극헤드(804)의 도금액 공급구(806)로부터 도금액을 전극헤드(804)의 내부로 공급하고, 다시 양극 전극(808)을 통하여 도금실(814)의 내부로 유도하여 이 도금실(814) 내의 도금액에 양극 전극(808)과 음극이 되는 기판(W)의 표면을 침지시킨다. 이 상태에서 양극 전극(808)과 기판(W) 사이에 도금전원으로부터 소정의 전압을 인가함으로써 기판(W)의 표면에 도금을 실시할 수 있다.
도 27은 본 발명의 제 6 실시형태의 도금장치의 도금 처리부의 요부 배치도로서, 이것은 예를 들면 도 24에 나타내는 수세 탱크(30d)의 후단에 개폐식의 복수의 도금 유닛(900)을 양측에 배치하여 도금 처리부를 구성하고, 중앙의 반송경로(902)를 따라 예를 들면 로봇으로 이루어지는 기판 반송 장치(904)가 주행하도록 한 것이다. 이 예에 있어서는 도금 유닛(900) 내의 기판 탑재대(950)와 기판 반송 장치(904) 사이에서 기판(W)의 주고 받기를 행하고, 기판 탑재대(950)는 기판 반송 장치(904)로부터 기판(W)를 받아 이 표면에 도금을 실시하도록 되어 있다.
도 28은 상기 도 27에 나타내는 도금 유닛(900)의 일례를 나타내는 것으로, 이것은 도금 탱크 본체(911)와 측판(912)을 구비하고 있다. 도금 탱크 본체(911)와 측판(912)은 대향하여 배치되고, 도금 탱크 본체(911)의 측판(912)에 대향하는 면에 오목부 공간(A)이 형성되어 있다. 또 측판(912)의 하단은 힌지기구로 도금 탱크 본체(911)의 오목부 공간(A)을 개폐할 수 있게 되어 있다.
도금 탱크 본체(911)의 바닥체(911a)의 오목부 공간(A)의 바닥면에는 불용해성의 양극 전극판(913)이 배치되고, 측판(912)의 도금 탱크 본체(911)측의 면에는 기판(W)이 장착되어 있다. 이에 의하여 측판(912)에서 도금 탱크 본체(911)의 오목부 공간(A)을 폐쇄한 경우, 양극 전극판(913)과 기판(W)은 소정의 간격을 두고 대향 배치되게 된다. 또 도금 탱크 본체(911)에는 다공질의 중성 격막 또는 양이온 교환막(914)이 양극 전극판(913)과 기판(W) 사이에 위치하도록 설치되고, 도금 탱크 본체(911)의 오목부 공간(A)을 상기 다공질의 중성 격막 또는 양이온 교환막(914)으로 양극실(915)과 음극실(916)로 격리하고 있다.
도금 탱크 본체(911)의 상하에는 상부 헤더(918)와 하부 헤더(919)가 각각 설치되어 있고, 상부 헤더(918)의 공극(918a)과 하부 헤더(919)의 공극(19a)은 각각 음극실(916)과 연통하고 있다. 또 양극실(915)의 하부는 도금 탱크 본체(911)에 설치된 양극실 액의 입구(911b)와 연통하고, 상부는 양극실 액의 오버플로우구(911c)와 연통되어 있다. 또 도금 탱크 본체(911)의 측부에는 오버플로우구(911c)에 인접하여 오버플로우실(920)이 설치되어 있다.
도금액 탱크(921)에 수용된 도금액은 펌프(922)로 배관(923)을 통하여 하부 헤더(919)의 공극(919a)에 공급되고, 이 공극(919a)으로부터 음극실(916)을 채우고, 다시 상부 헤더의 공극(918a) 및 배관(924)을 통하여 도금액 탱크(921)로 되돌아간다. 또 양극액탱크(925)에 수용된 도금액은 펌프(926)로 배관(927)을 통하여 양극실(915)로 공급되고, 이 양극실(915)을 채운 다음에 오버플로우구(911c)로부터 흘러 넘쳐 오버플로우실(920)로 흘러 들어 일시적으로 체류한 다음에 배출구(920a) 및 배관(928)을 통하여 양극액탱크(925)로 되돌아가도록 되어 있다.
