KR20130132710A - 무전해 도금 장치 - Google Patents

Abstract

무전해 도금 장치는, 생산성이 높은 뱃치 처리 방식을 채용하면서, 도금액을 포함하는 약액의 반출량을 저감시켜 세정 공정에서의 세정 시간을 단축시키고, 또한 도금액 순환 라인의 내부 등의 플러싱을 용이하고 또한 신속하게 행할 수 있다. 이 무전해 도금 장치는, 도금 전처리를 행하는 도금 전처리조를 갖는 도금 전처리 모듈과, 기판 표면에 무전해 도금을 행하는 도금조를 갖는 도금 모듈과, 도금 전처리 모듈과 도금 모듈 사이에서 기판을 반송하는 모듈간 기판 반송 장치를 갖고, 도금 전처리조는, 도금 전처리액의 온도 조절 기능을 구비한 도금 전처리액 순환 라인을 갖고, 도금조는, 필터와 도금액의 온도 조절 기능을 구비한 도금액 순환 라인을 갖고, 도금액 순환 라인은, 도금액 순환 라인 및 도금조의 내부를 플러싱하는 플러싱 라인에 접속되어 있다.

Description

무전해 도금 장치{ELECTROLESS PLATING APPARATUS}

본 발명은, 무전해 도금 장치 및 무전해 도금 방법에 관한 것으로, 특히 생산성이 높은 뱃치 처리 방식을 채용하면서, 반도체 웨이퍼 등의 기판의 표면에 보다 균일한 처리를 안정적으로 행할 수 있도록 한 무전해 도금 장치 및 무전해 도금 방법에 관한 것이다.

반도체 칩 사이의 전기적인 접속을 행하는 3차원 실장으로서, 예를 들어 도 1에 도시하는 바와 같이, CPU(10)의 소정 위치에 설치한 마이크로 범프(12)와, 메모리(14)의 소정 위치에 설치한 마이크로 범프(16)를 함께 전극으로서 사용하여, 마이크로 범프(전극)(12, 16)를 서로 접합하는 것이 제안되어 있다.

메모리(14)에 설치한 마이크로 범프(16)는, 예를 들어 Cu-Sn으로 이루어진다. CPU(10)에 설치한 마이크로 범프(12)는, 예를 들어 Al 또는 Cu로 이루어지는 범프 패드(18)의 표면에, 예를 들어 2 내지 10㎛의 Ni 도금막(20)을 성막하고, 이 Ni 도금막(20)의 표면에, 예를 들어 50 내지 200㎚의 Au 도금막(22)을 성막하여 형성된다. Au 도금막(22)은, 마이크로 범프(12, 16)의 접합시에, 예를 들어 Cu-Sn으로 이루어지는 마이크로 범프(16)로 확산된다. 그로 인해, Au 도금막(22) 자신은 접합에 영향을 미치지 않지만, Ni 도금막(20)의 표면의 산화를 방지하여 접합 강도를 유지하는 역할을 갖는다.

여기에, 메모리(14)에 설치한 마이크로 범프(16)와, 예를 들어 Cu로 이루어지는 범프 패드(18)를 직접 접속하지 않는 이유로서는, Cu만으로는, 기초의 Low-K재 등에 손상을 주는 것을 들 수 있다. 그로 인해 Ni 도금막(20)과 Au 도금막(22)이 완충재로서 채용되어 있다.

또한, TSV(Through Silicon Via) 배선 접속에 있어서도, 도 2에 도시하는 바와 같이, TSV(30)의 표면측에 Ni 도금막(32)과 Au 도금막(34)을 순차 적층하여 형성한 표면 범프(36)와, TSV(30)의 이면측에 형성한 이면 범프(38)를 서로 접합하는 것이 제안되어 있다.

상기한 바와 같은, Ni 도금막(20, 32)이나 Au 도금막(22, 34)을 성막하는 방법으로서, 전해 도금 대신에, 무전해 도금의 채용이 검토되고 있다. 또한, Ni나 Au 외에, 무전해 도금 가능한 Co, Pd, Pt, Cu, Sn, Ag, Rh, Ru 등의 단체 재료 및 복합 재료로 이루어지는 도금막에 있어서도, 전해 도금 대신에, 무전해 도금의 채용이 검토되고 있다.

도 1에 도시하는, 마이크로 범프(12)의 기초 금속[범프 패드(18)]에는, Al이나 Cu 등이 많이 사용되고 있다. Al이나 Cu는, Fe, Co, Ni, Pd, Pt 등과 같은 촉매 금속이 아니다. 이로 인해, 도금 전처리로서, 기초 금속이 Al인 경우는 아연산염 처리가, 기초 금속이 Cu인 경우는 Pd 촉매 부여 처리(또는 초기 통전)가 일반적으로 행해진다. Al 표면의 아연산염 처리에서는, 일반적으로 치환 도금에 의해 Al 표면에 아연을 부여한다. 아연 자체는 촉매독이 되어 촉매 작용을 방해하므로, 아연산염 처리를 행할 때에는 아연의 치환 도금량을 적정하게 할 필요가 있다. 무전해 도금시에, 아연은, 무전해 도금 가능한 촉매 금속으로 치환된다.

전술한 바와 같이, Al 표면이나 Cu 표면의 도금 전처리(활성화 처리)는, 촉매 금속 또는 아연 등의 치환 도금이며, 예를 들어 Pd 촉매 부여 처리는, 기판을 황산 베이스의 황산 팔라듐 함유액에 침지시켜 행해지고, 아연산염 처리는, 기판을 수산화나트륨 베이스의 산화아연 함유액에 침지시켜 행해진다. 이로 인해, 도금 전처리(활성화 처리)는, 일반적으로, 기판 표면을 질산이나 구연산으로 전세정하여 기판 표면의 산화막이나 오염물을 제거하고, 기판 표면을 수세한 후, 기판 표면을 건조시키는 일 없이 연속해서 행해진다. 그리고 무전해 도금은, 도금 전처리 후의 기판 표면을 수세한 후, 기판 표면을 건조시키는 일 없이, 연속해서 행해진다. 즉, 일련의 무전해 도금 처리는, 기판 표면을 건조시키는 일 없이, 연속해서 행해진다. 이것은, 전세정이나 도금 전처리 후에 기판 표면이 건조되면, 기판 표면에 산화막이 형성되어 도금 처리에 불량이 발생하기 때문이다.

여기에, 도금 전처리 방법에 따라서는, 예를 들어 패턴 웨이퍼에서는, 기초에 손상을 주거나, 치환 도금막의 기초 금속과의 치밀성이 악화되거나, 도금막의 거칠기가 커지는 것과 같은 문제가 발생한다. 또한, 베타 웨이퍼(이른바, 피에칭막으로 전면이 도포된 웨이퍼)에서는, 기판의 표면 모폴로지의 균일성이 악화되어 외관이 나빠지는 것과 같은 문제가 발생한다.

무전해 도금의 도금 전처리(활성화 처리)에서는, Zn이나 Pd 등의 치환 도금을 치밀하고 또한 균일하게 행하는 것이 중요해진다. 여기에, 치환 도금시의 치환 도금량 및 표면 에칭량은, 처리액에 포함되는 에칭제의 농도, 예를 들어 Al의 표면을 수산화나트륨 베이스의 산화아연 함유액으로 도금 전처리(아연산염 처리)하는 경우는 NaOH의 농도, Cu의 표면을 황산 베이스의 황산 팔라듐 함유액으로 도금 전처리(Pd 촉매 부여 처리)하는 경우는 황산의 농도에 강하게 영향을 받아, 수 초에 정해져 버리는 경우가 있다.

무전해 도금 장치는, 일반적으로, 기판을 1매씩 처리하는 낱장 처리 방식을 채용한 무전해 도금 장치와, 복수매의 기판을 동시에 보유 지지하여 처리하는 뱃치 처리 방식을 채용한 무전해 도금 장치로 크게 구별된다. 무전해 도금의 도금 레이트는, 일반적으로 1 내지 20㎛/s로, 전해 도금의 도금 레이트와 비교하여 각별히 느리다. 이로 인해, 무전해 도금을 범프 형성 등의 많은 시간을 필요로 하는 처리에 적용하는 경우에는, 낱장 처리 방식보다 뱃치 처리 방식을 검토하는 것이 일반적이다.

뱃치 처리 방식의 무전해 도금 장치는, 동일 풋 프린트에서의 처리량이 낱장 처리 방식인 것에 비해 매우 높다고 하는 이점이 있다. 그러나 뱃치 처리 방식의 무전해 도금 장치는, 연직 방향으로 평행하게 배열하여 보유 지지한 복수매의 기판을, 도금 전처리액이나 도금액 등의 처리액 중에 동시에 침지시켜 처리하도록 하고 있어, 이로 인해 1회의 뱃치 처리에 의해 소비되는, 예를 들어 도금액 중의 금속의 소비량이 일반적으로 크고, 또한 기판에 부착되어 외부로 반출되는 약액이나 순수 등의 양도 일반적으로 많을 뿐만 아니라, 예를 들어 도금액 순환 라인의 내부 등에 부착된 부착물을 에칭액 등으로 제거하는 플러싱을 상당히 빈번히 행할 필요가 있다. 또한, 기판 하단부로부터 상단부까지를 처리액 중에 완전히 침지시키는 데 필요로 하는 시간, 처리액의 흐름의 방향성, 처리액의 온도 분포의 균일성 등에 기인하는 프로세스 성능(막 두께, 막질의 균일성)이 낱장 처리 방식에 비해 떨어져 버린다.

여기에, 뱃치 처리 방식을 채용한 무전해 도금에서는, 피도금면의 면적 및 도금 시간을 기초로 하여 산출되는 금속의 소비량에 대한 금속의 예상 보급과, 정기적인 도금액의 분석 결과에 기초하는 금속의 보급에 의한 도금액의 운용이 일반적으로 행해지고 있다. 예를 들어, 뱃치마다 금속 이온의 예상 보급과, 수일에 1회의 도금액의 분석에 의한 금속 이온의 보급을 행하여, 금속의 석출량이 어느 일정한 값에 도달한 단계에서, 도금액의 전체 교환을 행하도록 하고 있다.

뱃치 처리 방식을 채용한 기판 처리 장치로서, 출원인은, 복수매의 기판을 보유 지지하여 처리조 내의 처리액에 침지시키는 기판 홀더를, 복수매의 기판을 보유 지지한 채 처리조 내의 처리액 중에서 회전시키도록 한 것을 제안하고 있다(특허문헌 1 참조). 또한, 뱃치 처리 방식을 채용한 기판 처리 장치로서, 캐리어 적재부, 수평 이동 탑재 로봇, 자세 변환 기구, 푸셔, 반송 기구 및 기판 처리부를 구비하고, 복수매의 기판을 동시에 반송하면서 처리하도록 한 것이 제안되어 있다(특허문헌 2 참조). 또한, 평판 형상의 피도금물 표면에, 균일한 액 유동을 발생시키는 무전해 도금조로서, 피도금물 양측에 배치되어 동일 방향으로 회전함으로써 피도금물과 안내판 사이에 도금액의 흐름을 형성하는 한 쌍의 임펠러를 구비하고, 이 임펠러의 회전 방향을 주기적으로 반전시키도록 한 것이 제안되어 있다(특허문헌 3 참조).

일본 특허 출원 공개 제2009-57593호 공보 일본 특허 제3974985호 공보 일본 특허 출원 공개 평5-311450호 공보

뱃치 처리 방식을 채용한 무전해 도금을 행하는 무전해 도금 장치로서는, 복수매의 기판을 연직 방향으로 보유 지지하여 수평 방향으로 주행하는 1대의 반송 로봇과, 반송 로봇의 주행 방향을 따라 배치된 복수의 처리조를 구비하고, 복수매의 기판을 반송 로봇으로 보유 지지하여 반송하면서, 반송 로봇으로 보유 지지한 복수매의 기판을, 처리조 내의 처리액 중에 침지시켜 순차 처리하도록 한 것이 일반적으로 알려져 있다. 복수매의 기판을 연직 방향으로 장착한 기판 캐리어를 반송 로봇으로 반송하는 것도 널리 행해지고 있다.

그러나 1대의 반송 로봇이나 기판 캐리어를 사용하여 복수매의 기판을 반송하면서, 처리조 내의 처리액에 침지시켜 처리를 행하면, 예를 들어 각 약액조로부터의 약액의 반출량이 많고, 그로 인해 다음 공정에서의 수세 처리 시간이 길어지고, 또한 거기에서의 순수 사용량도 많아져, 결과적으로 처리량의 저하 및 비용의 증가로 이어져 버린다.

또한, 뱃치 처리 방식을 채용한 무전해 도금을 행하는 무전해 도금 장치에서는, 예를 들어 도금액 순환 라인의 내부 등에 부착된 부착물을 에칭액 등으로 제거하는 플러싱을 상당히 빈번히 필요가 있어, 이 플러싱을 용이하고 또한 신속하게 행할 수 있도록 한 무전해 도금 장치의 개발이 강하게 요망되고 있었다.

또한, 예상이나 정기 분석에 기초하여, 도금액에 금속을 보급하도록 한 도금액의 운용을 행하면, 도금 직전의 도금액 상태가 파악하기 어렵고, 또한 도금액의 금속 농도를 금속의 조정에 의해 보정하였다고 해도, 도금 장치의 상태까지를 고려한 것은 아니므로, 도금 중에서의 금속의 예상치 않은 석출 등에 의해, 도금막의 막 두께의 변동이 크고, 또한 예상 이상으로 도금막의 막 두께가 감소하는 경우가 있었다.

뱃치 처리 방식을 채용한 무전해 도금 장치에 있어서는, 복수매의 반도체 웨이퍼 등의 기판을 연직 방향으로 보유 지지한 기판 홀더를 이동시키면서, 이동의 전후에서 복수매의 기판을 각 처리조 내의 처리액에 동시에 침지시켜 처리를 행하는 것이 일반적이다. 그 경우, 예를 들어 기판 홀더에 의해 보유 지지한 기판을 수세조로부터 아연산염 처리조로 이동할 때, 기판은 기판 홀더에 의해 연직 방향으로 보유 지지되어 있으므로, 기판의 하부에 수분이 저류되기 쉬워진다. 또한, 전로트의 처리에서 부착된 수분이 기판 홀더에 남은 상태로 되기 쉽다.

이와 같이, 수분이 기판 표면에 불균일하게 남은 상태에서 아연산염 처리를 행하면, 수분과 아연산염액이 혼합될 때에 아연산염액의 농도 불균일이 발생하고, 이 아연산염액의 농도 불균일의 영향으로, 베타 웨이퍼에 있어서는 외관 불량이 발생하고, 패턴 웨이퍼에 있어서는 기판면 내의 도금막 두께 편차가 커진다.

