KR20140011268A

KR20140011268A - 도금 장치 및 기판 홀더 세정 방법

Info

Publication number: KR20140011268A
Application number: KR1020130082777A
Authority: KR
Inventors: 줌페이 후지카타; 마사시 시모야마
Original assignee: 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2013-07-15
Publication date: 2014-01-28
Also published as: KR101930965B1; CN103572356B; JP6022836B2; TW201407001A; US20160265135A1; US9376760B2; JP2014019900A; US20140020720A1; TWI577839B; CN103572356A; US10119198B2

Abstract

도금 장치는, 도금액을 내부에 유지하는 도금조와, 기판 카세트로부터 도금 전의 기판을 꺼내고, 도금 후의 기판을 기판 카세트에 반환하는 기판 반송 장치와, 기판의 외주부를 시일 부재로 시일하여 이 기판을 착탈 가능하게 유지하고 상기 도금조 내의 도금액에 기판을 침지시키는 기판 홀더와, 기판 반송 장치가 액세스할 수 있는 위치에 배치되는 더미 기판과, 더미 기판의 외주부를 시일 부재로 시일한 상태로 이 더미 기판을 유지하고 있는 기판 홀더를 세정액에 침지하여 세정하기 위한 기판 홀더 세정조를 갖는다.

Description

도금 장치 및 기판 홀더 세정 방법{PLATING APPARATUS AND METHOD FOR CLEANING SUBSTRATE HOLDER}

본 발명은 도금 장치 및 기판 홀더 세정 방법에 관한 것으로, 특히 반도체웨이퍼 등의 기판을 기판 홀더로 유지하면서 도금액 속에 침지시켜 기판 표면에 접속용 범프나 배선 등을 형성하는 딥 방식의 도금 장치, 및 이 도금 장치에 사용되는 기판 홀더의 세정 방법에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼 등의 기판 표면의 정해진 위치에 접속용 범프를 전기 도금으로 형성하는 경우에는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 표면에 급전층으로서의 시드층(200)을 형성하고, 이 시드층(200)의 표면에 레지스트(202)를 도포한 후, 레지스트(202)의 정해진 위치에 개구부(202a)를 형성한 기판(W)을 준비하며, 기판(W)의 표면 외주부를 기판 홀더에 부착된 시일 부재(204)로 시일하고, 이 시일 부재(204)로 둘러싸인 도금 영역(A)을 도금액에 접촉시키는 것이 널리 행해지고 있다. 이에 따라, 레지스트 개구부(202a) 내의 시드층(200)의 노출면에 금속(206)이 도금에 의해 형성된다. 이 금속(206)은 범프에 사용된다.

이와 같이, 기판(W)의 표면 외주부를 기판 홀더에 부착된 시일 부재(204)로 시일할 때, 이 시일 부재(204)가 기판(W)의 외주부에 위치하는 레지스트 개구부(202a)에 걸쳐 있는 경우가 있다. 이것은 기판(W) 표면의 유효 영역을 될 수 있는 한 넓게 확보하는 데에 있어 일반적으로 피할 수 없다. 그리고, 시일 부재(204)가 걸치고 있는 레지스트 개구부(202a) 내에 금속(206)이 형성될 때에, 금속(206)이 레지스트(202)의 상면까지 달하는 것과 같은 이상한 석출이 일어나, 시일 부재(204)에 금속(207)이 부착하는 경우가 있다. 이 시일 부재(204)에 부착된 금속(207)은 기판을 도금할 때마다 성장한다.

이와 같이 시일 부재(204)에 금속(207)이 부착된 채로 기판 홀더를 계속 사용하면, 기판 표면에 형성되는 금속의 막 두께 부족이나 면내 균일성의 악화를 야기하고, 또, 시일 부재(204)로 둘러싸인 도금 영역(A)을 도금액에 침지시켰을 때에 도금액의 누설을 야기하는 하나의 원인이 된다. 이 때문에, 기판 홀더를 정기적, 혹은 필요에 따라서 세정하여, 시일 부재(204)에 부착한 금속(207)을 제거해야 한다.

또, 기판(W) 표면에 레지스트가 없는 기판을 도금할 때에는, 시드층(200)과 시일 부재(204)가 직접 접촉하기 때문에, 시일 부재(204)에 이상 석출된 금속(207)이 부착하는 경우가 있다.

이 때문에, 기판 홀더의 메인터넌스시에, 수동으로, 또는 금속(207)을 용해시키는 세정액(약액)으로 세정이 행해진다. 일반적으로, 기판 홀더의 메인터넌스는, 도금 장치로부터 기판 홀더를 꺼내고, 기판 홀더의 세정과 정기 교환 부품의 교환이 행해진다.

세정 장치로서, 반송 수단에 의해 반송되는 현수 지그의 이동 공간에, 탈막액조, 수조, 산세정조 등을 순서대로 배치하고, 현수 지그를 자동적으로 세정하도록 한 것(일본 공개실용공보 소58-92374호 참조)나, 약액으로의 침지 방식 대신에, 세정액을 분사하는 분사 방식을 채용하여 용구를 세정하도록 한 것(일본 공개실용공보 소61-159083호 참조)이 제안되어 있다. 또, 워크를 유지한 펠릿을, 수세부를 통과시킨 후, 풀내에 침지시켜 스톡함으로써, 워크의 건조나 산화를 방지하도록 한 워크 반송 시스템(일본 공개특허공보 소63-166990호 참조)나, 기판을 유지한 유지부를 처리조로부터 후퇴시켜, 유지부를 처리면과 함께 세정하도록 한 액처리 장치(일본 공개특허공보 제2002-249896호 참조)가 제안되어 있다.

출원인은, 도금 장치의 내부에, 기판을 유지하지 않고 개방시킨 상태로 기판 홀더를 세정하는 기판 홀더 세정부를 구비함으로써, 기판 홀더를 도금 장치로부터 꺼내지 않고, 도금 장치 내에서 자동적으로 세정하도록 한 도금 장치를 제안하고 있다(일본 공개특허공보 제2008-45179호 참조).

일본 공개실용공보 소58-92374호 일본 공개실용공보 소61-159083호 일본 공개특허공보 소63-166990호 일본 공개특허공보 제2002-249896호 일본 공개특허공보 제2008-45179호

도금 장치로부터 기판 홀더를 꺼내어 세정하기 위해서는, 도금 장치를 정지시킬 필요가 있다. 대체 기판 홀더가 있었다고 해도, 적어도 기판 홀더를 교체하는 동안에는, 도금 장치를 정지시킬 필요가 있다. 더구나, 기판 홀더를 도금 장치부터 꺼내는 데에는 많은 수고가 든다. 그 때문에, 도금 장치의 생산성이 악화된다.

상기 특허문헌에 기재된 발명은, 기판을 착탈 가능하게 유지하는 기판 홀더를, 도금 장치로부터 꺼내지 않고, 도금 장치의 내부에 보관한 상태로, 자동적으로 세정하도록 한 것은 아니다.

상기 일본 공개특허공보 제2008-45179호에 기재된 발명과 같이, 기판을 유지하지 않고 개방시킨 상태로 기판 홀더를 세정하면, 기판의 시드층에 접촉하는 전기 접점이 세정액으로 젖어 버린다. 젖은 전기 접점이 기판의 시드층에 접촉하면, 전기 접점과의 접촉부에서 시드층이 용출하여, 전기 접점과 시드층 간의 도통성이 악화되어 버린다. 이 때문에, 전기 접점은 건조 상태로 있을 필요가 있다. 전기 접점이 젖어 있으면, 전기 접점이 건조하기까지의 사이, 그 기판 홀더는 사용할 수 없다. 더구나, 기판 홀더의 내부에 위치하는 전기 접점을 단시간에 건조시키는 것은 일반적으로 상당히 곤란하다.