여기서 음극실(916)은 밀폐형으로 구성되고, 양극실(915)은 그 상부가 대기로 개방된 개방형으로 되어 있다.
도금 탱크 본체(911)의 오목부 공간(A)의 바깥 둘레 가장자리에는 고리형상의 패킹(929)이 설치되어 있고, 측판(912)으로 오목부 공간(A)을 폐쇄함으로써 패킹(929)은 기판(W)의 바깥 둘레 표면에 맞닿아 음극실(916)을 밀폐공간으로 한다. 패킹(929)의 바깥쪽에는 외부 음극단자(930)가 설치되고, 측판(912)으로 오목부 공간(A)을 폐쇄한 상태에서 외부 음극단자(930)의 선단은 기판(W)의 도전부에 맞닿아 전기적으로 도통함과 동시에, 패킹(929)에 의해 도금액에 접액하지 않도록 되어 있다. 외부 음극단부(930)와 양극 전극판(913) 사이에는 도금전원(931)이 접속되어 있다.
상기 구성의 기판도금 유닛(900)에 있어서, 음극실(916)에 도금액을 채워 순환시킴과 동시에, 양극실(915)에는 다른 도금액을 채워 흘러넘치게 하면서 순환시켜 도금전원(931)으로부터 불용해성의 양극 전극판(913)과 음극이 되는 기판(W)의 사이에 전류를 통전함으로써, 기판(W)의 표면에 도금막이 형성된다.
또한 이 예에서는 양극실(915)과 음극실(916)로 구획하여 각각의 실에 개별로 도금액을 도입하도록 하고 있으나, 중성 격막 또는 양이온 교환막을 설치하지 않고 하나의 실로 하여 도금액을 도입하도록 하여도 된다. 또 양극 전극판(913)으로서 용해성의 양극 전극판을 사용할 수도 있다.
또 다른 실시예로서 도금 유닛(900) 내의 기판 탑재대(950)를 측판(912)을 겸하여 사용할 수도 있다. 이 경우 기판 반송 장치(904)로부터 기판(W)을 받은 기판 탑재대(950)는 기판 탑재대(950)로 도금 탱크 본체(911)의 오목부 공간(A)를 폐쇄하도록 움직이게 배치되는 이 외에는 상기한 실시예와 동일하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 표면에 설치된 미세한 배선용 홈이나 플러그, 레지스트 개구부에 도금막을 형성하거나 반도체 웨이퍼의 표면에 범프(돌기형상 전극)를 형성하는 데 사용하기 적합한 도금장치이다.

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  6. 기판을 수납한 카세트를 탑재하는 카세트 테이블과,
    기판의 끝부 및 이면을 기밀하게 밀봉하여 표면을 노출시켜 유지하는 개폐 자유로운 기판홀더와,
    상기 기판홀더를 얹어 놓고 기판의 착탈을 행하는 기판 착탈부와,
    상기 카세트 테이블과 상기 기판 착탈부 사이에서 기판을 반송하는 기판 반송장치와,
    기판을 수직으로 세워 상기 기판홀더와 함께 수납하여 밑으로부터 도금액을 주입하여 애노드와 대면하는 기판의 표면에 도금을 실시하는 도금 탱크와,
    상기 기판홀더를 파지하여 승강 자유로운 반송기를 구비하고, 상기 기판 착탈부와 상기 도금 탱크 사이에서 상기 기판홀더를 반송하는 기판홀더 반송장치를 가지는 것을 특징으로 하는 도금장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 도금 탱크는 예를 들면 내부에 1매의 기판을 수납하여 도금을 실시하도록 한 복수의 도금 유닛을 내부에 공전해용 전극을 배치한 오버플로우 탱크 내에 수납하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 도금장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 각 도금 유닛의 내부에 상기 애노드와 기판 사이에 위치하여 도금액을 교반하는 퍼들을 왕복이동 자유롭게 배치한 것을 특징으로 하는 도금장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 기판홀더 반송장치의 상기 도금 탱크를 사이에 끼운 반대측에 상기 퍼들을 구동하는 퍼들 구동장치를 배치한 것을 특징으로 하는 도금장치.