도 3은 Al 표면에 아연산염 처리를 행하였을 때의, 표면에 수분 잔류가 있는 경우(A₁)와 수분 잔류가 없는 경우(B₁)에 있어서의 아연 치환량과 처리 시간(초)의 관계를 나타내고, 도 4는 Al 표면에 아연산염 처리를 행하였을 때의, 표면에 수분 잔류가 있는 경우(A₂)와 수분 잔류가 없는 경우(B₂)에 있어서의 Al 에칭량과 처리 시간(초)의 관계를 나타낸다.

도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 특히, Al 에칭 및 아연의 치환 도금 속도가 빠른 Al 표면의 아연산염 처리에 있어서, Al 에칭량 및 아연 치환량은, 초기의 수 초(2 내지 5초)에 정해지고, 또한 수분이 많은 개소에서는 에칭량 및 치환 도금량이 커진다. 이로 인해, 아연이 Al 표면에 불균일하게 치환되어 거친 도금막이 형성되고, 또한 기초에 손상을 부여해 버린다.

또한, 아연의 부착량이 많은 개소에서는 무전해 도금액에 용해되는 아연의 양이 증가하여, 이에 의해 국소적으로 아연 농도가 높아지는 개소가 발생하고, 아연은 용해되어 촉매독이 되므로, 아연 농도의 높고 낮음에 의해 도금막 두께에 차이가 발생해 버린다. 또한, 복수매의 기판을 연직 방향으로 평행하게 설치하여 처리액 중에 침지시키는 경우에는, 기판의 상하 방향에서의 처리 시간에 차이가 발생하므로, 기판의 상하에서 도금막의 막 두께 분포에 차이가 생기기 쉽다. 특히, 아연산염 처리 등의 처리 시간이 짧은 공정에서는 그 차이는 현저해진다.

또한, 기판을 대기 중에 장시간 방치하여 수분을 제거하려고 하면 기판 표면이 건조되고, 금속 표면에 산화막이 발생하여 치환 도금 불량의 원인이 된다. 또한, 처리액으로부터 기판을 끌어올릴 때에 기판이나 기판 홀더에 다량의 수분이 남으면, 에칭량이나 수세의 정도에 차이가 발생해 버린다.

또한, 아연산염 처리액은 일반적으로 점성이 높아, 처리액으로부터 기판을 끌어올릴 때에 기판이나 기판 홀더에 부착되어 반출되는 양이 많아지기 쉽다. 또한, Au 도금액은 일반적으로 고가이므로, 마찬가지로 처리액의 반출량을 적게 하는 것이 요망된다.

무전해 도금에서는, 피도금물로서의 기판의 표면을 따른 도금액의 흐름의 상태가, 기판의 표면에 형성되는 도금막의 막 두께나 막 형상에 크게 영향을 미치는 것이 알려져 있다.

종래의 뱃치 처리 방식을 채용한 무전해 도금 장치로서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 측판(40)에 수평으로 설치한 복수의 지지 막대(42)로 복수매의 기판(W)을 하방으로부터 지지하여 연직 방향으로 병렬로 보유 지지하는 기판 홀더(44)를 구비하고, 도시하지 않은 도금조 내를 상향으로 흐르는 도금액 중에, 기판 홀더(44)로 보유 지지한 복수매의 기판을 동시에 침지시키도록 한 것이 널리 알려져 있다.

이와 같이, 상향으로 흐르는 도금액 중에 기판 홀더(44)로 연직 방향으로 병렬로 보유 지지한 복수매의 기판(W)을 동시에 침지시키면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 기판(W)의 하부에 있어서는, 기판(W)과의 충돌에 의해 기판으로부터 이격되는 방향을 향하는 도금액의 흐름이, 기판(W)의 상부에 있어서는, 도금액의 유입에 의해, 서로 근접하는 방향을 향하는 도금액의 흐름이 각각 발생한다. 이와 같이, 기판(W)의 외주부에서 도금액의 흐름에 흐트러짐이 발생하면, 기판(W)의 표면에 형성되는 도금막의 막 두께나 막 형상이 기판의 중심부와 외주부에서 달라져 버린다.

본 발명은 상기 사정에 비추어 이루어진 것으로, 생산성이 높은 뱃치 처리 방식을 채용하면서, 도금액을 포함하는 약액의 반출량을 저감시켜 세정 공정에서의 세정 시간을 단축시키고, 또한 도금액 순환 라인의 내부 등의 플러싱을 용이하고 또한 신속하게 행할 수 있고, 또한 도금액의 상태 및 도금 장치의 상태를 판단하여, 안정적이고 또한 장수명의 도금액 관리를 행할 수도 있도록 한 무전해 도금 장치를 제공하는 것을 제1의 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 생산성이 높은 뱃치 처리 방식을 채용하고, 또한 앞의 처리 등에서 사용한 수분의 반입을 최대한 저감시켜, 일련의 연속된 각 처리를, 보다 균일하게 안정적으로 행할 수 있도록 한 무전해 도금 장치 및 무전해 도금 방법을 제공하는 것을 제2의 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 생산성이 높은 뱃치 처리 방식을 채용하면서, 비교적 간단한 구성으로, 기판의 표면의 전체 영역에 걸쳐 도금액이 보다 균일하게 흐르도록 하여, 막 두께나 막 형상의 면내 균일성을 높인 도금막을 형성할 수 있도록 한 무전해 도금 장치를 제공하는 것을 제3의 목적으로 한다.

상기 제1의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 무전해 도금 장치는, 도금 전처리를 행하는 도금 전처리조, 도금 전처리 후의 기판을 수세하는 수세조 및 그들 사이에서 복수매의 기판을 기판의 하방에서 지지하여 반송하는 기판 홀더를 갖는 도금 전처리 모듈과, 도금 전처리 후의 기판 표면에 무전해 도금을 행하는 도금조, 무전해 도금 후의 기판을 수세하는 수세조 및 그들 사이에서 복수매의 기판을 하방에서 지지하여 반송하는 기판 홀더를 갖는 도금 모듈과, 상기 도금 전처리 모듈 및 상기 도금 모듈 사이에서 복수매의 기판을 상방으로부터 파지하여 반송하는 모듈간 기판 반송 장치를 갖고 있다. 상기 도금 전처리조는, 도금 전처리액의 온도 조절 기능을 구비한 도금 전처리액 순환 라인을 갖고, 상기 도금조는, 필터와 도금액의 온도 조절 기능을 구비한 도금액 순환 라인을 갖고, 상기 도금액 순환 라인은, 상기 도금액 순환 라인 및 상기 도금조의 내부를 플러싱하는 플러싱 라인에 접속되어 있다.

이와 같이, 각 모듈마다 기판 홀더를 구비함으로써, 기판 홀더의 구성을 보다 간소화하여, 도금액을 포함하는 약액의 외부로의 반출량을 감소시키고, 아울러 세정 공정에서의 세정 시간을 단축시켜, 처리량을 향상시킬 수 있다. 또한, 도금액 순환 라인에 접속한 플러싱 라인을 통과시켜, 도금액 순환 라인 및 도금조 내부의 에칭액 등에 의한 플러싱을 용이하고 또한 신속하게 행할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 상기 도금 전처리는, Al 표면의 아연산염 처리이고, 도금 전처리조는, 아연산염 처리조이다.

구리 표면에 무전해 도금을 행하는 경우에는, 도금 전처리로서, 예를 들어 Pd 촉매 부여 처리가 행해진다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 상기 도금 모듈의 수세조는, 도금막 표면의 산화막을 제거하는 약액을 공급하는 약액 공급 라인을 갖는다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 상기 도금 전처리 모듈의 상기 도금 전처리조 및 상기 수세조 및 상기 도금 모듈의 상기 수세조 중 적어도 하나의 조는, QDR 기능을 갖는다.

이와 같이, QDR(Quick Dump Rinse) 기능을 구비함으로써, 단시간에 충분한 기판 표면의 린스(수세)를 행하여, 장치의 소형 콤팩트화를 도모할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 상기 도금 전처리 모듈 및 상기 도금 모듈은, 공기를 다운플로우로 하는 공조 기능을 갖는 하우징 내에 수용되어 있다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 무전해 도금 장치는, 도금 후에 수세한 기판을 건조시키는 건조 유닛을 갖는다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 무전해 도금 장치는, 처리 전의 복수매의 기판을 임시 배치하는 임시 배치 스테이션을 갖는다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 상기 도금조는, 도금 직전의 도금액의 금속 농도와 도금 직후의 도금액의 금속 농도를 측정하여, 이들 금속 농도의 차로부터 석출된 금속량을 산출하고, 석출된 금속량과 목표값을 비교하여, 석출된 금속량에 따라서, 미리 정해진 금속 농도로 보정한 보급액에 보급하는 보급액 보급 장치를 갖는다.

이에 의해, 도금액의 상태 및 도금 장치의 상태를 정확하게 판단한 도금액의 운용을 행하여, 도금 장치에 문제가 발생하여 제품에 손상을 주는 것을 방지하면서, 도금막 두께의 변동 폭을 작게 억제하고, 또한 예기치 않은 도금 레이트의 감소에도 대응할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 무전해 도금 장치는, 보급액의 금속 농도를 보정하는 보정 횟수가, 사전에 설정한 보정 횟수를 초과한 경우에, 재건욕을 행한다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 무전해 도금 장치는, 도금 후에 도금에 의해 석출된 금속량에 상응하는 금속을 보급한 후의 도금액의 금속 농도와, 다음 회의 도금 직전의 도금액의 금속 농도를 측정하여, 전자의 금속 농도의 쪽이 후자의 금속 농도보다도 낮은 경우에, 상기 필터의 세정을 행한다.

상기 구성의 본 발명의 무전해 도금 장치에 따르면, 도금액을 포함하는 약액의 외부로의 반출량을 저감시켜, 기판 1매당 액 비용을 저감시키고, 아울러 세정 공정에서의 세정 시간을 단축시켜, 처리량을 향상시킬 수 있다. 또한, 도금액 순환 라인의 내부 등의 에칭액 등에 의한 플러싱을 용이하고 또한 신속하게 행할 수 있다.

또한, 도금액의 금속 농도를 통해, 도금액 및 도금 장치의 상태를 항상 모니터 관리함으로써, 도금 장치 문제를 사전에 회피하여, 제품에 손상을 주는 일이 없는 장치 운용이 가능해진다.

상기 제2의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 무전해 도금 장치는, 복수매의 기판을 연직 방향으로 평행하게 보유 지지하여 반송하고, 반송의 전후에서 다른 처리조 내의 처리액 중에 복수매의 기판을 동시에 침지시키는 기판 홀더를 갖는 무전해 도금 장치에 있어서, 상기 기판 홀더는, 기판의 외주부를 위치시켜 기판을 지지하는 복수의 지지 홈을 갖는 지지 막대와, 상기 지지 홈의 내부 내지 그 주변에 저류되는 수분을 제거하는 수분 제거 기구를 갖는다.

예를 들어, 기판 홀더에 의해 보유 지지한 기판을 처리액으로부터 끌어올린 후, 기판의 외주부를 위치시켜 기판을 지지하는 지지 홈의 내부 내지 그 주변에 저류된 수분(처리액)을 수분 제거 기구로 제거함으로써, 연속된 다음 처리에의 수분의 반입을 최대한 저감시켜, 이 연속된 다음 처리를, 보다 균일하게 안정적으로 행할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 상기 수분 제거 기구는, 상기 지지 막대의 내부에 형성된 일단부가 폐색된 중앙 구멍의 개구 단부에 택일적으로 접속되는 가압 기체 공급 라인 및 액 침입 방지 라인을 갖고, 상기 중앙 구멍과 상기 지지 홈의 내부는 연통 구멍을 통해 서로 연통되어 있다.

이에 의해, 가압 기체 공급 라인을 통해, 지지 막대의 중앙 구멍 및 연통 구멍에 가압 공기 등의 가압 기체를 공급하고, 지지 홈의 내부를 향해 분출시킴으로써, 지지 홈의 내부 내지 그 주변에 저류된 수분(처리액)을 가압 기체로 날려 제거할 수 있다. 액 침입 방지 라인에 의해, 처리 중에 지지 막대의 중앙 구멍 및 연통 구멍의 내부에 처리액이 침입하는 것이 방지된다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 상기 수분 제거 기구는, 상기 지지 막대의 내부에 형성된 일단부가 폐색된 중앙 구멍의 개구 단부에 택일적으로 접속되는 수분 흡인 라인 및 액 침입 방지 라인을 갖고, 상기 중앙 구멍과 상기 지지 홈의 내부는 연통 구멍을 통해 서로 연통되어 있다.

이에 의해, 수분 흡인 라인을 통해, 지지 막대의 중앙 구멍 및 연통 구멍으로부터 지지 홈의 내부를 진공 등으로 흡인함으로써, 지지 홈의 내부 내지 그 주변에 저류된 수분(처리액)을 흡인 제거할 수 있다. 또한, 흡인 제거한 수분(처리액)을 회수함으로써, 수분(처리액)의 반출량을 삭감할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 무전해 도금 장치는, 상기 기판 홀더에 의해 보유 지지한 기판을 침지시키는 상기 처리조 내의 처리액을 순환시키는 액 순환 라인을 더 갖는다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 상기 액 침입 방지 라인은, 상기 중앙 구멍 내에 가압 유체를 공급하는 가압 유체 공급 라인으로 이루어진다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 상기 연통 구멍은, 기판 홀더에 의해 보유 지지되는 기판의 피도금면을 향해 개방되어 있다.

이에 의해, 지지 홈 내의 기판의 피도금면측에 남는 수분을 주로 제거할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 무전해 도금 장치는, 상기 기판 홀더에 의해 보유 지지한 기판을 상기 처리조 내의 처리액에 침지시키는 침지 속도와, 상기 처리조 내의 처리액으로부터 끌어올리는 인상 속도를 조정하는 제어부를 더 갖는다.

이와 같이, 기판의 처리액 내에의 침지 속도 및 처리액으로부터의 인상 속도를 제어부에서 제어함으로써, 기판 하단부로부터 상단부까지를 처리액 중에 완전히 침지시키는데 필요로 하는 시간을 적게 하거나, 처리액으로부터 끌어올려진 기판에 다량의 수분이 남는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 상기 침지 속도는 100㎜/s 이상이고, 상기 인상 속도는 50㎜/s 이하이다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 무전해 도금 장치는, 상기 기판 홀더에 의해 보유 지지한 기판을 상기 처리조 내의 처리액에 침지시킬 때에, 상기 기판 홀더를, 진동, 상하 요동 또는 좌우 요동시키는 이동 기구를 더 갖는다.