기판 홀더로 기판을 유지하면서, 기판 표면에 다층 복합 도금을 행하도록 한 도금 장치의 경우, 기판 홀더의 시일 부재에는 복수 종류의 금속(207)(도 2 참조)이 부착된다. 이러한 복수 종류의 금속(207)을 효율적으로 용해시켜 세정하는 세정액은 동일하지 않은 경우가 많고, 복수 종류의 세정액으로 기판 홀더를 세정해야 한다. 그러나, 기판 홀더의 시일 부재에 이상 석출된 복수 종류의 금속에 따라서, 복수의 세정조를 도금 장치 내에 설치하면, 도금 장치의 풋프린트가 상당히 커진다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 기판 홀더를 도금 장치로부터 꺼내지 않고, 더구나 기판 홀더에 구비되어 있는 전기 접점을 세정액으로 적시지 않고, 도금 장치를 운전시킨 채로, 기판 홀더를 세정액으로 세정할 수 있도록 한 도금 장치 및 이 기판 홀더의 세정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 도금 장치는, 도금액을 내부에 유지하는 도금조와, 기판 카세트로부터 도금 전의 기판을 꺼내고, 도금 후의 기판을 기판 카세트에 반환하는 기판 반송 장치와, 기판의 외주부를 시일 부재로 시일한 상태로 이 기판을 착탈 가능하게 유지하고, 상기 기판을 상기 도금조 내의 도금액에 침지시키는 기판 홀더와, 상기 기판 반송 장치가 액세스할 수 있는 위치에 배치되는 더미 기판과, 상기 더미 기판의 외주부를 상기 시일 부재로 시일한 상태로 이 더미 기판을 유지하고 있는 상기 기판 홀더를 세정액에 침지시켜 세정하는 기판 홀더 세정조를 갖는다.

이와 같이, 기판 홀더를 세정조 내의 세정액으로 세정함으로써, 기판 홀더를 도금 장치로부터 꺼내지 않고, 도금 장치를 운전시킨 채로, 기판 홀더의 시일 부재에 부착된 금속을 세정할 수 있다. 더구나, 더미 기판의 표면의 외주부를 시일 부재로 시일하고, 더미 기판을 유지한 상태로 기판 홀더를 세정함으로써, 기판 홀더에 구비되어 있는 전기 접점이 세정액으로 젖는 것을 방지하면서, 기판 홀더의 세정액에 의한 세정을 행할 수 있다.

본 발명에 바람직한 일 양태에 있어서, 상기 기판 홀더 세정조는, 그 내부에 복수 종류의 세정액과 린스액이 개별로 공급될 수 있도록 구성되어 있다.

이에 따라, 기판 홀더의 시일 부재에 복수 종류의 금속이 부착될 때에, 예컨대 제1 세정액을 기판 홀더 세정조의 내부에 공급하여 기판 홀더를 제1 세정액으로 세정하고, 린스액으로 기판 홀더를 린스한 후, 제2 세정액을 기판 홀더 세정조의 내부에 공급하여 기판 홀더를 제2 세정액으로 세정하며, 린스액으로 기판 홀더를 린스하는 공정을 반복함으로써, 도금 장치의 풋프린트를 증대시키지 않고, 시일 부재에 부착된 복수 종류의 금속을 효율적으로 용해시켜 제거할 수 있다.

본 발명에 바람직한 일 양태에 있어서, 상기 기판 홀더 세정조는, 기판 홀더를 보관하는 보관조를 겸용한다.

이에 따라, 기판 홀더 세정조를 구비함으로써 도금 장치의 풋프린트가 증대하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 양태에 있어서, 도금 장치는, 복수의 기판 홀더를 내부에 구비하고, 일부의 기판 홀더를 사용하여 도금을 행하면서, 다른 기판 홀더를 상기 기판 홀더 세정조에서 세정한다.

본 발명에 바람직한 일 양태에 있어서, 상기 더미 기판은, 상기 기판 반송 장치가 액세스할 수 있는 위치에 배치된 기판 카세트 내에 수납된다.

이에 따라, 더미 기판을 도금 장치의 내부에 배치하지 않고, 기판 홀더의 세정이 필요해졌을 때에, 더미 기판을 도금 장치 내에 배치할 수 있다.

본 발명의 기판 홀더 세정 방법은, 더미 기판의 외주부를 시일 부재로 시일한 상태로 이 더미 기판을 유지하고 있는 기판 홀더를 기판 홀더 세정조 내에 현수시키고, 상기 기판 홀더 세정조의 내부에 세정액을 공급해서 이 세정액 속에 상기 기판 홀더를 침지시켜 이 기판 홀더를 세정한다.

본 발명의 바람직한 일 양태에 있어서, 상기 기판 홀더 세정조의 내부에 복수의 세정액 및 린스액을 개별로 공급하여 기판 홀더를 복수의 세정액으로 개별로 세정한다.

본 발명에 따르면, 기판 홀더를 도금 장치로부터 꺼내지 않고, 도금 장치를 운전시킨 채로, 기판 홀더를 이 기판 홀더에 구비되어 있는 전기 접점이 세정액으로 젖는 것을 방지하면서 세정액으로 세정할 수 있어, 도금 장치의 작업 처리량이 저하하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 도금 시에 기판의 표면 외주부를 시일하는 기판 홀더의 시일 부재와, 기판을 나타내는 평면도이다.
도 2는 기판의 표면 외주부를 기판 홀더의 시일 부재로 시일하여 도금을 실시하고 있을 때의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태의 도금 장치의 전체 배치도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 기판 홀더의 개략을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 3에 나타내는 기판 홀더의 평면도이다.
도 6은 도 3에 나타내는 기판 홀더의 우측면도이다.
도 7은 도 6의 A부 확대도이다.
도 8은 도 3에 나타내는 도금 장치에 구비되어 있는 기판 홀더 세정조의 개요도이다.
도 9는 다른 기판 홀더 세정조를 나타내는 개요도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 예에서는, 반도체 웨이퍼 등의 기판 표면에, Cu 도금, Ni 도금, 및 SnAg 합금 도금을 순차 행하여, 반도체 웨이퍼 등의 기판 표면의 정해진 개소에, Cu-Ni-SnAg 합금으로 이루어지는 범프를 형성하도록 하고 있다. 또한, 도금에 사용되는 금속은, 상기에 한정되지 않는 것은 물론이다.

도 3은 본 발명의 실시형태의 도금 장치의 전체 배치도를 나타낸다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 이 도금 장치에는, 반도체 웨이퍼 등의 기판(W)을 수납한 기판 카세트(10)를 탑재하는 2대의 카세트 테이블(12)과, 기판(W)의 오리엔테이션 플랫(Orientation Flat)이나 노치 등의 위치를 정해진 방향으로 맞추는 얼라이너(14)와, 도금 처리 후의 기판(W)을 고속 회전시켜 건조시키는 스핀 드라이어(16)가 구비되어 있다. 또한, 이 근처에는, 기판 홀더(18)를 배치하여 기판(W)을 이 기판 홀더(18)에 착탈시키는 기판 착탈부(20)가 설치된다. 이러한 유닛의 중앙에는, 이들 사이에서 기판(W)을 반송하는 반송용 로봇으로 이루어지는 기판 반송 장치(22)가 배치되어 있다.

또한, 기판 반송 장치(22)에 근접한 위치에, 내부에 더미 기판(DW)을 수납한 더미 기판 카세트(24)가 배치된다. 기판 반송 장치(22)는 더미 기판 카세트(24)의 내부에 수납된 더미 기판(DW)에 액세스할 수 있도록 되어 있다. 더미 기판(DW)은 기판(W)과 동일한 형상이며, 예컨대 패턴이 형성되어 있지 않은 베어 실리콘 혹은 표면에 실리콘 산화층이 형성된 실리콘 산화막 기판으로 이루어지고, 기판(W)과 마찬가지로, 기판 착탈부(20)에서 기판 홀더(18)에의 착탈이 행해진다. 더미 기판(DW)의 수는 한번에 세정하는 기판 홀더(18)의 수보다도 많다.