  10. 제 6항에 있어서,
    다른 종류의 도금을 행하는 도금 탱크를 구비하고, 이들 각 도금 탱크는 각 도금을 행하는 도금 유닛을 각 오버플로우 탱크 내에 각각 수납하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 도금장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 도금 유닛의 내부에 상기 애노드와 기판 사이에 위치하여 도금액을 교반하는 퍼들을 왕복이동 자유롭게 배치한 것을 특징으로 하는 도금장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 기판홀더 반송장치의 상기 도금 탱크를 사이에 두고 반대측에 상기 퍼들을 구동하는 퍼들 구동장치를 배치한 것을 특징으로 하는 도금장치.
  13. 제 6항에 있어서,
    상기 도금 탱크의 일 측면을 따른 위치에 국소 배기덕트를 설치한 것을 특징으로 하는 도금장치.
  14. 제 6항에 있어서,
    상기 기판 착탈부와 도금 탱크 사이에 상기 기판홀더를 세로놓기로 수납하는 스토커를 배치하고, 상기 기판홀더 반송장치는 제 1 반송기와 제 2 반송기를 가지는 것을 특징으로 하는 도금장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 기판 착탈부는 상기 기판홀더에 기판을 장착하였을 때의 상기 기판과 접점과의 접촉상태를 확인하는 센서를 구비하고, 상기 제 2 반송기는 상기 기판과 접점과의 접촉상태가 양호한 것만을 다음 공정으로 반송하는 것을 특징으로 하는 도금장치.
  16. 제 14항에 있어서
    상기 기판홀더 반송장치는 상기 반송기의 이동방식으로서 리니어 모터 방식을 채용하고 있는 것을 특징으로 하는 도금장치.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 스토커와 상기 도금 탱크 사이에 프리습식 탱크, 블로우 탱크 및 수세 탱크를 배치한 것을 특징으로 하는 도금장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 기판 착탈부는 상기 기판홀더에 기판을 장착하였을 때의 상기 기판과 접점과의 접촉상태를 확인하는 센서를 구비하고, 상기 제 2 반송기는 상기 기판과 접점과의 접촉상태가 양호한 것만을 다음 공정으로 반송하는 것을 특징으로 하는 도금장치.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 기판홀더 반송장치는 상기 반송기의 이동방식으로서 리니어 모터 방식을 채용하고 있는 것을 특징으로 하는 도금장치.
  20. 제 6항에 있어서,
    상기 기판 착탈부는 상기 기판홀더를 2개 가로방향으로 슬라이드 자유롭게 병렬하여 얹어 놓을 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 도금장치.
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  26. 제 17항에 있어서,
    상기 기판은 기판홀더에 유지되어 상기한 도금, 세정 및 건조처리가 실시되는 것을 특징으로 하는 도금장치.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 기판홀더로부터 인출한 도금 후의 기판을 세정하는 세정장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 도금장치.
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  31. 제 6항에 있어서,
    상기 도금 탱크의 내부에는 캐소드가 되는 기판과 이 기판과 대면하는 애노드와의 사이에 위치하여 레귤레이션 플레이트가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 도금장치.
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  35. 제 17항에 있어서,
    상기 프리습식 탱크에서 프리 습식처리에 사용된 액을 탈기하는 탈기장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 도금장치.
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  70. 카세트로부터 인출한 기판을 기판홀더로 유지하는 공정과,
    상기 기판홀더로 유지한 기판에 프리습식 처리를 실시하는 공정과,
    상기 프리습식 처리 후의 기판을 기판홀더별로 도금액 중에 침지시켜 기판의 표면에 도금을 실시하는 공정과,
    상기 도금 후의 기판을 기판홀더별로 세정하는 공정과,
    상기 세정하는 공정 후의 기판을 기판홀더로부터 인출하여 기판만을 건조하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 도금방법.
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  80. 제 70항에 있어서,
    상기 도금 후의 기판을, 세정처리 후에 상기 기판홀더별로 건조시키는 것을 특징으로 하는 도금방법.
  81. 삭제
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