기판 홀더를, 진동, 상하 요동 또는 좌우 요동시키면서, 기판 홀더에 의해 보유 지지한 기판을 처리액 중에 침지시킴으로써, 기판 표면의 처리액의 확산을 촉진시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 무전해 도금 장치는, 상기 기판 홀더에 의해 보유 지지한 기판을 상기 처리조 내의 처리액에 침지시켜 상기 처리액으로부터 끌어올린 후, 기판을 향해 순수를 분사하는 순수 분사 기구를 더 갖는다.

이에 의해, 기판에 부착되어 외부로 반출되는 처리액의 반출량을 더욱 감소시킬 수 있다.

본 발명의 무전해 도금 방법은, 지지 막대에 형성된 복수의 지지 홈 내에 기판의 외주부를 위치시켜 복수매의 기판을 기판 홀더에 의해 연직 방향으로 평행하게 보유 지지하고, 기판 홀더에 의해 보유 지지한 기판을 제1 처리조 내의 제1 처리액에 침지시켜 상기 제1 처리액으로부터 끌어올리고, 기판을 보유 지지한 기판 홀더를 제2 처리조의 바로 위로 반송하고, 기판 홀더에 의해 보유 지지한 기판을 제2 처리조 내의 제2 처리액에 침지시켜 상기 제2 처리액으로부터 끌어올리는 무전해 도금 방법이며, 상기 지지 홈의 내부 내지 그 주변에 저류되는 수분을, 처리 전후, 또는 처리의 도중에 제거한다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 무전해 도금 방법은, 복수매의 기판을 기판 홀더에 의해 연직 방향으로 평행하게 보유 지지하기 전에, 상기 지지 홈의 내부 내지 그 주변에 저류되는 수분을 제거한다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 무전해 도금 방법은, 상기 제1 처리액 또는 상기 제2 처리액으로부터 기판을 끌어올린 후, 상기 지지 홈의 내부 내지 그 주변에 저류되는 수분을 제거한다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 무전해 도금 방법은, 상기 제1 처리액 또는 상기 제2 처리액에 기판을 침지시키는 침지 속도는 100㎜/초 이상이고, 상기 제1 처리액 또는 상기 제2 처리액으로부터 기판을 끌어올리는 인상 속도는 50㎜/초 이하이다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 무전해 도금 방법은, 상기 기판 홀더를 진동, 상하 요동 또는 좌우 요동시키면서, 상기 제1 처리액 또는 상기 제2 처리액에 상기 기판 홀더에 의해 보유 지지한 기판을 침지시킨다.

상기 구성의 본 발명의 무전해 도금 장치 및 무전해 도금 방법에 따르면, 생산성이 높은 뱃치 처리 방식을 채용하고, 또한 앞의 처리 등에서 사용한 수분의 반입을 최대한 저감시켜, 일련의 연속된 각 처리를, 보다 균일하게 안정적으로 행할 수 있다.

상기 제3의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 또 다른 무전해 도금 장치는, 내부에 상방을 향하는 도금액의 흐름을 형성하면서 도금액을 유지하는 도금조와, 복수매의 기판을 연직 방향으로 병렬로 보유 지지하여 상기 도금조 내의 도금액에 침지시키는 기판 홀더와, 상기 기판 홀더에 의해 보유 지지한 도금액에 침지시킨 각 기판의 외주부를 각각 둘러싸고, 각 기판의 외주부에 기판 표면을 따른 도금액의 흐름과 연속되는 도금액의 흐름을 형성하는 복수매의 가이드판을 갖는다.

이와 같이, 도금액에 침지시킨 기판의 외주부에 기판 표면을 따른 도금액의 흐름과 연속되는 도금액의 흐름을 형성함으로써, 기판의 외주부에 도금액의 흐름에 흐트러짐이 발생하는 것을 방지하여, 기판의 표면에, 막 두께나 막 형상의 보다 면내 균일성을 높인 도금막을 형성할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 상기 기판 홀더에 의해 보유 지지되는 기판과 상기 기판의 주위를 둘러싸는 상기 가이드판의 거리는, 1 내지 10㎜이다.

상기 기판 홀더에 의해 보유 지지되는 기판과 상기 기판의 주위를 둘러싸는 상기 가이드판의 거리는, 가능한 한 좁은 것이 바람직하지만, 가공 정밀도 등을 고려하면, 1 내지 10㎜인 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 상기 복수매의 가이드판은, 서로 인접하는 가이드판 사이에 배치되어 연직 방향으로 직선 형상으로 연장되는 복수매의 연결판으로 서로 평면 격자 형상으로 연결되어 있다.

이에 의해, 기판의 측방을 상방을 향해 흐르는 도금액의 흐름에 흐트러짐이 발생하는 것을 연결판으로 방지하면서, 가이드판 자체의 강도 및 안정성을 증대시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 상기 가이드판은, 기판 홀더에 의해 보유 지지하여 도금조 내의 도금액에 침지시킨 기판의 하반부의 주위를 둘러싸는 하측 가이드판과, 기판의 상반부의 주위를 둘러싸는 상측 가이드판으로 이루어지고, 상기 하측 가이드판은 상기 기판 홀더에, 상기 상측 가이드판은 상기 도금조의 상단부 개구부를 개폐하는 덮개의 이면에 각각 장착되어 있다.

본 발명의 바람직한 일 형태에 있어서, 상기 가이드판은, 기판 홀더에 의해 보유 지지하여 도금조 내의 도금액에 침지시킨 기판의 하반부의 주위를 둘러싸는 하측 가이드판과, 기판의 상반부의 주위를 둘러싸는 상측 가이드판으로 이루어지고, 상기 하측 가이드판은 상기 도금조의 내부에, 상기 상측 가이드판은 상기 도금조의 상단부 개구부를 개폐하는 덮개의 이면에 각각 장착되어 있다.

상기 구성의 본 발명의 무전해 도금 장치에 따르면, 기판의 외주부에 기판 표면을 따른 도금액의 흐름과 연속되는 도금액의 흐름을 형성함으로써, 기판의 외주부에 도금액의 흐름에 흐트러짐이 발생하는 것을 방지하여, 기판의 표면에, 막 두께나 막 형상의 보다 면내 균일성을 높인 도금막을 형성할 수 있다.

도 1은 마이크로 범프의 접합예를 나타내는 단면도.
도 2는 TSV 배선의 접속예를 나타내는 단면도.
도 3은 Al 표면에 아연산염 처리를 행하였을 때의 아연 치환량과 처리 시간(초)의 관계를 나타내는 그래프.
도 4는 Al 표면에 아연산염 처리를 행하였을 때의 알루미늄 에칭량과 처리 시간(초)의 관계를 나타내는 그래프.
도 5는 종래의 무전해 도금 장치에 사용되어 있는 기판 홀더를 도시하는 사시도.
도 6은 상향으로 흐르는 도금액 중에, 도 5에 도시하는 기판 홀더에 의해 보유 지지한 복수매의 기판을 동시에 침지시켰을 때의 도금액의 흐름을 도시하는 도면.
도 7의 (a)는 범프 패드를 갖는 기판을 도시하는 단면도, 도 7의 (b)는 범프 패드의 표면에 Ni 도금막 및 Au 도금막을 무전해 도금으로 형성한 기판을 도시하는 단면도.
도 8은 본 발명의 실시 형태의 무전해 도금 장치의 전체 평면도.
도 9는 모듈간 기판 반송 장치의 기판 보유 지지구의 개요를 도시하는 정면도.
도 10은 도 9의 우측면도.
도 11은 아연산염 처리 모듈의 아연산염 처리조와 기판 홀더를 도시하는 개략 종단 정면도.
도 12는 아연산염 처리 모듈의 아연산염 처리조와 기판 홀더를 도시하는 개략 측단면도.
도 13은 아연산염 처리 모듈의 아연산염 처리조와 기판 홀더를 도시하는 개략 종단 정면도.
도 14는 Ni 도금 모듈의 Ni 도금조와 기판 홀더를 도시하는 개략 종단 정면도.
도 15는 도 8에 도시하는 무전해 도금 장치에 의한 일련의 처리를 도시하는 블록도.
도 16은 무전해 Ni 도금에 사용되는 Ni 도금액의 관리의 설명에 부가하는 흐름도.
도 17은 본 발명의 다른 실시 형태의 무전해 도금 장치의 기판을 전세정조의 처리액(질산)에 침지시킬 때의 상태의 개요를 도시하는 종단 정면도.
도 18은 도 17에 도시하는 무전해 도금 장치의 기판을 전세정 모듈로 처리할 때의 상태의 개요를 도시하는 종단 정면도.
도 19는 도 17에 도시하는 무전해 도금 장치의 기판을 전세정 모듈의 기판 홀더를 아연산염 처리 모듈의 기판 홀더에 전달할 때의 상태의 개요를 도시하는 종단 정면도.
도 20은 도 17에 도시하는 무전해 도금 장치의 기판을 아연산염 처리조의 아연산염액에 침지시킬 때의 상태의 개요를 도시하는 종단 정면도.
도 21은 도 17에 도시하는 무전해 도금 장치의 기판을 아연산염 처리조의 아연산염액에 침지시킨 후, 아연산염액으로부터 끌어올릴 때의 상태의 개요를 도시하는 종단 정면도.
도 22는 도 17에 도시하는 무전해 도금 장치의 기판을 Au 도금조의 도금액에 침지시킬 때의 개요를 도시하는 종단 정면도.
도 23은 도 17에 도시하는 무전해 도금 장치의 기판을 Au 도금조의 도금액으로부터 끌어올렸을 때의 개요를 도시하는 종단 정면도.
도 24는 전세정 모듈의 전세정조와 기판 홀더를 도시하는 개략 종단 정면도.
도 25는 전세정 모듈의 전세정조와 기판 홀더를 도시하는 개략 측단면도.
도 26은 전세정 모듈의 수세조와 기판 홀더를 도시하는 개략 종단 정면도.
도 27은 전세정 모듈의 기판 홀더에 구비되어 있는 지지 막대의 일부를 확대한 단면을, 수분 제거 기구와 함께 도시하는 개요도.
도 28a는 도 27의 A-A선 단면도, 도 28b는 지지 막대의 변형예를 도시하는 도 28a 상당도.
도 29는 아연산염 처리 모듈의 기판 홀더에 구비되어 있는 지지 막대의 일부를 확대한 단면을, 수분 제거 기구와 함께 도시하는 개요도.
도 30은 기판 홀더의 지지 막대의 다른 예를 도시하는 주요부 확대 단면도.
도 31은 기판 홀더의 지지 막대의 또 다른 예를 나타내는 주요부 확대 단면도.
도 32는 기판 홀더의 지지 막대의 또 다른 예를 나타내는 주요부 확대 단면도.
도 33a는 본 발명의 일련의 무전해 도금을 행하여 Ni 도금막과 Au 도금막을 순차 형성하였을 때의 외관도, 도 33b는 참고예를 나타내는 외관도, 도 33c는 다른 참고예를 나타내는 외관도, 도 33d는 또 다른 참고예를 나타내는 외관도.
도 34a는 Al을 기초 금속으로 한 패턴 웨이퍼의 표면에, 본 발명의 일련의 무전해 도금을 행하여, Ni 도금막과 Au 도금막을 순차 형성하였을 때의 막 두께 면내 분포도를 도시하는 도면.
도 34b는 아연산염 처리 후의 외관도 및 단면도를 도시하는 도면.
도 35a는 Al을 기초 금속으로 한 패턴 웨이퍼의 표면에, 종래의 일반적인 무전해 도금을 행하여, Ni 도금막과 Au 도금막을 순차 형성하였을 때의 막 두께 면내 분포도를 도시하는 도면, 도 35b는 아연산염 처리 후의 외관도 및 단면도를 도시하는 도면.
도 36은 본 발명의 또 다른 실시 형태의 무전해 도금 장치에 구비되어 있는 Ni 도금조와 기판 홀더를 도시하는 개략 종단 정면도.
도 37은 도 36에 도시하는 무전해 도금 장치에 구비되어 있는 Ni 도금조와 기판 홀더를 도시하는 개략 측단면도.
도 38은 Ni 도금조의 상단부 개구부를 개폐하는 덮개를 도시하는 모식도.
도 39는 상향으로 흐르는 도금액 중에, 하측 가이드판 및 상측 가이드판으로 주위를 둘러싼 복수매의 기판을 동시에 침지시켰을 때의 도금액의 흐름을 도시하는 도면.
도 40은 또 다른 Ni 도금조와 기판 홀더를 도시하는 개략 종단 정면도.
도 41은 또 다른 Ni 도금조와 기판 홀더를 도시하는 개략 측단면도.
도 42는 하측 가이드판의 연결판으로 연결하여 구성한 평면 격자 형상의 하측 가이드판 구조체를 도시하는 사시도.
도 43은 하측 가이드판 구조체와 상측 가이드판 구조체로 기판의 주위를 둘러싼 상태를 도시하는 정면도.
도 44는 도 43의 B-B선 단면도.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 예에 있어서, 동일 또는 상당 부재에는, 동일한 부호를 붙여 중복된 설명을 생략한다.

이하의 예에서는, 도 7의 (a)에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 직경 D가 수 ㎛의 Al로 이루어지는 범프 패드(45)를 설치한 반도체 웨이퍼 등의 기판(W)을 준비한다. 그리고 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이, 이 기판(W)의 표면에, 도금 전처리로서의 아연산염 처리를 행하여, 범프 패드(45)의 표면에 치환 도금에 의해 아연 도금막(46)을 형성하고, 이 아연 도금막(46)의 표면에, 무전해 도금에 의해, 예를 들어 1.6㎛의 Ni 도금막(47)을 형성하고, 이 Ni 도금막(47)의 표면에, 치환 도금(무전해 도금)에 의해, 예를 들어 0.1㎛의 Au 도금막(48)을 형성하도록 하고 있다.

도 8은 본 발명의 실시 형태의 무전해 도금 장치의 개요를 도시하는 전체 평면도이다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 이 무전해 도금 장치는, 공기를 다운플로우로 하는 공조 기능을 갖는 대략 직사각 형상의 하우징(50)과, 하우징(50)에 인접하여 배치되고, 다수의 반도체 웨이퍼 등의 기판을 스톡하는 기판 카세트가 적재되는 로드 포트(52)를 구비하고 있다. 로드 포트(52)에는, 오픈 카세트, SMIF(Standard Manufacturing Interface) 포드, 또는 FOUP(Front Opening Unified Pod)를 탑재할 수 있다.