그리고, 기판 착탈부(20)측에서부터 순서대로, 기판 홀더(18)를 보관 및 일시적으로 임시 배치하는 보관조를 겸하는 제1 기판 홀더 세정조(26a) 및 제2 기판 홀더 세정조(26b), 기판을 순수에 침지시켜 적심으로써 표면의 친수성을 좋게 하는 프리웨트조(28), 기판의 표면에 도금 전처리를 행하는 전처리조(30), 기판 및 기판 홀더(18)에 부착된 전처리액을 세정하는 전처리액 수세조(32), 내부에 Cu 도금액을 넣어 전기 도금을 실시해 기판 표면에 Cu막을 형성하는 Cu 도금조(34a), 기판 및 기판 홀더(18)에 부착된 Cu 도금액을 세정하는 제1 수세조(36a), 내부에 Ni 도금액을 넣어 전기 도금을 실시해서 기판 표면에 형성된 Cu막의 표면에 Ni막을 형성하는 Ni 도금조(34b), 기판 및 기판 홀더(18)에 부착된 Ni 도금액을 세정하는 제2 수세조(36b), 기판 표면을 순수로 수세하여 탈수(블로우 처리)를 행하는 블로우조(38), 기판 및 기판 홀더(18)에 부착된 SnAg 합금 도금액을 세정하는 제3 수세조(36c), 및 내부에 SnAg 합금 도금액을 넣어 전기 도금을 실시해 기판 표면에 형성된 Ni막의 표면에 SnAg 합금막을 형성하는 SnAg 합금 도금조(34c)가 이 순서로 배치되어 있다.

전처리조(30) 내에는, 시일 부재에 부착된 금속(207)(도 2 참조)을 용해할 수 있는 세정액이 공급된다. 세정액으로서는, 예컨대 구리를 용해시키기 위해서는 황산과 과산화수소수의 수용액, Ni를 용해시키기 위해서는 수산화나트륨 수용액, SnAg 합금을 용해시키기 위해서는 30 ~ 50 wt%의 질산 수용액 또는 메탄술폰산으로 이루어지는 수용액이 사용된다. 전처리액 수세조(32)에는, 세정 후의 기판을 유지한 기판 홀더(18)를 끌어 올리면서 기판 홀더(18)를 향하여 공기를 분사함으로써 기판 및 기판 홀더(18)에 부착된 순수를 제거하기 위한 블로우 기구가 구비되어 있다. 이 예에서는, 다수의 SnAg 합금 도금조(34c)를 구비함으로써 가동률을 향상시키려고 하였다.

또한, 이러한 각 기기의 측방에 위치하여, 이러한 각 기기의 사이에서 기판 홀더(18)를 기판과 함께 반송하는 기판 홀더 반송 장치(40)가 구비되어 있다. 기판 홀더 반송 장치(40)의 구동원으로서는, 리니어 모터가 채용된다. 이 기판 홀더 반송 장치(40)는, 기판 착탈부(20)와 기판 홀더 세정조(26a, 26b)의 사이에서 기판을 반송하는 제1 트랜스포터(42)와, 기판 홀더 세정조(26a, 26b), 프리웨트조(28), 전처리조(30), 수세조(32, 36a, 36b, 36c), 도금조(34a, 34b, 34c) 및 블로우조(38)의 사이에서 기판을 반송하는 제2 트랜스포터(44)를 갖고 있다. 또한, 제2 트랜스포터(44)를 구비하지 않고, 제1 트랜스포터(42)만을 구비하도록 해도 좋다.

또한, 이 기판 홀더 반송 장치(40)의 반대측에는 패들 구동 장치(46)가 배치되어 있다. 패들 구동 장치(46)는 각 도금조(34a, 34b, 34c)의 내부의 도금액을 교반하는 뒤섞음 막대로서의 패들(도시하지 않음)을 구동한다.

기판 착탈부(20)는 레일(50)을 따라서 가로 방향으로 슬라이드 가능한 평판형의 배치 플레이트(52)를 구비하고, 이 배치 플레이트(52)에 2개의 기판 홀더(18)를 수평 상태로 병렬로 배치하여, 이 한쪽의 기판 홀더(18)와 기판 반송 장치(22)의 사이에서 기판(W)을 전달한 후, 배치 플레이트(52)를 가로 방향으로 슬라이드시켜, 다른 쪽의 기판 홀더(18)와 기판 반송 장치(22)의 사이에서 기판(W)을 전달하도록 되어 있다.

기판 홀더(18)는 도 4 내지 도 7에 도시하는 바와 같이, 예컨대 염화비닐제로 직사각 평판형의 제1 유지 부재(고정 유지 부재)(54)와, 이 제1 유지 부재(54)에 힌지(56)를 통해 개폐 가능하게 부착된 제2 유지 부재(가동 유지 부재)(58)를 갖고 있다. 또한, 이 예에서는, 제2 유지 부재(58)를, 힌지(56)를 통해 개폐 가능하게 구성한 예를 도시하고 있지만, 예컨대 제2 유지 부재(58)를 제1 유지 부재(54)에 대치한 위치에 배치하고, 이 제2 유지 부재(58)를 제1 유지 부재(54)에 대하여 이동시켜 개폐하도록 해도 좋다.

제2 유지 부재(58)는 베이스부(60)와 링형의 시일 홀더(62)를 갖는다. 시일 홀더(62)는, 예컨대 염화비닐제이며, 하기의 누름링(64)과의 미끄러짐을 좋게 하고 있다. 시일 홀더(62)의 상면에는, 기판 홀더(18)에 기판(W)을 유지했을 때, 기판(W)의 표면 외주부에 압접하여 기판(W)과 제2 유지 부재(58) 사이의 간극을 시일하는 기판측(내측) 시일 부재(66)가 안쪽에 돌출하여 부착되어 있다. 또한, 시일 홀더(62)의 제1 유지 부재(54)와 대향하는 면에는, 제1 유지 부재(54)에 압접하여 제1 유지 부재(54)와 제2 유지 부재(58) 사이의 간극을 시일하는 홀더측(외측) 시일 부재(68)가 부착되어 있다. 홀더측 시일 부재(68)는 기판측 시일 부재(66)의 바깥쪽에 위치해 있다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 기판측 시일 부재(66)는 시일 홀더(62)와 제1 고정링(70a) 사이에 협지되어 시일 홀더(62)에 부착되어 있다. 제1 고정링(70a)은 시일 홀더(62)에 볼트 등의 체결구(69a)에 의해서 부착되어 있다. 홀더측 시일 부재(68)는 시일 홀더(62)와 제2 고정링(70b) 사이에 협지되어 시일 홀더(62)에 부착되어 있다. 제2 고정링(70b)은 시일 홀더(62)에 볼트 등의 체결구(69b)에 의해서 부착된다.

제2 유지 부재(58)의 시일 홀더(62)의 외주부에는, 단부가 설치되고, 이 단부에, 누름링(64)이 스페이서(65)를 통해 회전 가능하게 장착되어 있다. 누름링(64)은 제1 고정링(70a)에 의해 탈출 불가능하게 장착되어 있다. 이 누름링(64)은 산에 대해 내식성이 우수하고 충분한 강성을 갖는, 예컨대 티탄으로 구성되고, 스페이서(65)는 누름링(64)이 원활하게 회전할 수 있도록 마찰 계수가 낮은 재료, 예컨대 PTFE로 구성되어 있다.

누름링(64)의 외측쪽에 위치하며, 제1 유지 부재(54)에는, 안쪽으로 돌출하는 돌출부를 갖는 역L자형의 클램퍼(74)가 누름링(64)의 원주 방향을 따라서 등간격으로 세워져 설치되어 있다. 한편, 누름링(64)의 원주 방향을 따른 클램퍼(74)와 대향하는 위치에는, 바깥쪽으로 돌출하는 돌기부(64b)가 설치되어 있다. 그리고, 클램퍼(74)의 안쪽 돌출부의 하면 및 누름링(64)의 돌기부(64b)의 상면은 회전 방향을 따라서 서로 역방향으로 경사지는 테이퍼면으로 되어 있다. 누름링(64)의 원주 방향을 따른 복수 개소(예컨대 4개소)에는, 위쪽으로 돌출하는 볼록부(64a)가 설치되어 있다. 이에 따라, 회전핀(도시하지 않음)을 회전시켜 볼록부(64a)를 가로(橫)부터 회전시킴으로써, 누름링(64)을 회전시킬 수 있다.

제2 유지 부재(58)를 개방한 상태에서, 제1 유지 부재(54)의 중앙부에 기판(W)이 삽입되고, 힌지(56)를 통해 제2 유지 부재(58)가 폐쇄된다. 그 후, 누름링(64)을 시계 방향으로 회전시켜, 누름링(64)의 돌기부(64b)를 클램퍼(74)의 안쪽 돌출부의 내부에 미끄러져 들어가게 함으로써 누름링(64)과 클램퍼(74)에 그 각각 형성된 테이퍼면을 통해, 제1 유지 부재(54)와 제2 유지 부재(58)를 서로 체결하여 제2 유지 부재(58)를 로크한다. 또한, 누름링(64)을 반시계 방향으로 회전시켜 역L자형의 클램퍼(74)로부터 누름링(64)의 돌기부(64b)를 뺌으로써 제2 유지 부재(58)의 로크를 풀게 되어 있다.

제2 유지 부재(58)를 로크했을 때, 기판측 시일 부재(66)의 아래쪽 돌출부는 기판(W)의 표면 외주부에 압접된다. 기판측 시일 부재(66)는 균일하게 기판(W)에 압박되고, 이것에 의해서 기판(W)의 표면 외주부와 제2 유지 부재(58)의 간극을 시일한다. 동일하게, 제2 유지 부재(58)를 로크했을 때, 홀더측 시일 부재(68)의 하측 돌출부는 제1 유지 부재(54)의 표면에 압접된다. 홀더측 시일 부재(68)는 균일하게 제1 유지 부재(54)에 압박되고, 이것에 의해서 제1 유지 부재(54)와 제2 유지 부재(58) 사이의 간극을 시일한다.

더미 기판(DW)도 마찬가지로 기판 홀더(18)에 유지된다. 즉, 제2 유지 부재(58)를 개방한 상태로, 제1 유지 부재(54)의 중앙부에 더미 기판(DW)이 삽입되고, 힌지(56)를 통해 제2 유지 부재(58)가 폐쇄된다. 그 후, 누름링(64)을 시계 방향으로 회전시켜, 제2 유지 부재(58)를 로크하고, 누름링(64)을 반시계 방향으로 회전시켜 역L자형의 클램퍼(74)로부터 누름링(64)의 돌기부(64b)를 뺌으로써 제2 유지 부재(58)의 로크를 풀게 되어 있다. 제2 유지 부재(58)를 로크했을 때, 기판측 시일 부재(66)의 아래쪽 돌출부는 더미 기판(DW)의 표면 외주부에 압접된다. 기판측 시일 부재(66)는 균일하게 더미 기판(DW)에 압박되고, 이것에 의해서 더미 기판(DW)의 표면 외주부와 제2 유지 부재(58)의 간극을 시일한다. 동일하게, 제2 유지 부재(58)를 로크했을 때, 홀더측 시일 부재(68)의 아래쪽 돌출부는 제1 유지 부재(54)의 표면에 압접된다. 홀더측 시일 부재(68)는 균일하게 제1 유지 부재(54)에 압박되고, 이것에 의해서 제1 유지 부재(54)와 제2 유지 부재(58) 사이의 간극을 시일한다.

제1 유지 부재(54)의 상면에는, 기판(W)의 크기에 거의 동일한 링형의 돌조부(82)가 형성되어 있다. 이 돌조부(82)는 기판(W)의 주연부에 맞닿아 이 기판(W)을 지지하는 고리형의 지지면(80)을 갖는다. 이 돌조부(82)의 원주 방향을 따른 정해진 위치에 오목부(84)가 형성되어 있다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 오목부(84) 내에는 복수(도시에서는 12개)의 도전체(전기 접점)(86)가 각각 배치되어 있다. 이들 도전체(86)는 핸드(90)에 설치된 접속 단자로부터 연장되는 복수의 배선에 각각 접속되어 있다. 제1 유지 부재(54)의 지지면(80) 상에 기판(W)을 배치했을 때, 이 도전체(86)의 단부가 도 7에 도시하는 전기 접점(88)의 하부에 접촉하도록 되어 있다.

도전체(86)에 전기적으로 접속되는 전기 접점(88)은 볼트 등의 체결구(89)를 통해 제2 유지 부재(58)의 시일 홀더(62)에 고착되어 있다. 이 전기 접점(88)은 판 스프링 형상으로 형성되어 있다. 전기 접점(88)은 기판측 시일 부재(66)의 바깥쪽에 위치한, 안쪽에 판 스프링형으로 돌출하는 접점부를 갖는다. 전기 접점(88)은 이 접점부에 있어서, 그 탄성력에 의한 스프링성을 갖고 용이하게 굴곡하도록 되어 있다. 제1 유지 부재(54)와 제2 유지 부재(58)로 기판(W)을 유지했을 때에, 전기 접점(88)의 접점부가 제1 유지 부재(54)의 지지면(80) 상에 지지된 기판(W)의 외주면에 접촉하도록 구성되어 있다.

제2 유지 부재(58)의 개폐는, 도시하지 않은 에어 실린더와 제2 유지 부재(58)의 자체 무게에 의해서 행해진다. 즉, 제1 유지 부재(54)에는 통공(通孔)(54a)이 형성되고, 배치 플레이트(52) 위에 기판 홀더(18)를 배치했을 때에 이 통공(54a)에 대향하는 위치에 에어 실린더가 설치된다. 이에 따라, 피스톤 로드를 신장시키고, 통공(54a)을 통하여 압박봉으로 제2 유지 부재(58)의 시일 홀더(62)를 위쪽으로 밀어 올림으로써 제2 유지 부재(58)를 개방하고, 피스톤 로드를 수축시킴으로써 제2 유지 부재(58)를 그 자체 무게로 폐쇄하도록 되어 있다.

기판 홀더(18)의 제1 유지 부재(54)의 단부에는, 기판 홀더(18)를 반송하거나, 현수 지지하거나 할 때의 지지부가 되는 한쌍의 대략 T자형의 핸드(90)가 연접되어 있다. 기판 홀더 세정조(26a, 26b) 내에서는, 그 둘레벽 상면에 핸드(90)의 돌출 단부를 걸어 둠으로써 기판 홀더(18)가 수직으로 현수된다. 현수된 기판 홀더(18)의 핸드(90)는 제1 트랜스포터(42)에 의해서 파지되고, 기판(W)을 유지한 기판 홀더(18)는 이 제1 트랜스포터(42)에 의해서 반송되도록 되고 있다. 또한, 프리웨트조(28), 전처리조(30), 수세조(32, 36a, 36b, 36c), 도금조(34a, 34b, 34c), 및 블로우조(38) 내에서도, 기판 홀더(18)는 핸드(90)를 통해 이들의 둘레벽에 현수된다.

도 8은 제1 기판 홀더 세정조(26a) 및 제2 기판 홀더 세정조(26b)를 나타내는 개요도이다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 제1 기판 홀더 세정조(26a) 및 제2 기판 홀더 세정조(26b)에는, 세정액을 넣은 세정액 탱크(100)로부터 연장되어, 내부에 펌프(102)를 개재한 세정액 공급 라인(104)의 각 분기 라인(106)이 각각 접속되어 있다. 각 분기 라인(106)에는, 개폐 밸브(108a, 108b)가 각각 설치되어 있다. 또한, 제1 기판 홀더 세정조(26a) 및 제2 기판 홀더 세정조(26b)에는, 세정액 리저버(110)로부터 연장되는 세정액 폐액 라인(112)의 각 분기 라인(114)이 각각 접속되어 있다. 각 분기 라인(114)에는, 개폐 밸브(116a, 116b)가 각각 설치되어 있다.

세정액으로서, 이 예에서는, SnAg 합금을 용해시키는, 예컨대 30 ~ 50 wt%의 질산 수용액, 또는 10 wt%의 메탄술폰산이 사용된다. 고농도의 질산 수용액은 안전상의 분위기 관리가 필요하지만, 메탄술폰산은 이러한 폐해가 없기 때문에, 바람직하게 사용된다.