하우징(50)의 내부에는, 로드 포트(52)의 반대측으로부터 차례로, 전세정조(54)와 수세조(56)를 갖는 전세정 모듈(58), 도금 전처리로서 아연산염 처리를 행하는 아연산염 처리조(도금 전처리조)(60)와 수세조(62)를 갖는 아연산염 처리(도금 전처리) 모듈(64), Ni 도금조(66)와 수세조(68)를 갖는 Ni 도금 모듈(70), Au 도금조(72)와 수세조(74)를 갖는 Au 도금 모듈(76) 및 건조 유닛(78)이 직렬로 배치되어 있다.

전세정 모듈(58)에는, 상하 및 좌우로 이동 가능하고, 전세정조(54)와 수세조(56) 사이에서 기판을 반송하여 전세정조(54)와 수세조(56)의 처리액에 기판을 침지시키는 기판 홀더(80a)가 구비되어 있다. 마찬가지로, 아연산염 처리 모듈(64)에는, 아연산염 처리조(60)와 수세조(62) 사이에서 기판을 반송하는 기판 홀더(80b)가, Ni 도금 모듈(70)에는, Ni 도금조(66)와 수세조(68) 사이에서 기판을 반송하는 기판 홀더(80c)가, Au 도금 모듈(76)에는, Au 도금조(72)와 수세조(74) 사이에서 기판을 반송하는 기판 홀더(80d)가 각각 구비되어 있다.

여기에, 아연산염 처리 모듈(64)의 아연산염 처리조(60) 및 수세조(62) 및 도금 모듈(70, 76)의 수세조(68, 74) 중 적어도 하나의 조는, QDR(Quick Dump Rinse) 기능을 갖는 것이 바람직하고, 이에 의해 단시간에 충분한 기판 표면의 린스(수세)를 행하여, 장치의 소형 콤팩트화를 도모할 수 있다.

또한, 이들 기판 홀더(80a 내지 80d) 및 건조 유닛(78)과 평행하게, 가이드(82)를 따라 주행 가능한 기판 보유 지지구(84)를 갖고, 복수매의 기판을 반송하여 각 기판 홀더(80a 내지 80d) 및 건조 유닛(78) 사이에서 복수매의 기판의 전달을 행하는 모듈간 기판 반송 장치(86)가 배치되어 있다.

이와 같이, 모듈간 기판 반송 장치(86)와는 별도로, 각 모듈(64, 70, 76) 내에 기판 홀더(80a 내지 80d)를 구비함으로써, 기판 홀더(80a 내지 80d)의 구성을 보다 간소화하여, 도금액을 포함하는 약액의 외부로의 반출량을 감소시키고, 아울러 세정 공정에서의 세정 시간을 단축시켜, 처리량을 향상시킬 수 있다. 기판 홀더(80a 내지 80d)는, 각 처리액 중에서의 처리중에, 필요에 따라서 기판을 상하 이동 또는 진동시키는 기판 이동 기구를 구비하고 있다.

이 예에서는, 모듈간 기판 반송 장치(86)는, 기판 보유 지지구(84)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판을 건조 유닛(78)으로 반송하여 건조시키는 데에도 사용된다.

또한, 하우징의 내부에는, 로드 포트(52)측에 위치하여, 로드 포트(52) 내의 복수매의 기판을 하우징(50) 내에 동시에 반입 또는 하우징(50) 내의 복수매의 기판을 로드 포트(52)로 반출하는 반출입용 기판 반송 장치(90)가 주행 가능하게 배치되고, 이 반출입용 기판 반송 장치(90)와 건조 모듈(78) 사이에, 복수매의 기판을 임시 배치하는 임시 배치 스테이션(92)이 배치되어 있다.

이에 의해, 반출입용 기판 반송 장치(90)는, 로드 포트(52) 내에 스톡된, 예를 들어 25매의 기판을 동시에 수취하여 반송하고, 임시 배치 스테이션(92)에 연직 방향으로 임시 배치하고, 이것을 2회 반복함으로써, 임시 배치 스테이션(92)에, 예를 들어 50매의 기판을 연직 방향으로 임시 배치한다. 모듈간 기판 반송 장치(86)는, 임시 배치 스테이션(92)에 연직 방향으로 임시 배치된, 예를 들어 50매의 기판을 동시에 수취하여, 예를 들어 전세정 모듈(58)로 반송하고, 전세정 모듈(58)의 기판 홀더(80a)에 동시에 전달한다. 또한, 처리 후의 기판은, 상기와 반대의 동작으로 일단 임시 배치 스테이션(92)에 임시 배치한 후, 반출입용 기판 반송 장치(90)에 의해 로드 포트(52)로 복귀된다.

전세정조(54)는, 이 예에서는, 기판(W)의 표면의 산화막을 제거하고, 또한 더블 아연산염 처리시에, 범프 패드(45)(도 7의 (a) 참조)의 표면에 치환 도금으로 형성되는 아연 도금막의 표면을 제거하기 위해, 전세정액으로서 질산을 사용하고 있다. 하우징(50)의 외부에는, 이 전세정액(질산)을 저류하는 전세정액(질산) 저류조(100)가 배치되고, 이 전세정액 저류조(100)로부터 연장되는 전세정액 공급 라인(102)은 전세정조(54)에 접속되어 있다.

하우징(50)의 외부에는, 예를 들어 수산화나트륨 베이스의 산화아연 함유액으로 이루어지는 아연산염액을 저류하는 아연산염액 저류조(104)가 배치되고, 이 아연산염액 저류조(104)로부터 연장되는 아연산염액 공급 라인(106)은 아연산염 처리조(60)에 접속되어 있다.

하우징(50)의 외부에는, Ni 도금액을 저류하는 Ni 도금액 저류조(108)와, 이 예에서는 질산으로 이루어지고, 하기하는 에칭액에 의한 플러싱에 사용되는 플러싱액을 저류하는 플러싱액 저류조(110)가 배치되고, 이 Ni 도금액 저류조(108)로부터 연장되는 Ni 도금액 공급 라인(112) 및 플러싱액 저류조(110)로부터 연장되는 플러싱 라인(114)은, Ni 도금조(66)에 접속되어 있다.

하우징(50)의 외부에는, Au 도금액을 저류하는 Au 도금액 저류조(116)와, 이 예에서는 질산과 염산의 혼합액으로 이루어지고, 하기하는 에칭액에 의한 플러싱에 사용되는 플러싱액을 저류하는 플러싱액 저류조(118)가 배치되고, 이 Au 도금액 저류조(116)로부터 연장되는 Au 도금액 공급 라인(120) 및 플러싱액 저류조(118)로부터 연장되는 플러싱 라인(122)은 Au 도금조(72)에 접속되어 있다.

Ni 도금액 저류조(108)에는, Ni 도금액을 분석하여, Ni 도금액의 금속(Ni) 이온 농도나 pH 등을 계측하는 도금액 분석 장치(124)가 부설되어 있다. Au 도금액 저류조(116)에 마찬가지로, Au 도금액을 분석하여, 금속(Au) 이온 농도나 pH 등을 계측하는 도금액 분석 장치(126)가 부설되어 있다.

도 9는 모듈간 기판 반송 장치(86)의 기판 보유 지지구(84)의 개요를 도시하는 정면도이고, 도 10은 도 9의 우측면도이다. 도 9 및 도 10에 도시하는 바와 같이, 기판 보유 지지구(84)는, 기부(130)와, 개폐 가능한 복수 쌍의 반송 아암(132)을 갖고 있다. 그리고 반송 아암(132)을 개방한 상태에서, 연직 방향으로 병렬로 배치한 복수매의 기판(W)의 상방으로부터 반송 아암(132)을 하강시켜, 반송 아암(132)을 폐쇄함으로써, 복수매(예를 들어, 50매)의 기판(W)을 상방으로부터 동시에 파지하고, 반대의 동작으로, 기판(W)의 보유 지지를 해제하도록 되어 있다. 모듈간 기판 반송 장치(86)는, 각 조에서의 콘타미네이션을 방지하기 위해, 시기를 보아 반송 아암(132)을 세정하도록 구성되어 있다.

도 11은 아연산염 처리 모듈(64)의 아연산염 처리조(60)와 기판 홀더(80b)를 도시하는 개략 종단 정면도이고, 도 12는 개략 측단면도이다. 도 11 및 도 12에 도시하는 바와 같이, 아연산염 처리조(60)는, 내조(140)와 외조(142)를 갖고 있고, 내조(140)와 외조(142) 사이에 오버플로우조(144)가 형성되어 있다. 아연산염 처리조(60)의 오버플로우조(144)의 저부에는, 펌프(146), 온도 조정기(148) 및 필터(150)를 개재 장착한 아연산염액(도금 전처리액) 순환 라인(152)의 일단부가 접속되고, 이 아연산염액 순환 라인(152)의 타단부는 내조(140)의 저부에 접속되어 있다. 또한, 내조(140)의 저부에는, 처리액의 흐름을 정렬하는 정류판(154)이 배치되어 있다.

이에 의해, 아연산염 처리조(60) 내의 아연산염액은, 펌프(146)의 구동에 수반하여 필터(150)에서 필터링되고, 온도 조정기(148)에서, 예를 들어 50℃로 온도가 조정되면서, 내조(140)의 내부와 오버플로우조(144) 사이를 순환하도록 되어 있다. 아연산염액 순환 라인(152)의 펌프(146)의 상류측과 필터(150)의 하류측은 단락 라인(156)으로 연결되어 있고, 또한 아연산염액 순환 라인(152)에, 상기 아연산염액 저류조(104)로부터 연장되는 아연산염액 공급 라인(106)이 접속되어 있다.

또한, 전세정조(54)는 아연산염 처리조(60)와 마찬가지의 구성을 갖고 있다. 단, 전세정조(54)에 있어서, 처리액(질산)은, 일반적으로 온도를 조정할 필요가 없기(상온에서 사용되기) 때문에, 온도 조정기(108)를 생략해도 된다.

도 11 및 도 12에 도시하는 바와 같이, 기판 홀더(80b)는 소정 간격 이격된 위치에 대향하여 배치되는 한 쌍의 측판(164)과 상기 측판(164) 사이에 걸쳐 연장되어 기판(W)의 외주부를 하방으로부터 지지하는 복수의 지지 막대(166)를 갖고 있다.

이에 의해, 기판 홀더(80b)의 기판 홀더(162)는, 복수매(예를 들어, 50매)의 기판(W)을 기판(W)의 하방에서 지지 막대(166)로 지지하고, 이에 의해 기판(W)을 상방으로부터 파지하는 모듈간 기판 반송 장치(86)의 기판 보유 지지구(84)와의 사이에서, 기판의 전달을 원활하게 행할 수 있도록 되어 있다. 또한, 다른 기판 홀더(80a, 80c, 80d)에 있어서도, 기판 홀더(80b)와 마찬가지의 구성을 갖고 있다.

도 13은 아연산염 처리 모듈(64)의 수세조(62)와 기판 홀더(80b)를 도시하는 개략 종단 정면도이다. 수세조(62)는 처리액으로서 순수를 사용하고 있다. 수세조(62)는 내조(170)와 외조(172)를 갖고 있고, 내조(170)와 외조(172) 사이에 오버플로우조(174)가 형성되어 있다. 그리고 내조(170)의 저부에 순수 공급 라인(176)이 접속되고, 오버플로우조(174)의 저부에 배수 라인(178)이 접속되어 있다. 이에 의해, 순수 공급 라인(176)을 통해 내조(170)에 공급된 순수는, 내조(170)의 내부를 채우고, 그런 후에, 오버플로우조(174) 내에 오버플로우하여, 배수 라인(178)으로부터 배수되도록 되어 있다.

또한, 다른 수세조(56, 68, 74)도 수세조(62)와 마찬가지의 구성을 갖고 있다. 단, 도금 모듈(70, 78)의 수세조(68, 74)에 있어서는, 도 13에 가상선으로 나타내는 바와 같이, 내조(170)의 저부에, 도금막 표면의 산화막을 제거하는 약액을 공급하는 약액 공급 라인(180)을 접속하도록 해도 된다.

도 14는 Ni 도금 모듈(70)의 Ni 도금조(66)와 기판 홀더(80c)를 도시하는 개략 종단 정면도이다. 또한, 기판 홀더(80c)는, 전술한 바와 같이 기판 홀더(80b)와 마찬가지의 구성을 갖고 있으므로, 동일 부재에는 동일한 부호를 붙이고 중복된 설명을 생략한다.

도 14에 도시하는 바와 같이, Ni 도금조(66)는, 내조(190)와 외조(192)를 갖고 있고, 내조(190)와 외조(192) 사이에 오버플로우조(194)가 형성되어 있다. Ni 도금조(66)의 오버플로우조(194)에는, 펌프(196), 온도 조정기(198) 및 필터(200)를 개재 장착한 도금액 순환 라인(202)의 일단부가 접속되고, 이 도금액 순환 라인(202)의 타단부는 내조(190)의 저부에 접속되어 있다. 또한, 내조(190)의 저부에는, Ni 도금액의 흐름을 정렬하는 정류판(204)이 배치되어 있다.

이에 의해, Ni 도금조(66) 내의 도금액은, 펌프(196)의 구동에 수반하여, 필터(200)에서 필터링되고, 온도 조정기(198)에서, 예를 들어 80℃로 온도가 조정되면서, 내조(190)의 내부와 오버플로우조(194) 사이를 순환하도록 되어 있다. 도금액 순환 라인(202)의 펌프(196)의 상류측과 필터(200)의 하류측은, 단락 라인(206)으로 연결되어 있다.

또한, 도금액 순환 라인(152)에, 상기 Ni 도금액 저류조(108)로부터 연장되는 Ni 도금액 공급 라인(112)과, 상기 플러싱액 저류조(110)로부터 연장되는 플러싱 라인(114)이 접속되어 있다. 이에 의해, Ni 도금조(66) 및 도금액 순환 라인(202) 내의 Ni 도금액을 제거한 후, 플러싱 라인(114)을 통해, 질산 등의 플러싱액(에칭액)을 도금액 순환 라인(202)으로부터 Ni 도금액 저류조(108)의 내부에 도입하고, 이 플러싱액을 펌프(196)를 통해 순환시킴으로써, 도금액 순환 라인(202) 및 Ni 도금액 저류조(108)의 내부를 플러싱액(에칭액)으로 플러싱할 수 있도록 되어 있다.

오버플로우조(194)에는, 오버플로우조(194) 내의 Ni 도금액을 분석하여, Ni 도금액의 금속(Ni) 이온 농도나 pH 등을 계측하는 도금액 분석 장치(210)와, 이 도금액 분석 장치(210)의 분석 결과를 기초로, 오버플로우조(194) 내의 Ni 도금액에, 소정의 금속 농도의 보급액을 보급하는 도금액 보급 장치(212)가 부설되어 있다.

또한, Au 도금조(72)는, Ni 도금조(66)와 거의 마찬가지의 구성을 갖고 있다. 단, Au 도금조(72)에 있어서, Au 도금액의 액온은, 예를 들어 75℃로 조정된다.

다음에, 도 8에 도시하는 무전해 도금 장치에 의한 일련의 처리를, 도 15를 더 참조하여 설명한다.

우선, 전술한 바와 같이, 임시 배치 스테이션(92)에 임시 배치한 복수매(예를 들어, 50매)의 기판을, 모듈간 기판 반송 장치(86)의 기판 보유 지지구(84)에 의해 상방으로부터 파지하여 전세정 모듈(58)로 반송한다. 전세정 모듈(58)의 기판 홀더(80a)는, 모듈간 기판 반송 장치(86)의 기판 보유 지지구(84)로부터 복수매의 기판(W)을 동시에 수취하여 연직 방향으로 보유 지지한다. 이때, 기판 홀더(80a)는, 전세정조(54)의 바로 위에 위치하고 있다.

그리고 기판 홀더(80a)를 하강시켜, 기판 홀더(80a)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을, 전세정조(54) 내의 처리액(질산)에, 예를 들어 1분간 침지시키고, 이에 의해 기판(W)의 표면의 산화막을 제거한다.

다음에, 기판 홀더(80a)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을, 전세정조(54) 내의 처리액(질산)으로부터 끌어올려, 수세조(56)의 바로 위로 이동시킨다. 그리고 기판 홀더(80a)를 하강시켜, 기판 홀더(80a)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을, 수세조(56) 내의 처리액(순수)에, 예를 들어 5분간 침지시키고, 이에 의해 기판(W)의 표면을 수세한다. 그런 후에, 기판 홀더(80a)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을, 수세조(52) 내의 처리액(순수)으로부터 끌어올린다.

다음에, 기판 홀더(80a)에 의해 연직 방향으로 보유 지지한 복수매의 기판(W)을, 모듈간 기판 반송 장치(86)의 기판 보유 지지구(84)를 경유하여, 아연산염 처리 모듈(64)의 기판 홀더(80b)에 전달한다. 이 기판 홀더(80b)는, 아연산염 처리조(60)의 바로 위에 위치하고 있다.

다음에, 기판 홀더(80b)를 하강시켜, 기판 홀더(80b)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을, 아연산염 처리조(60) 내의 처리액(아연산염액)에, 예를 들어 30초 침지시키고, 이에 의해 Al로 이루어지는 범프 패드(45)(도 7의 (a) 참조)의 표면의 1회째의 아연산염 처리를 행한다. 그리고 기판 홀더(80b)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을, 아연산염 처리조(56) 내의 처리액(아연산염액)으로부터 끌어올린다.

다음에, 전술한 바와 대략 마찬가지로, 기판 홀더(80b)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을, 수세조(62)의 바로 위로 이동시킨다. 그리고 기판 홀더(80b)를 하강시켜, 기판 홀더(80b)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을, 수세조(62) 내의 처리액(순수)에, 예를 들어 1분간 침지시키고, 이에 의해 기판(W)의 표면을 수세한다. 그런 후에, 기판 홀더(80b)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을 수세조(62) 내의 처리액(순수)으로부터 끌어올린다.

상기 기판의 질산 중에의 침지 및 그 후의 수세, 아연산염액 중에의 침지 및 그 후의 수세를 1사이클로 하여, 이 사이클을 2회 반복하고, 이에 의해 이른바 더블 아연산염 처리를 행한다. 이와 같이, 더블 아연산염 처리를 행함으로써, Al로 이루어지는 범프 패드(45)(도 7의 (a) 참조)의 표면에, 1회째의 아연산염 처리에 의해 거칠게 부여된 아연(아연 도금막)을 질산으로 제거하고, 그런 후에, 범프 패드(45)의 표면을, 2회째의 아연산염 처리에 의해 미세하게 아연으로 치환할 수 있다. 이에 의해, 도 7의 (b)에 도시하는 아연 도금막(46)을 형성한다.

다음에, 더블 아연산염 처치 후의 기판을, 모듈간 기판 반송 장치(86)의 기판 보유 지지구(84)를 경유하여, Ni 도금 모듈(70)의 기판 홀더(80c)에 전달한다. 그리고 전술한 아연산염 처리와 거의 마찬가지로 하여, 기판 홀더(80c)에 의해 연직 방향으로 보유 지지한 복수매의 기판을, Ni 도금조(66) 내의, 예를 들어 액온이 80℃인 Ni 도금액에, 예를 들어 50분간 침지시키고, 이에 의해 도 7의 (b)에 도시하는 Ni 도금막(47)을 형성한다. 그런 후에, Ni 도금 후의 기판을, 수세조(68) 내의 처리액(순수)에, 예를 들어 5분간 침지시켜 수세한다.

다음에, Ni 도금 후의 기판을, 모듈간 기판 반송 장치(86)의 기판 보유 지지구(84)를 경유하여, Au 도금 모듈(76)의 기판 홀더(80d)에 전달한다. 그리고 전술한 아연산염 처리와 거의 마찬가지로 하여, 기판 홀더(80d)에 의해 연직 방향으로 보유 지지한 복수매의 기판을, Au 도금조(72) 내의, 예를 들어 액온이 75℃인 Au 도금액에, 예를 들어 10분간 침지시키고, 이에 의해 도 7의 (b)에 도시하는 Au 도금막(48)을 형성한다. 그런 후에, Au 도금 후의 기판을, 수세조(74) 내의 처리액(순수)에, 예를 들어 5분간 침지시켜 수세한다.

다음에, Au 도금 후의 기판을, 모듈간 기판 반송 장치(86)의 기판 보유 지지구(84)에 의해 보유 지지하여 건조 유닛(78)으로 반송하고, 건조 유닛(78)에서, 예를 들어 에어 블로우 또는 IPA(이소프로필알코올) 증기를 사용한 건조 방법으로 건조시킨다.

그리고 모듈간 기판 반송 장치(86)의 기판 보유 지지구(84)는, 건조 후의 기판(W)을 임시 배치 스테이션(92)으로 반송하여 임시 배치하고, 임시 배치 후의 기판을 로드 포트(52)로 복귀시킨다. 이에 의해, 일련의 무전해 도금 처리를 종료한다.

상기한 바와 같이, 뱃치 처리 방식을 채용하여 무전해 Ni 도금을 행하면, Ni 도금조(66)나 도금액 순환 라인(202)의 내부에 Ni 등의 부착물이 부착된다. 이로 인해, 예를 들어 100매의 기판을 처리한 후, Ni 도금조(66)나 도금액 순환 라인(202)의 내부에 부착된 부착물을, 에칭액 등으로 플러싱할 필요가 있다.

따라서, 이 예에서는, 이와 같이 플러싱을 행할 필요가 발생하였을 때에, Ni 도금조(66) 및 도금액 순환 라인(202)으로부터 Ni 도금액을 제거하고, 플러싱 라인(114)을 통해, Ni 도금조(66) 및 도금액 순환 라인(202) 내에, 예를 들어 Ni 에칭에 사용되는 질산 등의 플러싱액을 도입하여 순환시킴으로써, Ni 도금조(66) 및 도금액 순환 라인(202) 내의 에칭액 등에 의한 플러싱을 행한다. 이에 의해, Ni 도금조(66) 및 도금액 순환 라인(202) 내의 에칭액 등에 의한 플러싱을 용이하고 또한 신속하게 행할 수 있다.

이것은, Au 도금조(72)에 있어도 마찬가지이며, Au 도금조(72)의 경우, 플러싱액으로서, 예를 들어 Au 에칭에 사용되는 질산과 염산의 혼합액이 사용된다.

다음에, 도 16에 나타내는 흐름도를 참조하여, 무전해 Ni 도금에 사용되는 Ni 도금액의 관리에 대해 설명한다.

우선, 기판의 패턴 개구율과 도금 시간 등의 도금 조건을 설정한다(스텝 1). 이에 의해, 도금에 의한 금속 석출량이, 미리 구해진 성막 레이트로부터, 목표 금속 석출량 F(도금 조건)로서 구해진다. 다음에, 도금액의 건욕시의 금속 농도 A를 측정하고(스텝 2), 이 건욕시의 금속 농도 A가 규정값에 들어있는지 여부의 확인을 행한다(스텝 3). 도금액의 건욕시의 금속 농도 A가 규정값에 들어있지 않은 경우에는, 도금액의 금속 보급을 행하고(스텝 4), 다시 스텝 3으로 복귀한다. 이 도금액의 금속 보급(스텝 4)을 2회 반복하였을 때에는, 장치 이상이라고 판단하여(스텝 5), 예를 들어 알람을 울린다.

도금액의 건욕시의 금속 농도 A가 규정값에 들어있는 것을 확인한 경우에는, 도금액의 도금 직전의 금속 농도 B를 측정한다(스텝 6). 건욕과 도금을 연속해서 행하는 경우에는, 스텝 6을 스킵해도 된다. 그리고 실제로 도금을 행하여(스텝 7), 도금액의 도금 직후의 금속 농도 C를 측정한다(스텝 8).

다음에, 도금액의 도금 직전의 금속 농도 B와 도금 직후의 금속 농도 C의 농도차와 기지의 도금액량으로부터, 도금시에 실제로 석출된 실제 금속 석출량 F(B, C)를 산출하고, 목표 금속 석출량 F(도금 조건)와의 비교를 행한다(스텝 9). 이 비교에 의해, 도금액의 노화 정도 및 노화에 수반되는 도금 레이트의 저하를 보정한다.

즉, 실제 금속 석출량 F(B, C)가 목표 금속 석출량값 F(도금 조건)보다 적은[F(B, C)＜F(도금 조건)] 경우에는, 보급하는 보급액의 금속 농도를 미리 실측 등에 의해 구해 둔 값으로 보정한다(스텝 10). 한편, 실제 금속 석출량 F(B, C)가 목표 금속 석출량값 F(도금 조건)와 동등 이상인 경우[(F(B, C)≥F(도금 조건)]에는, 보급하는 보급액의 금속 농도의 보정은 행하지 않는다. 그리고 석출된 금속량에 따라서, 도금액 보급 장치(206)(도 14 참조)를 통해, 도금액에 보급액을 보급하고(스텝 11), 도금액의 보급액을 보급한 직후의 금속 농도 D를 측정한다(스텝 12). 이와 같이 운용함으로써, 도금 레이트의 변동을 최소한으로 그치게 하면서, 도금액 수명을 연장시킬 수 있다.

다시 도금을 행할 때에 도금액의 도금 직전의 금속 농도 B를 다시 측정한다(스텝 12). 그리고 도금액의 보급액 보급 직후의 금속 농도 D와 도금 직전의 금속 농도 B의 차를 구하여, 도금액 농도가 경시적으로 감소하고 있는지 여부의 유무를 판단한다(스텝 13). 즉, 도금액의 보급 직후의 금속 농도 D와 도금 직전의 금속 농도 B의 차가 플러스인 경우(D-B＞0), 도금 장치[Ni 도금조(66) 및 도금액 순환 라인(202)] 내에 도금될 금속이 석출되어 있다고 판단하고, 상기 필터(200)(도 14 참조)를 에칭액 등으로 세정하여(스텝 15), 스텝 11로 복귀한다.

이 보급액의 보급 직후의 금속 농도 D와 도금액의 도금 직전의 금속 농도 B의 차가 마이너스인 경우(D-B≤0)에는, 보급액의 금속 농도를 보정한 보정 횟수 n이 미리 정한 소정의 보정 횟수 nr에 도달하고 있지 않은지를 판단하고(스텝 16), 소정의 보정 횟수에 도달하고 있지 않은(n≤nr) 경우에는, 스텝 7로 복귀하고, 소정의 보정 횟수에 도달한 경우(n＞nr)에는, 재건욕을 행하여(스텝 17), 개시로 복귀한다.

이와 같이, 도금 전후의 도금액의 금속 농도로부터 도금량(도금막 두께로 환산 가능)을 구하여, 상정 도금량과의 차분에 따라서, 미리 정해진 금속 농도의 보급액을 도금액에 보급한다. 이때, 도금액에 보급액을 보급함으로써, 도금 전의 도금액의 금속 농도가 초기 농도로 복귀되도록 해도 되지만, 초기 농도보다도 높아지도록 해도 된다. 이에 의해, 도금액의 금속 농도 이외의 요인에 의해 도금 레이트가 감소하는 것을 방지하고, 전체적으로 도금막 두께의 변동 폭을 보다 작게 하여, 예기치 않은 도금 레이트의 감소에도 대응 가능해진다.

도 17 내지 도 23은 본 발명의 다른 실시 형태의 무전해 도금 장치 전체의 개요를 공정순으로 나타내는 종단 정면도이다. 도 17 내지 도 23에 도시하는 바와 같이, 이 무전해 도금 장치는, 전세정조(250)와 수세조(252)를 갖는 전세정 모듈(254), 아연산염 처리조(256)와 수세조(258)를 갖는 아연산염 처리 모듈(260), Ni 도금조(262)와 수세조(264)를 갖는 Ni 도금 모듈(266), Au 도금조(268)와 수세조(270)를 갖는 Au 도금 모듈(272) 및 건조 유닛(274)을 갖는 건조 모듈(276)을 구비하고 있다.

전세정 모듈(254)에는, 상하 및 좌우로 이동 가능하고, 전세정조(250)와 수세조(252) 사이에서 복수매의 기판을 반송하는 기판 홀더(280a)가 구비되어 있다. 마찬가지로, 아연산염 처리 모듈(260)에는 기판 홀더(280b)가, Ni 도금 모듈(266)에는 기판 홀더(280c)가, Au 도금 모듈(272)에 기판 홀더(280d)가, 건조 모듈(276)에는 기판 홀더(280e)가 각각 구비되어 있다.

또한, 이들 기판 홀더(280a 내지 280e)와 평행하게, 가이드(286)를 따라 주행 가능한 기판 보유 지지구(288)를 갖고, 복수매의 기판을 반송하여 각 모듈 내의 기판 홀더(280a 내지 280e)와의 사이에서 복수매의 기판의 전달을 행하는 모듈간 기판 반송 장치(290)가 배치되어 있다.