또한, 제1 기판 홀더 세정조(26a) 및 제2 기판 홀더 세정조(26b)에는, 린스액 공급 라인(122)의 각 분기 라인(124)이 각각 접속되어 있다. 린스액 공급 라인(122)은 순수 등의 린스액을 공급하는 린스액 공급원(120)으로부터 연장되어 있다. 각 분기 라인(124)에는, 개폐 밸브(126a, 126b)가 각각 설치되어 있다. 또한, 제1 기판 홀더 세정조(26a) 및 제2 기판 홀더 세정조(26b)에는, 배수 라인(130)의 각 분기 라인(132)이 각각 접속되어 있다. 각 분기 라인(132)에는, 개폐 밸브(134a, 134b)가 각각 설치되어 있다.

이 예에서는, 제1 기판 홀더 세정조(26a) 및 제2 기판 홀더 세정조(26b) 중 적어도 한쪽을, 기판 홀더(18)를 보관하는 보관조로서 사용함으로써, 도금 장치의 풋프린트가 증대하는 것을 방지하고 있다. 제1 기판 홀더 세정조(26a)를 보관조로서 사용할 때에는, 개폐 밸브(108a, 116a, 126a, 134a)를 모두 폐쇄하며, 이것에 의해서, 제1 기판 홀더 세정조(26a)의 내부에 액체(세정액 및 린스액)가 유입하지 않도록 한다. 제2 기판 홀더 세정조(26b)를 보관조로서 사용할 때에는, 개폐 밸브(108b, 116b, 126b, 134b)를 모두 폐쇄한다.

다음으로, 제1 기판 홀더 세정조(26a)를 보관조로서 사용하고, 제1 기판 홀더 세정조(26a) 내의 기판 홀더(18)를 일련의 도금 처리에 사용하면서, 기판 홀더(18)를 도금 장치로부터 꺼내지 않고, 제2 기판 홀더 세정조(26b)에서 기판 홀더(18)를 세정액으로 세정하도록 한 예를 설명한다. 또한, 제2 기판 홀더 세정조(26b)를 보관조로서 사용하고, 제1 기판 홀더 세정조(26a)에서 기판 홀더(18)를 세정액으로 세정할 때도 거의 동일하기 때문에, 그 설명을 생략한다.

우선, 제1 기판 홀더 세정조(26a) 내의 기판 홀더(18)를 사용한 일련의 도금 처리에 관해서 설명한다.

카세트 테이블(12)에 탑재된 기판 카세트(10)로부터, 기판 반송 장치(22)로 기판(W)을 1장 꺼내고, 얼라이너(14)에 실어 오리엔테이션 플랫이나 노치 등의 위치를 정해진 방향으로 맞춘다. 이 얼라이너(14)에 의해 방향을 맞춘 기판(W)을 기판 반송 장치(22)에 의해 기판 착탈부(20)까지 반송한다.

제1 기판 홀더 세정조(26a) 내에 수용되어 있던 기판 홀더(18)를 제1 트랜스포터(42)에 의해 2개 동시에 파지하여 기판 착탈부(20)까지 반송한다. 그리고, 기판 홀더(18)를 수평 상태로 하여 하강시키고, 이것에 의해서, 2개의 기판 홀더(18)를 기판 착탈부(20)의 배치 플레이트(52) 위에 동시에 배치한다. 그리고, 에어 실린더를 작동시켜 기판 홀더(18)의 제2 유지 부재(58)를 개방한 상태로 해 둔다.

이 상태에서, 중앙측에 위치하는 기판 홀더(18)에 기판 반송 장치(22)에 의해 반송된 기판(W)을 삽입하고, 에어 실린더를 역작동시켜 제2 유지 부재(58)를 폐쇄하며, 그 후, 로크·언로크 기구로 제2 유지 부재(58)를 로크한다. 그리고, 한쪽의 기판 홀더(18)에의 기판(W)의 장착이 완료된 후, 배치 플레이트(52)를 가로 방향으로 슬라이드시키고, 마찬가지로 하여, 다른 쪽의 기판 홀더(18)에 기판(W)을 장착하며, 그 후, 배치 플레이트(52)를 원래의 위치에 복귀시킨다.

기판(W)의 도금되는 표면을 기판 홀더(18)의 개구부 내에서 노출시킨 상태로, 기판(W)의 외주부는 시일 부재(66, 68)로 도금액이 침입하지 않게 시일된다. 도금액에 닿지 않는 기판(W)의 외주부는 복수의 전기 접점(88)과 전기적으로 접속된다. 전기 접점(88)으로부터는 기판 홀더(18)의 핸드(90)까지 배선이 연결되어 있고, 핸드(90)의 접속 단자에 전원을 접속함으로써 기판(W) 표면의 시드층(200)(도 2 참조)에 급전할 수 있다.

다음으로, 기판(W)을 장착한 기판 홀더(18)를 제1 트랜스포터(42)에 의해 2개 동시에 파지하여 제1 기판 홀더 세정조(26a)에 반송한다. 그리고, 기판 홀더(18)를 수직 상태로 하강시키고, 이것에 의해서, 2개의 기판 홀더(18)를 제1 기판 홀더 세정조(26a)에 현수시킨다(임시로 위치시킨다). 이러한 기판 반송 장치(22), 기판 착탈부(20), 및 제1 트랜스포터(42)는 상기 작업을 반복하여, 제1 기판 홀더 세정조(26a)로부터 기판 홀더(18)를 꺼내고, 기판 홀더(18)에 순차 기판(W)을 장착하여, 제1 기판 홀더 세정조(26a)의 정해진 위치에 순차 현수시킨다(임시로 위치시킨다).

도시하지 않지만, 2개의 기판 홀더(18)를 수평으로 배치하는 기판 착탈부(20)의 대신에, 제1 트랜스포터(42)에 의해 반송된 2개의 기판 홀더를 수직으로 지지하는 픽싱 스테이션을 구비하고, 기판 홀더를 수직으로 유지한 픽싱 스테이션을 90° 회전시켜 기판 홀더를 수평 상태로 하도록 해도 좋다. 또한, 이 예에서는, 하나의 로크·언로크 기구를 구비한 예를 나타내고 있지만, 2개의 로크·언로크 기구를 구비하고, 서로 인접한 위치에 배치되는 2개의 기판 홀더의 로크·언로크 기구에 의해 로크·언로크를 동시에 행하도록 해도 좋다.

제2 트랜스포터(44)는 제1 기판 홀더 세정조(26a)에 임시 위치된, 기판(W)을 장착한 기판 홀더(18)를 2개 동시에 파지하여, 프리웨트조(28)에 반송하고, 또한 이들 기판 홀더(18)를 하강시켜, 2개의 기판 홀더(18)를 프리웨트조(28) 내에 넣고, 프리웨트조(28)에서 기판(W)의 표면에 형성된 시드층(200)(도 2 참조) 등의 친수성을 좋게 한다.

또한, 기판(W)을 장착한 기판 홀더(18)를, 제1 기판 홀더 세정조(26a)의 정해진 위치에 현수시키는(임시로 위치시키는) 일없이, 제1 트랜스포터(42)에 의해 파지한 채로, 프리웨트조(28)까지 반송하고, 기판을 기판 홀더(18)마다 프리웨트조(28) 내의 프리웨트액에 침지시키도록 해도 좋다.

다음으로, 이 기판(W)을 장착한 기판 홀더(18)를, 상기와 마찬가지로 하여, 전처리조(30)에 반송하고, 전처리조(30)에서 기판(W)의 표면에 형성된 시드층(200)(도 2 참조)의 표면의 산화막을 에칭하여, 청정한 금속면을 노출시킨다. 또한, 이 기판(W)을 장착한 기판 홀더(18)를, 전처리액 수세조(32)에 반송하고, 기판(W)의 피도금면에 부착된 산을 세정한다.

그리고, 마찬가지로 하여, 기판 홀더(18)를 내부에 Cu 도금액을 유지한 Cu 도금조(34a)에 반송하여 Cu 도금조(34a) 내에 현수시킨다. 그리고, Cu 도금조(34a) 내에 Cu 도금액을 공급하여 순환시키면서, Cu 도금조(34a) 내의 애노드(도시하지 않음)와 기판(W) 사이에 도금 전압을 인가하고, 동시에 패들 구동 장치(46)에 의해 패들을 기판(W)의 피도금면과 평행하게 왕복 이동시킴으로써, 기판(W)의 피도금면에 Cu 도금을 실시한다. 이것에 의해서, 도 2에 도시하는 바와 같이, 레지스트 개구부(202a) 내에 위치한 시드층(200)의 노출면에, 금속(206)으로서 Cu막이 형성된다.

기판 홀더(18)의 기판측 시일 부재(66)가, 도 2에 도시하는 시일 부재(204)와 같이, 기판(W)의 외주부에 위치하는 레지스트 개구부(202a)에 걸쳐지면, 이 레지스트 개구부(202a) 내에 형성되는 금속(206)이 레지스트(202)의 상면까지 달하는 것과 같은 이상한 석출이 일어나고, 기판측 시일 부재(66)에 금속(207)(Cu)이 부착되는 경우가 있다. 이러한 문제는, 하기의 Ni 도금 및 SnAg 합금 도금에서도 마찬가지로 일어날 수 있다. 즉, Ni 도금으로 Cu막의 표면에 Ni막을 형성할 때, 및 SnAg 합금 도금으로 Ni막의 표면에 SnAg 합금막을 형성할 때에, 금속(206)이 레지스트(202)의 상면까지 달하는 것과 같은 이상한 석출을 일으키고, 기판측 시일 부재(66)에 금속(207)(Ni 및 SnAg 합금)이 부착되는 경우가 있다.

이 때문에, 기판 홀더(18)를 정기적, 혹은 필요에 따라서 수시 세정하여, 기판측 시일 부재(66)에 부착된 금속(207)(Cu, Ni 및 SnAg 합금)을 제거해야 한다.

이 도금시에, 기판 홀더(18)는 Cu 도금조(34a)의 상부에 핸드(90)에 의해 현수되어 고정되고, 도금 전원으로부터 도전체(전기 접점)(86) 및 전기 접점(88)을 통해서, 기판(W)의 표면에 형성된 시드층(200)(도 2 참조)에 급전된다. 이러한 급전은, 이하의 Ni 도금 및 SnAg 합금 도금에서는 마찬가지로 행해진다.

Cu 도금이 종료된 후, 도금 전압의 인가, 도금액의 공급 및 패들 왕복 운동을 정지하고, 기판(W)을 장착한 기판 홀더(18)를 제2 트랜스포터(44)에 의해 2개 동시에 파지하여, 제1 수세조(36a)에 반송한다. 제1 수세조(36a) 내에 순수를 공급하여 빼내는 조작을, 적어도 2회 반복함으로써 기판(W) 및 기판 홀더(18)를 수세한다.

수세가 종료된 기판을 장착한 기판 홀더(18)를, 상기와 마찬가지로 하여, 내부에 Ni 도금액을 채운 Ni 도금조(34b)에 반송하고, Ni 도금조(34b)에 현수시킨다. 제2 트랜스포터(44)는 필요에 따라서, 상기 작업을 반복하고, 기판이 장착된 기판 홀더(18)를 순차 Ni 도금조(34b)에 반송하여 정해진 위치에 현수시킨다.

그리고, Ni 도금조(34b) 내에 Ni 도금액을 공급하여 순환시키면서, Ni 도금조(34b) 내의 애노드(도시하지 않음)와 기판(W) 사이에 도금 전압을 인가하고, 동시에 패들 구동 장치(46)에 의해 패들을 기판의 피도금면과 평행하게 왕복 이동시킴으로써, 기판(W)의 피도금면에 Ni 도금을 실시한다. 이것에 의해서, Cu 도금에 의해서 형성된 Cu막의 표면에 Ni막을 형성한다.

Ni 도금이 종료된 후, 도금 전압의 인가, 도금액의 공급 및 패들 왕복 운동을 정지하고, 기판(W)을 장착한 기판 홀더(18)를 제2 트랜스포터(44)에 의해 2개 동시에 파지하고, 상기와 마찬가지로 하여, 제2 수세조(36b)까지 반송하며, 상기와 마찬가지로 하여, 기판(W) 및 기판 홀더(18)를 순수로 세정한다.

수세가 종료된 기판을 장착한 기판 홀더(18)를, 상기와 마찬가지로 하여, 내부에 SnAg 합금 도금액을 채운 SnAg 합금 도금조(34c)에 반송하고, SnAg 합금 도금조(34c)에 현수시킨다. 제2 트랜스포터(44)는 필요에 따라서, 상기 작업을 반복하고, 기판이 장착된 기판 홀더(18)를 순차 SnAg 합금 도금조(34c)에 반송하여 정해진 위치에 현수시킨다.

그리고, SnAg 합금 도금조(34c) 내에 SnAg 합금 도금액을 공급하여 순환시키면서, SnAg 합금 도금조(34c) 내의 애노드(도시하지 않음)와 기판(W) 사이에 도금 전압을 인가하고, 동시에 패들 구동 장치(46)에 의해 패들을 기판의 피도금면과 평행하게 왕복 이동시킴으로써, 기판(W)의 피도금면에 SnAg 합금 도금을 실시한다. 이것에 의해서, Ni 도금에 의해서 형성된 Ni막의 표면에 SnAg 합금막을 형성한다.

SnAg 합금 도금이 종료된 후, 도금 전압의 인가, 도금액의 공급 및 패들 왕복 운동을 정지하고, 기판(W)을 장착한 기판 홀더(18)를 제2 트랜스포터(44)에 의해 2개 동시에 파지하고, 상기와 마찬가지로 하여, 제3 수세조(36c)까지 반송하며, 상기와 마찬가지로 하여, 기판(W) 및 기판 홀더(18)를 순수로 세정한다.

그 후, 기판 홀더(18)를 블로우조(38)에 반송하고, 기판 홀더(18)를 수세한 후, 기판 홀더(18)를 향해서 공기를 분사하여, 기판(W) 및 이 기판(W)을 유지한 기판 홀더(18)에 부착된 액적을 제거한다. 다음으로, 제1 트랜스포터(42)에 의해 기판 홀더(18)를 파지하고, 상기와 마찬가지로 하여, 기판 착탈부(20)의 배치 플레이트(52) 위에 기판 홀더(18)를 배치한다.

그리고, 중앙측에 위치하는 기판 홀더(18)의 제2 유지 부재(58)의 로크를, 로크·언로크 기구를 통해 풀고, 에어 실린더를 작동시켜 제2 유지 부재(58)를 개방한다. 그리고, 기판 홀더(18) 내의 도금 처리 후의 기판(W)을 기판 반송 장치(22)에 의해 꺼내어, 스핀 드라이어(16)에 운반하고, 이 스핀 드라이어(16)의 고속 회전에 의해서 스핀 드라이(탈수)된 기판(W)을 기판 반송 장치(22)에 의해 기판 카세트(10)에 반환한다.

기판을 기판 카세트(10)에 반환한 후, 혹은 이것과 병행하여, 배치 플레이트(52)를 가로 방향으로 슬라이드시키고, 마찬가지로 하여, 다른 쪽의 기판 홀더(18)로부터 기판을 꺼내고, 스핀 드라이어(16)로 기판을 건조시키고, 그리고 건조된 기판을 기판 카세트(10)에 반환한다.

배치 플레이트(52)를 원래의 상태로 복귀시킨 후, 기판이 꺼내진 기판 홀더(18)를, 제1 트랜스포터(42)에 의해 2개 동시에 파지하고, 상기와 마찬가지로 하여, 이것을 제1 기판 홀더 세정조(26a)의 정해진 장소에 복귀시킨다. 그 후, 제1 기판 홀더 세정조(26a) 내의 기판 홀더(18)를 기판 홀더 반송 장치(40)에 의해 2개 동시에 파지하고, 상기와 마찬가지로 하여, 기판 착탈부(20)의 배치 플레이트(52) 위에 배치하며, 상기와 동일한 작업을 반복한다.