기판 홀더(280a)는, 기판 홀더(280a)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을 처리조 내의 처리액에 침지시키는 침지 속도를, 예를 들어 100㎜/s 이상으로, 처리조 내의 처리액으로부터 끌어올리는 인상 속도를, 예를 들어 50㎜/s 이하로, 각각 조정하는 제어부를 갖고 있다. 또한, 기판 홀더(280a)는, 기판 홀더(280a)에 의해 보유 지지한 기판(W)을 처리조 내의 처리액에 침지시킬 때에, 기판 홀더(280a)를, 진동, 상하 요동 또는 좌우 요동시키는 이동 기구를 더 갖고 있다. 이와 같이, 제어부 및 이동 기구를 갖는 것은, 다른 기판 홀더(280b, 280c, 280d)에 있어서도 마찬가지이다.

기판 홀더(280a)는, 소정 간격 이격된 위치에 대향하여 배치되는 한 쌍의 측판(292a)과 상기 측판(292a) 사이에 걸쳐 연장되어 기판(W)의 외주부를 지지하는 복수의 지지 막대(294a)를 갖고 있다. 마찬가지로, 기판 홀더(280b)는, 한 쌍의 측판(292b)과 복수의 지지 막대(294b)를, 기판 홀더(280c)는, 한 쌍의 측판(292c)과 복수의 지지 막대(294c)를, 기판 홀더(280d)는, 한 쌍의 측판(292d)과 복수의 지지 막대(294d)를, 기판 홀더(280e)는, 한 쌍의 측판(292e)과 복수의 지지 막대(294e)를 각각 갖고 있다.

이 예에서는, Au 도금조(268)의 상방에 위치하여, 기판 홀더(280d)에 의해 보유 지지하여 Au 도금조(268)의 처리액(Au 도금액)으로부터 끌어올린 기판(W)을 향해 순수를 분사하는 순수 분사 노즐(도시하지 않음)이 배치되어 있다.

도 24는 전세정 모듈(254)의 전세정조(250)와 기판 홀더(280a)를 도시하는 개략 종단 정면도이고, 도 25는 개략 측단면도이다. 이 예의 전세정조(250)는, 기판(W)의 표면의 산화막을 제거하고, 또한 더블 아연산염 처리시에, 범프 패드(45)(도 7의 (a) 참조)의 표면에 치환 도금으로 형성되는 아연 도금막의 표면을 제거하기 위해, 처리액으로서 질산을 사용하고 있다. 전세정조(250)는, 내조(300)와 외조(302)를 갖고 있고, 내조(300)와 외조(302) 사이에 오버플로우조(304)가 형성되어 있다. 전세정조(250)의 오버플로우조(304)의 저부에는, 펌프(306), 온도 조정기(308) 및 필터(310)를 개재 장착한 처리액 순환 라인(312)의 일단부가 접속되고, 이 처리액 순환 라인(312)의 타단부는, 내조(300)의 저부에 접속되어 있다. 또한, 내조(300)의 저부에는, 처리액의 흐름을 정렬하는 정류판(314)이 배치되어 있다.

이에 의해, 전세정조(250) 내의 처리액(질산)은, 펌프(306)의 구동에 수반하여, 필터(310)에서 필터링되고, 필요에 따라서, 온도 조정기(308)에서 온도가 조정되면서, 내조(300)의 내부와 오버플로우조(304) 사이를 순환하도록 되어 있다. 또한, 전세정조(250) 내의 처리액(질산)은, 일반적으로 온도를 조정할 필요가 없기(상온에서 사용되기) 때문에, 온도 조정기(308)를 생략해도 된다.

아연산염 처리조(256), Ni 도금조(262) 및 Au 도금조(268)는, 처리액이 다를 뿐이며, 전세정조(250)와 마찬가지의 구성을 갖고 있다. 즉, 아연산염 처리조(256)에 있어서는, 처리액으로서, 예를 들어 액온을 50℃로 한 아연산염액, 예를 들어 수산화나트륨 베이스의 산화아연 함유액이 사용된다. Ni 도금조(262)에 있어서는, 처리액으로서, 예를 들어 액온을 80℃로 한 Ni 도금액이 사용된다. Au 도금조(268)에 있어서는, 처리액으로서, 예를 들어 액온을 75℃로 한 Au 도금액이 사용된다.

도 26은 전세정 모듈(254)의 수세조(252)와 기판 홀더(280a)를 도시하는 개략 종단 정면도이다. 수세조(252)는 처리액으로서 순수를 사용하고 있다. 수세조(252)는 내조(320)와 외조(322)를 갖고 있고, 내조(320)와 외조(322) 사이에 오버플로우조(324)가 형성되어 있다. 그리고 내조(320)의 저부에 순수 공급 라인(326)이 접속되고, 오버플로우조(324)의 저부에 배수 라인(328)이 접속되어 있다. 이에 의해, 순수 공급 라인(326)을 통해 내조(320)에 공급된 순수는, 내조(320)의 내부를 채우고, 그런 후에, 오버플로우조(324) 내에 오버플로우하여, 배수 라인(328)으로부터 배수되도록 되어 있다. 또한, 다른 수세조(258, 264, 270)도 수세조(252)와 마찬가지의 구성을 갖고 있다.

도 27은 전세정 모듈(254)의 기판 홀더(280a)에 구비되어 있는 지지 막대(294a)의 일부를 확대한 단면을, 수분 제거 기구와 함께 도시하는 개요도이고, 도 28a는 도 27의 A-A선 단면도이다. 도 28b는 지지 막대의 변형예를 도시하는 도 28a 상당도이다.

도 27 및 도 28a에 도시하는 바와 같이, 지지 막대(294a)에는, 기판(W)의 외주부를 위치시켜 기판(W)을 연직 방향으로 지지하는 복수의 지지 홈(330)이, 지지 막대(294a)의 길이 방향을 따른 소정의 피치, 예를 들어 5㎜ 피치로 형성되어 있다. 또한, 지지 막대(294a)의 내부에는, 일단부가 폐색된 중앙 구멍(332)이 형성되고, 이 중앙 구멍(332)과 각 지지 홈(330)은, 복수의 구멍으로 이루어지는 연통 구멍(334a)에 의해 서로 연통되어 있다. 중앙 구멍(332)의 개구 단부에는, 지지 홈(330)의 내부 내지 그 주변에 저류되는 수분을 제거하는 수분 제거 기구(336a)가 접속되어 있다.

수분 제거 기구(336a)는, 지지 막대(294a)의 중앙 구멍(332)의 개구 단부에 택일적으로 선택되는 가압 기체 공급 라인(338)과, 이 예에서는, 중앙 구멍(332)을 통해 처리액을 순환시키는 액 순환 라인(340a)을 갖고 있다. 가압 기체 공급 라인(338)은, 예를 들어 고압의 에어를 공급하는 가압 기체 공급원(342)에 접속되고, 액 순환 라인(340a)과 합류하는 전방에 개폐 밸브(344a)가 개재 장착되어 있다. 액 순환 라인(340a)은 펌프(346)를 갖고, 모식적으로 도시하는 바와 같이, 예를 들어 수세조(252) 등의 처리조의 내부에 개방되도록 되어 있고, 가압 기체 공급 라인(338)과 합류하는 전방에 개폐 밸브(344b)가 개재 장착되어 있다.

이에 의해, 액 순환 라인(340a)의 개폐 밸브(344b)를 폐쇄하고, 가압 기체 공급 라인(338)의 개폐 밸브(344a)를 개방함으로써, 에어 등의 고압 기체를 지지 막대(294a)의 중앙 구멍(332)의 내부로 유도하여, 연통 구멍(334a)을 통해, 지지 홈(330)으로부터 외부로 분출시킴으로써, 지지 홈(330) 내지 그 주변에 저류되는 수분을 고압 기체로 날려 제거한다. 또한, 이 수분의 제거는, 지지 홈(330) 내에 기판(W)의 외주부를 위치시켜 기판(W)을 지지하고 있는 상태에서도, 또한 기판(W)을 지지하고 있지 않은 상태에서도 행할 수 있다.

그리고, 예를 들어 기판 홀더(280a)에 의해 보유 지지한 기판(W)을 수세조(252) 내의 처리액(순수)에 침지시켜 기판(W)의 수세 처리를 행하고 있을 때에는, 액 순환 라인(340a)의 개폐 밸브(344b)를 개방하고, 가압 기체 공급 라인(338)의 개폐 밸브(344a)를 폐쇄한다. 이에 의해, 수세조(252) 내의 처리액(순수)을 지지 막대(294a)의 중앙 구멍(332)을 통해 수세조(252) 내로 복귀시켜 순환시킨다. 이에 의해, 수세조(252) 내의 처리액(순수)이, 연통 구멍(334a)으로부터 중앙 구멍(332) 내를 통해 순환하여, 연통 구멍(334a)이나 중앙 구멍(332) 내를 세정할 수 있다.

상기한 예에서는, 도 28a에 도시하는 바와 같이, 기판 홀더(280a)의 지지 막대(294a)의 중앙 구멍(332)과 지지 홈(330)을 복수의 구멍으로 이루어지는 연통 구멍(334a)에 의해 서로 연통시키도록 하고 있지만, 도 28b에 도시하는 바와 같이, 지지 막대(294a)의 중앙 구멍(332)과 지지 홈(330)을, 부채 형상으로 퍼지는 슬릿 형상의 연통 구멍(334b)에 의해 서로 연통시키도록 해도 된다. 이것은, 다른 기판 홀더(280b 내지 280d)의 지지 막대(294b 내지 294d)에 있어서도 마찬가지이다. 또한, 지지 홈(330)이 직접 중앙 구멍(332)과 연통되도록 하여, 연통 구멍(334a)을 생략해도 된다.

도 29는 아연산염 처리 모듈(260)의 기판 홀더(280b)에 구비되어 있는 지지 막대(294b)의 일부를 확대한 단면을, 수분 제거 기구와 함께 도시하는 개요도이다. 도 29에 도시하는 바와 같이, 지지 막대(294b)에는, 전술한 지지 막대(294a)와 마찬가지로, 기판(W)의 외주부를 위치시켜 기판(W)을 연직 방향으로 지지하는 복수의 지지 홈(330)이 형성되고, 이 각 지지 홈(330)은, 지지 막대(294b)의 내부에 형성된, 일단부가 폐색된 중앙 구멍(332)이 복수의 구멍으로 이루어지는 연통 구멍(334a)에 의해 서로 연통되어 있다. 중앙 구멍(332)의 개구 단부에는, 지지 홈(330)의 내부 내지 그 주변에 저류되는 수분을 제거하는 수분 제거 기구(336b)가 접속되어 있다.

수분 제거 기구(336b)는 지지 막대(294b)의 중앙 구멍(332)의 개구 단부에 택일적으로 선택되는 수분 흡인 라인(350)과, 이 예에서는, 가압 유체 공급 라인으로 이루어지는 액 침입 방지 라인(340b)을 갖고 있다. 수분 흡인 라인(350)은, 예를 들어 진공 펌프 등의 수분 흡인원(352)에 접속되고, 액 침입 방지 라인(가압 유체 공급 라인)(340b)과 합류하는 전방에 개폐 밸브(344c)가 개재 장착되어 있다. 액 침입 방지 라인(340b)은, 예를 들어 N₂ 가스나 에어 등의 기체, 혹은 순수 등의 액체를 가압하여 공급하는 유체 공급원(354)에 접속되고, 수분 흡인 라인(350)과 합류하는 전방에 개폐 밸브(344d)가 개재 장착되어 있다.

이에 의해, 액 침입 방지 라인(340b)의 개폐 밸브(344d)를 폐쇄하고, 수분 흡인 라인(350)의 개폐 밸브(344c)를 개방함으로써, 지지 막대(294b)의 중앙 구멍(332) 및 연통 구멍(334a)을 통해, 지지 홈(330)의 내부 내지 그 주변에 저류되는 수분을 흡인 제거한다. 또한, 이 수분의 흡인 제거는, 전술한 바와 마찬가지로, 지지 홈(330) 내에 기판(W)의 외주부를 위치시켜 기판(W)을 지지하고 있는 상태에서도, 또한 기판(W)을 지지하고 있지 않은 상태에서도 행할 수 있다. 수분 흡인 라인(350)을 통해 흡인한 수분(아연산염 처리액)은, 아연산염 처리조(256)로 복귀하도록 구성되어 있다.

그리고, 예를 들어 기판 홀더(280b)에 의해 보유 지지한 기판(W)을 아연산염 처리조(256) 내의 처리액(아연산염액)에 침지시켜 기판(W)의 아연산염 처리를 행하고 있을 때에는, 액 침입 방지 라인(340b)의 개폐 밸브(344d)를 개방하고, 수분 흡인 라인(350)의 개폐 밸브(344b)를 폐쇄한다. 이에 의해, 지지 막대(294b)의 중앙 구멍(332) 및 연통 구멍(334a)을 통해, 지지 홈(330)을 향해 N₂ 가스나 에어 등의 기체를 분출시킨다. 이에 의해, 아연산염 처리조(256) 내의 처리액(아연산염액)이, 연통 구멍(334a)으로부터 중앙 구멍(332) 내로 침입하는 것을 방지할 수 있다. 연통 구멍(334a)이나 중앙 구멍(332)은, 직경이 가느다란 관이므로, 관의 내부에서의 처리액의 석출 등을 방지하기 위해, 조금이라도 처리액의 진입을 방지하는 것이 바람직하다.

또한, Ni 도금 모듈(266)의 기판 홀더(280c)의 지지 막대(294c), Au 도금 모듈(272)의 기판 홀더(280d)의 지지 막대(294d)에 있어서도, 지지 막대(294a)와 마찬가지로, 복수의 지지 홈(330)이 형성되고, 이 각 지지 홈(330)은, 지지 막대(294a)의 내부에 형성된, 일단부가 폐색된 중앙 구멍(332)이 복수의 구멍으로 이루어지는 연통 구멍(334a)에 의해 서로 연통되어 있다. 그리고 중앙 구멍(232)의 개구 단부에는, 수분 흡인 라인(350)이 가압 유체 공급 라인으로 이루어지는 액 침입 방지 라인(340b)을 갖는, 전술한 바와 마찬가지의 구성의 수분 제거 기구(336b)가 접속되어 있다.

다음에, 이 예의 무전해 도금 장치에 의한, 일련의 처리를, 도 17 내지 도 23 및 전술한 도 15를 참조하여 설명한다.

우선, 도 17에 도시하는 바와 같이, 전세정 모듈(254)의 기판 홀더(280a)에 의해, 모듈간 기판 반송 장치(290)의 기판 보유 지지부(288)로부터 복수매의 기판(W)을 동시에 수취하여 연직 방향으로 보유 지지한다. 이때, 기판 홀더(280a)는, 전세정조(250)의 바로 위에 위치하고, 각 기판(W)의 외주부는, 지지 막대(294a)의 지지 홈(330)의 내부에 위치하고, 이에 의해, 기판(W)은 소정의 피치로 정렬되어 기판 홀더(280a)에 의해 보유 지지된다.

그리고 기판 홀더(280a)를 하강시켜, 기판 홀더(280a)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을, 전세정조(250) 내의 처리액(질산)에, 예를 들어 1분간 침지시키고, 이에 의해 기판(W)의 표면의 산화막을 제거한다. 이와 같이, 기판(W)을 처리액(질산)에 침지시키고 있을 때에, 액 순환 라인(340a)의 개폐 밸브(344b)를 개방하고, 가압 기체 공급 라인(338)의 개폐 밸브(344a)를 폐쇄함으로써 액 순환 라인(340a)을 통과시켜, 처리액(질산)을 연통 구멍(334a)으로부터 흡입하여, 전세정조(250)로 복귀시키도록 해도 된다. 이것은, 이하 마찬가지이다.

다음에, 도 18에 도시하는 바와 같이, 기판 홀더(280a)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을, 전세정조(250) 내의 처리액(질산)으로부터 끌어올려, 수세조(252)의 바로 위로 이동시킨다. 그리고 기판 홀더(280a)를 하강시켜, 기판 홀더(280a)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을, 수세조(252) 내의 처리액(순수)에, 예를 들어 5분간 침지시키고, 이에 의해 기판(W)의 표면을 수세한다. 전술한 바와 같이, 기판(W)의 표면을 수세하고 있는 동안, 수세조(252) 내의 처리액(순수)을, 연통 구멍(334a)으로부터 중앙 구멍(332) 내를 통해 순환시켜, 연통 구멍(334a)이나 중앙 구멍(332) 내를 세정해도 된다. 그런 후에, 기판 홀더(280a)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을, 예를 들어 50㎜/s 이하로 조정된 인상 속도로, 수세조(252) 내의 처리액(순수)으로부터 끌어올린다. 이와 같이, 인상 속도를, 예를 들어 50㎜/s 이하로 조정함으로써, 기판(W)의 표면에 다량의 처리액(순수)이 남는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이, 기판(W)을 처리액(순수)으로부터 끌어올린 후, 액 순환 라인(340a)의 개폐 밸브(344b)를 폐쇄하고, 가압 기체 공급 라인(338)의 개폐 밸브(344a)를 개방함으로써, 에어 등의 고압 기체를 지지 막대(294a)의 중앙 구멍(332)의 내부로 유도하여, 연통 구멍(334a)을 통해 지지 홈(330)을 향해 분출시키고, 이에 의해 지지 홈(330) 내지 그 주변에 저류되는 수분을 고압 기체로 날려 제거한다. 날려진 수분은, 주로 수세조(252) 내로 복귀되므로, 결과적으로 수분의 반출량이 저감된다. 또한 기판의 하단부에 저류된 수분도 적절하게 제거할 수 있으므로, 다음의 아연산염 처리에 있어서 수분과 아연산염액이 혼합되는 것에 의한 악영향을 줄일 수 있다.

다음에, 도 19에 도시하는 바와 같이, 전세정 모듈(254)의 기판 홀더(280a)에 의해 연직 방향으로 보유 지지한 복수매의 기판(W)을, 모듈간 기판 반송 장치(290)의 기판 보유 지지구(288)를 경유하여, 아연산염 처리 모듈(260)의 기판 홀더(280b)에 전달한다. 이 기판 홀더(280b)는, 아연산염 처리조(256)의 바로 위에 위치하고 있다. 또한, 복수매의 기판(W)을 보유 지지하기 전에, 액 침입 방지 라인(340b)의 개폐 밸브(344d)를 폐쇄하고, 수분 흡인 라인(350)의 개폐 밸브(344c)를 개방함으로써, 지지 막대(294b)의 중앙 구멍(332) 및 연통 구멍(334a)을 통해, 지지 홈(330)의 내부 내지 그 주변에 저류되는 수분을 미리 흡인 제거한다.

다음에, 도 20에 도시하는 바와 같이, 기판 홀더(280b)를 하강시켜, 기판 홀더(280b)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을, 아연산염 처리조(256) 내의 처리액(아연산염액)에, 예를 들어 30초 침지시키고, 이에 의해 Al로 이루어지는 범프 패드(45)(도 7의 (a) 참조)의 표면의 1회째의 아연산염 처리를 행한다. 이와 같이, 기판(W)을 처리액(아연산염액)에 침지시키고 있을 때에는, 액 침입 방지 라인(340b)의 개폐 밸브(344d)를 개방하고, 수분 흡인 라인(350)의 개폐 밸브(344c)를 폐쇄한다. 이에 의해, 아연산염 처리조(256)의 처리액이, 연통 구멍(334a)으로부터 중앙 구멍(332) 내로 침입하는 것을 방지한다. 이것은, 이하 마찬가지이다.

이 기판 홀더(280b)에 의해 보유 지지한 기판(W)을 아연산염 처리조(256) 내의 처리액(아연산염액)에 침지시킬 때의 침지 속도는, 예를 들어 100㎜/s 이상으로 조정된다. 이와 같이, 침지 속도를, 예를 들어 100㎜/s 이상으로 조정함으로써, 기판(W)의 하단부로부터 상단부까지를 처리액(아연산염 처리액) 중에 완전히 침지시키는 데 필요로 하는 시간을 적게 할 수 있다. 이 기판(W)을 처리액(아연산염액)에 침지시킬 때에, 이동 기구를 통해, 기판 홀더(280b)를 진동, 상하 요동 또는 좌우 요동시키는 것이 바람직하다. 이들에 의해, 기판 표면의 처리액의 확산을 촉진시킬 수 있다.

다음에, 도 21에 도시하는 바와 같이, 기판 홀더(280b)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을, 예를 들어 50㎜/s 이하로 조정된 인상 속도로, 아연산염 처리조(256) 내의 처리액(아연산염액)으로부터 끌어올린다. 이와 같이, 인상 속도를, 예를 들어 50㎜/s 이하로 조정함으로써, 기판(W)의 표면에 다량의 처리액(아연산염액)이 남아 처리가 불균일해지거나, 처리액의 외부로의 반출량이 증가해 버리는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이, 기판(W)을 처리액(아연산염액)으로부터 끌어올린 후, 액 침입 방지 라인(340b)의 개폐 밸브(344c)를 폐쇄하고, 수분 흡인 라인(350)의 개폐 밸브(344c)를 개방함으로써, 지지 막대(294b)의 중앙 구멍(332) 및 연통 구멍(334a)을 통해, 지지 홈(330)의 내부 내지 그 주변에 저류되는 수분(아연산염액)을 흡인 제거한다. 이와 같이, 수분(아연산염액)을 흡인 제거하여, 재사용함으로써, 수분(아연산염액)의 외부로의 반출량을 최저한으로 억제할 수 있다.

다음에, 전술한 바와 대략 마찬가지로, 기판 홀더(280b)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을, 수세조(258)의 바로 위로 이동시킨다. 그리고 기판 홀더(280b)를 하강시켜, 기판 홀더(280b)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을, 수세조(258) 내의 처리액(순수)에, 예를 들어 1분간 침지시켜, 이에 의해, 기판(W)의 표면을 수세한다. 이때, 액 침입 방지 라인(340b)을 통해 처리액(순수)을 분출시켜 관 내를 세정해도 된다. 그런 후에, 기판 홀더(280b)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을 수세조(256) 내의 처리액(순수)으로부터 끌어올린다.

상기 기판의 질산 중에의 침지 및 그 후의 수세, 아연산염액 중에의 침지 및 그 후의 수세를 1 사이클로 하여, 이 사이클을 2회 반복하고, 이에 의해 이른바 더블 아연산염 처리를 행한다. 이와 같이, 더블 아연산염 처리를 행함으로써, Al로 이루어지는 범프 패드(45)(도 7의 (a) 참조)의 표면에, 1회째의 아연산염 처리에 의해 거칠게 부여된 아연(아연 도금막)을 질산으로 제거하고, 그런 후에, 범프 패드(45)의 표면을, 2회째의 아연산염 처리에 의해 미세하게 아연으로 치환할 수 있다. 이에 의해, 도 7의 (b)에 도시하는 아연 도금막(46)을 형성한다.

다음에, 더블 아연산염 처치 후의 기판을, 모듈간 기판 반송 장치(290)의 기판 보유 지지구(288)를 경유하여, Ni 도금 모듈(266)의 기판 홀더(280c)에 전달한다. 그리고 전술한 아연산염 처리와 거의 마찬가지로 하여, 기판 홀더(280c)에 의해 연직 방향으로 보유 지지한 복수매의 기판을, Ni 도금조(262) 내의, 예를 들어 액온이 80℃인 처리액(Ni 도금액)에, 예를 들어 50분간 침지시키고, 그런 후에, Ni 도금 후의 기판을, 수세조(264) 내의 처리액(순수)에, 예를 들어 5분간 침지시켜 수세한다. 이에 의해, 도 7의 (b)에 도시하는 Ni 도금막(47)을 형성한다.

다음에, Ni 도금 후의 기판을, 모듈간 기판 반송 장치(290)의 기판 보유 지지구(288)를 경유하여, Au 도금 모듈(272)의 기판 홀더(280d)에 전달한다. 그리고 전술한 아연산염 처리와 대략 마찬가지로, 도 22에 도시하는 바와 같이, 기판 홀더(280d)를 하강시켜, 기판 홀더(280d)에 의해 연직 방향으로 보유 지지한 복수매의 기판을, Au 도금조(268) 내의, 예를 들어 액온이 75℃인 처리액(Au 도금액)에, 예를 들어 10분간 침지시킨다. 이에 의해, 도 7의 (b)에 도시하는 Au 도금막(48)을 형성한다.

그리고 전술한 아연산염 처리와 대략 마찬가지로, 도 23에 도시하는 바와 같이, 기판 홀더(280d)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을, 예를 들어 50㎜/s 이하로 조정된 인상 속도로, Au 도금조(268) 내의 처리액(Au 도금액)으로부터 끌어올린 후, 지지 홈(330)의 내부 내지 그 주변에 저류되는 수분(Au 도금액)을 흡인 제거한다. 그런 후에, 기판 홀더(280d)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을 향해, 순수 분사 노즐로부터 순수를 분사한다. 이에 의해, 기판(W) 등이 부착된 수분(Au 도금액)을 순수로 씻어내어, Au 도금조(268)에 복귀시킨다. 이때에 분사하는 순수의 양은, 예를 들어 기판을 처리함으로써 감소한 순수의 양에 상응하는 양이다. 이에 의해, 일반적으로 고가의 Au 도금액의 외부로의 반출량을 더욱 삭감할 수 있다.

또한, Ni 도금조(262)의 상방에 순수 분사 노즐을 배치하고, Ni 도금 후에 기판 등에 부착된 Ni 도금액을, 순수 분사 노즐로부터 분사되는 순수로 씻어내어 Ni 도금조(262)에 복귀시키도록 해도 된다.

그리고 Au 도금 후의 기판을, 전술한 아연산염 처리와 대략 마찬가지로, 수세조(280) 내의 처리액(순수)에, 예를 들어 5분간 침지시켜 수세한다.

다음에, Au 도금 후의 기판을, 모듈간 기판 반송 장치(290)의 기판 보유 지지구(288)를 경유하여, 건조 모듈(276)의 기판 홀더(280e)에 전달한다. 그리고 기판 홀더(280e)에 의해 연직 방향으로 보유 지지한 복수매의 기판(W)을, 건조 모듈(284)에서, 예를 들어 에어 블로우 또는 IPA(이소프로필알코올) 증기를 사용한 건조 방법으로 건조시킨다.

그리고 모듈간 기판 반송 장치(290)의 기판 보유 지지구(288)는, 건조 후의 기판(W)을 기판 홀더(280e)로부터 수취하여, 다음 공정으로 반송한다. 이에 의해, 일련의 무전해 도금 처리를 종료한다.

또한, 도 30에 도시하는 바와 같이, 기판 홀더(280a)의 지지 막대(294a)로, 복수매의 기판(W)을, 피도금면(Wa)이 일정한 방향을 향하도록, 동일 방향에서 지지하는 경우에는, 기판(W)의 피도금면(Wa)을 향하도록 일방향으로 개방시킨 연통 구멍(334c)을 통해, 중앙 구멍(332)과 지지 홈(330)이 서로 연통되도록 해도 된다.

또한, 도 31에 도시하는 바와 같이, 기판 홀더(280a)의 지지 막대(294a)로, 복수매의 기판(W)을, 피도금면(Wa)이 서로 대향하도록, 엇갈린 방향에서 지지하는 경우에는, 기판(W)의 피도금면(Wa)을 향하도록 Y자 형상으로 개방시킨 연통 구멍(334d)을 통해, 중앙 구멍(332)과 지지 홈(330)이 서로 연통되도록 해도 된다. 이 경우, 도 32에 도시하는 바와 같이, 기판(W)의 이면을 향하도록 Y자 형상으로 개방시킨 다른 연통 구멍(334e)을 형성하도록 해도 된다.

이것은, 다른 기판 홀더(280b 내지 280e)의 지지 막대(294b 내지 294e)에 있어서도 마찬가지이다.

다음에, 1㎛의 Al을 기초 금속으로 한 베타 웨이퍼의 표면에, 도 17 내지 도 23에 도시하는 무전해 도금 장치를 사용한 일련의 무전해 도금을 행하여, 6㎛의 Ni 도금막과 0.1㎛의 Au 도금막을 순차 형성하였을 때의 외관도를 도 33a에 도시한다.

또한, 도 33b는, 종래의 일반적인 무전해 도금에 의해, 1㎛의 Al을 기초 금속으로 한 베타 웨이퍼의 표면에, 6㎛의 Ni 도금막과 0.1㎛의 Au 도금막을 순차 형성하였을 때의 외관도를 참고로 하여 도시하고 있다. 또한, 도 33c는 순수로 수세한 기판을 순수로부터 50㎜/s 이하의 속도로 끌어올린 후, 아연산염액에 100㎜/s 이상의 침지 속도로 침지시켜 아연산염 처리를 행하고, 도 33d는 기판을 아연산염액에 침지시킬 때에, 또한 기판을 진동 또는 요동시키고, 그 이외에는, 종래의 일반적인 무전해 도금에 의해, 전술한 바와 마찬가지로, 6㎛의 Ni 도금막과 0.1㎛의 Au 도금막을 순차 형성하였을 때의 외관도를 도시하고 있다.