다음으로, 제2 기판 홀더 세정조(26b)에서 기판 홀더(18)를 세정할 때의 순서에 관해서 설명한다.

기판 반송 장치(22)에 근접한 위치에 배치된 더미 기판 카세트(24)로부터, 기판 반송 장치(22)에 의해 더미 기판(DW)을 1장 꺼내고, 필요에 따라서, 얼라이너(14)에 실어 오리엔테이션 플랫이나 노치 등의 위치를 정해진 방향으로 맞춘 후, 더미 기판(DW)을 기판 반송 장치(22)에 의해 기판 착탈부(20)까지 반송한다.

제1 기판 홀더 세정조(26a) 내에 수용되어 있던 기판 홀더(18)를 제1 트랜스포터(42)에 의해 2개 동시에 파지하여, 기판 착탈부(20)에 반송한다. 그리고, 기판 홀더(18)를 수평 상태로 하여 하강시키고, 이것에 의해서, 2개의 기판 홀더(18)를 기판 착탈부(20)의 배치 플레이트(52) 위에 동시에 배치한다. 그리고, 에어 실린더를 작동시켜 기판 홀더(18)의 제2 유지 부재(58)를 개방한 상태로 해 둔다.

이 상태에서, 전술한 기판(W)의 경우와 거의 동일하게 하여, 각 기판 홀더(18)에 더미 기판(DW)을 각각 유지한다. 기판 홀더(18)에 더미 기판(DW)을 유지하면, 더미 기판(DW)의 외주부는 시일 부재(66, 68)로 세정액이 침입하지 않게 시일된다. 더미 기판(DW)의 세정액에 닿지 않는 외주부는 기판 홀더(18)에 구비되어 있는 복수의 전기 접점(88)에 접촉한다.

기판 홀더(18)에 더미 기판(DW)을 유지하면, 기판측 시일 부재(66)의 기판 접촉부(66a)는 더미 기판(DW)의 표면으로 닦이고, 기판 접촉부(66a)에 부착된 부착물을 더미 기판(DW)으로 문질러 없앨 수 있다. 또한 전기 접점(88)의 기판 접촉부(88a)도 더미 기판(DW)의 표면으로 닦이고, 기판 접점부(88a)에 생성된 불순물을 더미 기판(DW)으로 문질러 없앨 수 있다. 이렇게 더미 기판(DW)으로 닦아내는 것은, 기판측 시일 부재(66)의 기판 접촉부(66a) 및 전기 접점(88)의 기판 접촉부(88a)와 접촉하는 더미 기판(DW)의 접촉 면적이, 도금하는 기판(W)에 비교해서 크고, 표면 경도가 단단한 베어 실리콘 혹은 실리콘 산화막인 경우, 특히 효과가 높다.

다음으로, 더미 기판(DW)을 장착한 기판 홀더(18)를 제1 트랜스포터(42)에 의해 2개 동시에 파지하여, 제2 기판 홀더 세정조(26b)까지 반송한다. 그리고, 기판 홀더(18)를 수직 상태로 하강시키고, 이것에 의해서, 2개의 기판 홀더(18)를 제2 기판 홀더 세정조(26b)에 현수시킨다. 이러한 기판 반송 장치(22), 기판 착탈부(20) 및 제1 트랜스포터(42)는 상기 작업을 반복하여, 제1 기판 홀더 세정조(26a)로부터 기판 홀더(18)를 꺼내고, 기판 홀더(18)에 순차 더미 기판(DW)을 장착하여, 제2 기판 홀더 세정조(26b)의 정해진 위치에 순차 현수시킨다.

도 8은 더미 기판(DW)을 유지한 기판 홀더(18)를 제2 기판 홀더 세정조(26b)의 내부에 현수시키고 있는 상태를 모식적으로 도시하고 있다.

다음으로, 펌프(102)를 구동하고, 세정액 공급 라인(104)의 분기 라인(106)에 설치되어 있는 개폐 밸브(108b)만을 개방하여, 제2 기판 홀더 세정조(26b) 내에 정해진 양의 세정액(10 wt%의 메탄술폰산)을 공급하고, 이것에 의해서, 제2 기판 홀더 세정조(26b) 내에 더미 기판(DW)을 유지하여 현수되어 있는 기판 홀더(18)를, 제2 기판 홀더 세정조(26b) 내에 공급되는 세정액에 침지시켜 세정한다. 즉, 기판 홀더(18)를 세정액에 침지시킴으로써 기판 홀더(18)의 기판측 시일 부재(66)의 내주면에 부착된 금속(207)(도 2 참조)을 세정액에 용해시켜 제거한다. 이 기판 홀더(18)를 침지시키는 세정액에, 예컨대 에어 버블링이나 패들 교반 등으로 교반을 가하는 것이 바람직하다.

이 기판 홀더(18)의 세정중에는, 기판 홀더(18)는, 시일 부재(66, 68)로 더미 기판(DW)의 외주부를 시일한 상태로 이 더미 기판(DW)을 유지하고 있다. 기판 홀더(18)의 전기 접점(88)은 이 시일 부재(66, 68)로 시일되어 세정액에 접촉하지않는 영역 내에 위치하기 때문에, 세정액에 닿는 것이 방지되어 세정액에 젖는 일은 없다. 기판 홀더(18)를 세정액에 정해진 시간 침지시킨 후, 세정액 폐액 라인(112)의 분기 라인(114)에 설치되어 있는 개폐 밸브(116b)만을 개방하여, 제2 기판 홀더 세정조(26b) 내의 세정액을 세정액 리저버(110)에 회수한다.

다음으로, 린스액 공급 라인(122)의 분기 라인(124)에 설치되어 있는 개폐 밸브(126b)만을 개방하여, 제2 기판 홀더 세정조(26b) 내에 정해진 양의 린스액(순수)을 공급하고, 이것에 의해서, 세정액으로 세정된 기판 홀더(18)를 린스액에 침지시켜 린스한다. 그리고, 기판 홀더(18)를 린스액에 정해진 시간 침지시킨 후, 배수 라인(130)의 분기 라인(132)에 설치되어 있는 개폐 밸브(134b)만을 개방하여, 제2 기판 홀더 세정조(26b) 내의 린스액을, 배수 라인(130)을 통해서 배수한다.

다음으로, 제2 기판 홀더 세정조(26b) 내의 기판 홀더(18)를, 제2 트랜스포터(44)에 의해 2개 동시에 파지하여 전처리액 수세조(32)에 반송하고, 이 전처리액 수세조(32)에서 기판 홀더(18)의 표면에 부착된 세정액을 세정한다. 그 후, 기판 홀더(18)를 블로우조(38)에 반송하여 기판 홀더(18)를 수세한 후, 기판 홀더(18)를 향해서 공기를 분사해, 기판 홀더(18)에 부착된 액적을 제거한다.

다음으로, 제1 트랜스포터(42)에 의해 기판 홀더(18)를 파지하고, 상기와 마찬가지로 하여, 기판 착탈부(20)의 배치 플레이트(52) 위에 배치하고, 기판 홀더(18) 내의 더미 기판(DW)을 기판 반송 장치(22)에 의해 꺼내어 스핀 드라이어(16)에 운반하며, 이 스핀 드라이어(16)의 고속 회전에 의해서 스핀 드라이(탈수)된 더미 기판(DW)을 기판 반송 장치(22)에 의해 더미 기판 카세트(24)에 반환한다.

그리고, 더미 기판(DW)이 꺼내진 기판 홀더(18)를, 제1 트랜스포터(42)에 의해 2개 동시에 파지하여, 제2 기판 홀더 세정조(26b)의 정해진 장소에 복귀시킨다.그리고, 제2 기판 홀더 세정조(26b) 내의 모든 기판 홀더(18)로부터 더미 기판(DW)을 꺼내어 제2 기판 홀더 세정조(26b) 내에 복귀시킴으로써 제2 기판 홀더 세정조(26b) 내의 기판 홀더(18)의 세정을 종료한다.