도 33a 내지 도 33d로부터, 순수로 수세한 기판을 순수로부터 50㎜/s 이하의 속도로 끌어올린 후, 아연산염액에 100㎜/s 이상의 침지 속도로 침지시켜 아연산염 처리를 행함으로써, 불균일한 외관이 개선되고, 또한 기판을 진동 또는 요동시키면서 아연산염액에 침지시키고, 나아가서는 외주부를 위치시켜 기판을 지지하는 지지 홈의 내부 내지 그 주변에 저류되는 수분을 제거함으로써, 기판의 외관이 양호해지는 것을 알 수 있다.

도 34a는 1㎛의 Al을 기초 금속(범프 패드)으로 한 패턴 웨이퍼의 표면에, 도 17 내지 도 23에 도시하는 무전해 도금 장치를 사용한 일련의 무전해 도금을 행하고, 6㎛의 Ni 도금막과 0.1㎛의 Au 도금막을 순차 형성하였을 때의 막 두께 면내 분포도를, 도 34b는 아연산염 처리 후 및 도금 처리 후의 외관도 및 단면도를 도시한다.

또한, 도 35a는 1㎛의 Al을 기초 금속(범프 패드)으로 한 패턴 웨이퍼의 표면에, 종래의 일반적인 무전해 도금을 행하여, 6㎛의 Ni 도금막과 0.1㎛의 Au 도금막을 순차 형성하였을 때의 막 두께 면내 분포도를, 도 35b는 아연산염 처리 후 및 도금 처리 후의 외관도 및 단면도를 도시한다.

도 34a 내지 도 35b로부터, 패턴 웨이퍼에서는, 막 두께의 면내 분포의 편차가 작아지는 것을 알 수 있다. 이것은, 아연 치환량의 적정화, 균일화에 의한 것이라고 생각된다. 또한, 동시에, 범프 패드 상의 거칠기가 저감되어, 범프 패드 자신의 데미지가 저감되어 있는 것을 알 수 있다.

상기한 예에서는, 수분 제거 기구(336a)로서, 가압 기체 공급 라인(338)과, 중앙 구멍(332)을 통해 처리액을 순환시키는 액 순환 라인(340a)을 갖는 것을, 수분 제거 기구(336b)로서, 수분 흡인 라인(350)과, 가압 유체 공급 라인으로 이루어지는 액 침입 방지 라인(340b)을 갖는 것을 사용한 예를 나타내고 있지만, 가압 기체 공급 라인과 수분 흡인 라인 중 한쪽과, 액 순환 라인과 가압 유체 공급 라인 중 한쪽을 임의로 조합하여 수분 제거 기구를 구성하도록 해도 된다.

도 36은 본 발명의 또 다른 실시 형태의 무전해 도금 장치에 구비되어 있는 Ni 도금조(380)와 기판 홀더(384)를 도시하는 개략 종단 정면도이고, 도 37은 도 36에 도시하는 무전해 도금 장치에 구비되어 있는 Ni 도금조(380)와 기판 홀더(384)를 도시하는 개략 측단면도이다. 도 36 및 도 37에 도시하는 바와 같이, Ni 도금조(380)는, 처리액으로서의 Ni 도금액을 내부에 유지하는 내조(420)와 외조(422)를 갖고 있고, 내조(420)와 외조(422) 사이에 오버플로우조(424)가 형성되어 있다. Ni 도금조(380)의 오버플로우조(424)의 저부에는, 펌프(426), 온도 조정기(428) 및 필터(430)를 개재 장착한 도금액 순환 라인(432)의 일단부가 접속되고, 이 도금액 순환 라인(432)의 타단부는, 내조(420)의 저부에 접속되어 있다. 또한, 내조(420)의 저부에는, 도금액의 흐름을 정렬하는 정류판(434)이 배치되어 있다.

Ni 도금조(380)의 상단부에는, Ni 도금조(380)의 상단부 개구부를 폐색하여, 내부에 유지한 Ni 도금액의 증발을 방지하는 덮개(436)가 힌지(438)(도 38 참조)를 통해 개폐 가능하게 설치되어 있다.

기판 홀더(384)는, 측판(440)과, 측판(440)에 일단부를 장착하여 수평 방향으로 연장되어, 복수매의 기판(W)을 하방으로부터 지지하는 복수의 지지 막대(442)를 갖고 있다. 이에 의해, 기판 홀더(384)는 기판(W)을 지지 막대(442)로 하방으로부터 지지하여, 복수매(예를 들어, 50매)의 기판(W)을 병렬로 보유 지지하도록 되어 있다.

지지 막대(442)로 하부를 지지하여 기판 홀더(384)에 의해 보유 지지되는 기판(W)의 하반부의 주위를 둘러싸는 위치에는, 하측 가이드판(450)이 지지 막대에(442)에 고정되어 배치되어 있다. 하측 가이드판(450)의 두께는, 기판(W)의 두께와 동일한 두께로 설정되고, 이에 의해 기판 홀더(384)에 의해 보유 지지되는 기판(W)의 표면 및 이면과 상기 기판(W)의 하반부의 주위를 둘러싸는 하측 가이드(450)의 표면 및 이면은, 함께 동일 평면을 이루도록 되어 있다.

또한, 기판 홀더(384)에 의해 보유 지지되는 기판(W)과 상기 기판(W)의 하반부의 주위를 둘러싸는 하측 가이드판(450)의 거리는, 1 내지 10㎜로 설정되어 있다. 이 기판 홀더(384)에 의해 보유 지지되는 기판(W)과 상기 기판(W)의 하반부의 주위를 둘러싸는 하측 가이드판(450)의 거리는, 가능한 한 좁은 것이 바람직하지만, 가공 정밀도 등을 고려하면, 1 내지 10㎜인 것이 바람직하다.

한편, Ni 도금조(380)의 상단부 개구부를 개폐하는 덮개(436)의 이면에는, 도 36에 모식도로 도시하는 바와 같이, 덮개(436)를 폐쇄하였을 때에, 기판 홀더(384)에 의해 보유 지지되는 기판(W)의 상반부의 주위를 둘러싸는 위치에 위치하여, 상측 가이드판(452)이 장착되어 있다. 이 상측 가이드판(452)의 두께는, 하측 가이드판(450)과 마찬가지로, 기판(W)의 두께와 동일한 두께로 설정되고, 또한 기판 홀더(384)에 의해 보유 지지되는 기판(W)과 상기 기판(W)의 상반부의 주위를 둘러싸는 상측 가이드판(452)의 거리는 1 내지 10㎜로 설정되어 있다.

이에 의해, 기판 홀더(384)에 의해 보유 지지한 복수매의 기판(W)을 Ni 도금조(380) 내의 도금액에 침지시켜, 덮개(436)를 폐쇄하였을 때에, 기판 홀더(384)에 의해 보유 지지한 각 기판(W)은 하측 가이드판(450)과 상측 가이드판(452)으로, 그 대략 전체 주위를 둘러싸도록 되어 있다.

이와 같이, 기판 홀더(384)에 의해 보유 지지한 각 기판(W)의 대략 전체 주위를 하측 가이드판(450)과 상측 가이드판(452)으로 둘러싼 상태에서, Ni 도금조(380)의 내부에 도금액의 상향의 흐름을 형성하면, 도 39에 도시하는 바와 같이, 각 기판(W)의 외주부에 기판(W)의 표면을 따른 도금액의 흐름과 연속되는 도금액의 흐름이 형성된다. 즉, 하측 가이드판(450)의 하부에 있어서는, 하측 가이드판(450)과의 충돌에 의해 기판으로부터 이격되는 방향을 향하는 도금액의 흐름이, 상측 가이드판(452)의 상부에 있어서는, 도금액의 유입에 의해, 서로 근접하는 방향을 향하는 도금액의 흐름이 각각 발생하지만, 이들 도금액의 흐름은, 기판(W)의 외주부를 따라 흐르는 도금액의 흐름에 영향을 주는 일은 없다.

이와 같이, 기판(W)의 외주부에 기판(W)의 표면을 따른 도금액의 흐름과 연속되는 도금액의 흐름을 형성함으로써, 기판의 외주부에 도금액의 흐름에 흐트러짐이 발생하는 것을 방지하여, 기판(W)의 표면에, 막 두께나 막 형상의 보다 면내 균일성을 높인 도금막을 형성할 수 있다.

이 Ni 도금조(380)에 있어서는, 기판 홀더(384)에 의해 연직 방향으로 보유 지지한 복수매의 기판을, Ni 도금조(380) 내의, 예를 들어 액온이 80℃인 Ni 도금액에, 예를 들어 50분간 침지시키고, 이에 의해 도 7의 (b)에 도시하는 Ni 도금막(47)을 형성한다.

이 도금시에, 펌프(426)를 구동시킴으로써, 도금액 순환 라인(432)을 통해, 도 39에 도시하는 바와 같이, Ni 도금조(380)의 내부에 상향의 도금액의 흐름을 형성한다. 그러면, 기판 홀더(384)에 의해 보유 지지한 각 기판은, 전술한 바와 같이, 하측 가이드판(450)과 상측 가이드판(452)으로 대략 전체 주위를 둘러싼 상태에서, Ni 도금조(380)의 내부에 도금액에 침지되어 있으므로, 각 기판의 외주부에 기판의 표면을 따른 도금액의 흐름과 연속되는 도금액의 흐름이 형성된다. 이에 의해, 기판의 표면에, 막 두께나 막 형상의 보다 면내 균일성을 높인 Ni 도금막(47)이 형성된다.

또한, 도 40 및 도 41에 도시하는 바와 같이, 하측 가이드판(450)을, Ni 도금조(380)의 내조(420)의 하부 내주면에 고정하여, 기판 홀더(384)에 의해 보유 지지한 기판(W)을 Ni 도금조(380) 내의 도금액에 침지시켰을 때에, 기판(W)의 주위의 하반부를 Ni 도금조(380)의 내조(420)에 고정한 하측 가이드판(450)으로 둘러싸도록 해도 된다.

또한, 도 42 및 도 43에 도시하는 바와 같이, 서로 인접하는 하측 가이드판(450)의 사이에 위치하여 연직 방향으로 직선 형상으로 연장되는 복수매의 연결판(454)으로 하측 가이드판(450)을 연결하여 구성한 평면 격자 형상의 하측 가이드판 구조체(456)와, 서로 인접하는 상측 가이드판(452)의 사이에 위치하여 연직 방향으로 직선 형상으로 연장되는 복수매의 연결판(도시하지 않음)으로 하측 가이드판(452)을 연결하여 구성한 평면 격자 형상의 상측 가이드판 구조체(458)로, 지지 막대(442)로 하방을 지지하고 기판 홀더(384)에 의해 보유 지지하여 Ni 도금조(380) 내의 도금액에 침지시킨 각 기판(W)의 주위를 포위하도록 해도 된다.

이와 같이, 평면 격자 형상의 하측 가이드판 구조체(456) 및 상측 가이드판 구조체(458)로 Ni 도금조(380) 내의 도금액에 침지시킨 각 기판(W)의 주위를 포위함으로써, 도 44에 도시하는 바와 같이, 기판(W)의 측방에 격자 형상의 유로를 형성하여, 기판(W)의 측방을 상방을 향해 흐르는 도금액의 흐름에 흐트러짐이 발생하는 것을 연결판(456)으로 방지할 수 있다. 또한, 하측 가이드판 구조체(456)에 있어서는, 하측 가이드판(450)을 연결판(456)으로 보강하여, 하측 가이드판(450) 자체의 강도 및 안정성을 증대시킬 수 있다. 이것은, 상측 가이드판 구조체(458)에 있어서도 마찬가지이다.

또한, 예를 들어 도 8에 도시하는 Au 도금조(72)나 도 17 내지 도 23에 도시하는 Au 도금조(268)에 있어서도, 전술한 Ni 도금조(380)와 마찬가지의 구성을 채용해도 된다.

지금까지 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 특허청구범위에 정의되는 기술적 사상의 범위 내에 있어서 여러 다른 형태로 실시되어도 되는 것은 물론이다.

Claims (5)

1. 내부에 상방을 향하는 도금액의 흐름을 형성하면서 도금액을 유지하는 도금조와,
   복수매의 기판을 연직 방향으로 병렬로 보유 지지하여 상기 도금조 내의 도금액에 침지시키는 기판 홀더와,
   상기 기판 홀더에 의해 보유 지지하여 도금액에 침지시킨 각 기판의 주위를 각각 둘러싸고, 각 기판의 외주부에 기판 표면을 따른 도금액의 흐름과 연속되는 도금액의 흐름을 형성하는 복수매의 가이드판을 갖는 것을 특징으로 하는, 무전해 도금 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 기판 홀더에 의해 보유 지지되는 기판과 상기 기판의 주위를 둘러싸는 상기 가이드판의 거리는, 1 내지 10㎜인 것을 특징으로 하는, 무전해 도금 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 복수매의 가이드판은, 서로 인접하는 가이드판 사이에 배치되어 연직 방향으로 직선 형상으로 연장되는 복수매의 연결판으로 서로 평면 격자 형상으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 무전해 도금 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 가이드판은, 기판 홀더에 의해 보유 지지하여 도금조 내의 도금액에 침지시킨 기판의 하반부의 주위를 둘러싸는 하측 가이드판과, 기판의 상반부의 주위를 둘러싸는 상측 가이드판으로 이루어지고,
   상기 하측 가이드판은 상기 기판 홀더에, 상기 상측 가이드판은 상기 도금조의 상단부 개구부를 개폐하는 덮개의 이면에 각각 장착되어 있는 것을 특징으로 하는, 무전해 도금 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 가이드판은, 기판 홀더에 의해 보유 지지하여 도금조 내의 도금액에 침지시킨 기판의 하반부의 주위를 둘러싸는 하측 가이드판과, 기판의 상반부의 주위를 둘러싸는 상측 가이드판으로 이루어지고,
   상기 하측 가이드판은 상기 도금조의 내부에, 상기 상측 가이드판은 상기 도금조의 상단부 개구부를 개폐하는 덮개의 이면에 각각 장착되어 있는 것을 특징으로 하는, 무전해 도금 장치.

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