또한, 이 예에서는, 보관조로서의 역할을 겸용하는 제1 기판 홀더 세정조(26a)와 제2 기판 홀더 세정조(26b)를 사용하고 있지만, 제1 기판 홀더 세정조(26a) 및 제2 기판 홀더 세정조(26b) 중 한쪽을, 배관이나 밸브 등이 없는 보관조로 대신해도 좋다. 이 보관조에서는 기판 홀더를 세정하지 않도록 해도 좋다. 즉 제1 기판 홀더 세정조(26a) 및 제2 기판 홀더 세정조(26b) 중 한쪽에서만 도금 장치 내의 기판 홀더(18)를 모두 세정하도록 해도 좋다.

세정되는 기판 홀더(18)는 더미 기판(DW)을 유지하지 않는 상태에서 제2 기판 홀더 세정조(26b) 내에 현수되지만, 도금된 기판(W)을 꺼낸 직후에 더미 기판(DW)을 유지한 상태로, 제2 기판 홀더 세정조(26b) 내에 현수되도록 해도 좋다. 이것에 의해서, 더미 기판(DW)을 기판 홀더(18)에 유지하는 데 필요한 시간을 단축시킬 수 있다.

제1 기판 홀더 세정조(26a)와 제2 기판 홀더 세정조(26b)는 기판 홀더(18)의 보관조로서의 역할을 겸용하고 있기 때문에, 도금 장치는 도금조의 수와 동수 또는 그 이상의 기판 홀더(18)를 보유하고 있다. 도금 장치의 초기 상태에 있어서는, 도금 장치가 보유하고 있는 기판 홀더(18)가 모두 제1 기판 홀더 세정조(26a) 또는 제2 기판 홀더 세정조(26b)에 현수되고 있다. 도금 장치를 그 최대 처리 능력으로 연속 운전하고 있는 경우에는, 모든 기판 홀더(18)는 제1 기판 홀더 세정조(26a) 및 제2 기판 홀더 세정조(26b)에는 없고, 모두 연속 운전을 위해 사용되고 있는 경우가 있다. 만약 몇 개의(예컨대 반수)의 기판 홀더(18)를 제2 기판 홀더 세정조(26b)에서 세정하면, 그만큼 장치의 처리 능력은 떨어지지만, 나머지 기판 홀더(18)를 사용하여 처리를 계속할 수 있다.

또한, 기판을 처리하지 않는 대기 상태에서, 기판 홀더 세정 모드로서, 제1 기판 홀더 세정조(26a) 및/또는 제2 기판 홀더 세정조(26b)에 현수된 기판 홀더(18)에 순차 더미 기판(DW)을 탑재하여 기판 홀더(18)를 세정해도 좋다.

이 예에서는, 더미 기판(DW)을, 더미 기판 카세트(24) 내에 수용하여 기판 반송 장치(22)에 근접한 위치에 배치하고 있지만, 기판 홀더(18)의 세정시에, 내부에 더미 기판을 수납해 둔 기판 카세트(10)를, 카세트 테이블(12)에 탑재하도록 해도 좋다. 이에 따라, 더미 기판을 도금 장치의 내부에 배치하지 않고, 기판 홀더의 세정이 필요하게 될 때에, 더미 기판을 도금 장치 내의 처리 위치에 배치할 수 있다.

세정액 탱크(100)는 도금 장치의 내부에 설치해도 좋고, 또한 도금 장치의 외부에 세정액 공급 유닛으로서 설치해도 좋다. 세정액은 세정에 재이용할 수 없는 경우에, 세정액 리저버에 회수하지 않고 배액해도 좋다.

도 9는 도 3에 도시하는 기판 홀더 세정조(26a, 26b) 중 적어도 한쪽 대신에 구비되는 기판 홀더 세정조(150)의 개요를 나타낸다.

기판 홀더 세정조(150)는 기판 홀더의 시일 부재에 부착된 복수 종류의 금속(207)(도 2 참조), 이 예에서는, Cu, Ni 및 SnAg 합금을, 상이한 세정액을 사용하여 효율적으로 용해시킨다. 즉, 기판 홀더 세정조(150)는 상이한 세정액마다 세정조를 구비하지 않고, 기판 홀더(18)의 기판측 시일 부재(66)에 부착된 금속(207)을 용해하여 제거한다. 이것에 의해서, 도금 장치의 풋프린트가 상당히 커지는 것을 방지하도록 하고 있다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 기판 홀더 세정조(150)는 이 예에서는 오버플로우조(152)가 부설되어 있다. 그리고, 기판 홀더 세정조(150)에는, Cu를 용해시켜 제거하며, 10 wt%의 황산과 3 wt%의 과산화수소수의 수용액으로 이루어지는 제1 세정액을 공급하는 제1 세정액 공급 라인(154)과, Ni를 용해시켜 제거하며, 5 wt%의 수산화나트륨 수용액으로 이루어지는 제2 세정액을 공급하는 제2 세정액 공급 라인(156)과, SnAg 합금을 용해시켜 제거하며, 10 wt%의 메탄술폰산 수용액으로 이루어지는 제3 세정액을 공급하는 제3 세정액 공급 라인(158)이 접속되어 있다.

이러한 제1 세정액 공급 라인(154), 제2 세정액 공급 라인(156), 및 제3 세정액 공급 라인(158)에는, 개폐 밸브(160a, 160b, 160c)가 각각 설치되어 있다.

기판 홀더 세정조(150)에는, 순수 등의 린스액을 공급하는 린스액 공급 라인(162)이 접속되고, 이 린스액 공급 라인(162)에는, 개폐 밸브(160d)가 설치되어 있다. 기판 홀더 세정조(150)에는, 그 내부에 공급된 제1 세정액 등의 액체 내에 에어를 공급하여 이 액체 속에 버블을 형성하는 에어 공급 라인(164)이 접속되고, 이 에어 공급 라인(164)에는, 개폐 밸브(160e)가 설치되어 있다.

또한, 기판 홀더 세정조(150)의 바닥부에는, 제1 세정액을 기판 홀더 세정조(150)로부터 배출하기 위한 제1 세정액 폐액 라인(166), 제2 세정액을 기판 홀더 세정조(150)로부터 배출하기 위한 제2 세정액 폐액 라인(168), 제3 세정액을 기판 홀더 세정조(150)로부터 배출하기 위한 제3 세정액 폐액 라인(170), 및 배수 라인(172)이 접속되어 있다. 이러한 제1 세정액 폐액 라인(166), 제2 세정액 폐액 라인(168), 제3 세정액 폐액 라인(170), 및 배수 라인(172)에는, 개폐 밸브(160f, 160g, 160h, 160i)가 각각 설치되어 있다. 또, 오버플로우조(152)의 바닥부에는, 오버플로우 배수 라인(174)이 접속되고, 이 오버플로우 배수 라인(174)은 배수 라인(172)에 합류된다.

다음으로, 상기 구성의 기판 홀더 세정조(150)를 사용하여, 기판측 시일 부재(66)(도 7 참조)에, Cu, Ni 및 SnAg 합금 등의 금속(207)(도 2 참조)이 부착된 기판 홀더를 세정할 때의 순서에 관해서 설명한다.

우선, 전술한 기판 홀더 세정조(26b) 내에 더미 기판(DW)을 유지한 기판 홀더(18)를 현수시키는 것과 마찬가지로 하여, 기판 홀더 세정조(150) 내에, 더미 기판을 유지한 기판 홀더를 현수시킨다.

다음으로, 제1 세정액 공급 라인(154)에 설치되어 있는 개폐 밸브(160a)만을 개방하여, 기판 홀더 세정조(150)의 내부에 정해진 양의 제1 세정액(10 wt%의 황산과 3 wt%의 과산화수소수의 혼합액)을 공급한다. 이것에 의해서, 더미 기판을 유지하고 있는 기판 홀더를 제1 세정액에 침지시켜 세정한다. 기판 홀더의 기판측 시일 부재(66)에 부착된 금속(207)(주로 Cu)은 제1 세정액에 의해서 효율적으로 용해되어 제거된다. 이 세정시에 필요에 따라서, 에어 공급 라인(164)에 설치되어 있는 개폐 밸브(160e)를 개방하고 제1 세정액 내에 에어를 공급하여, 제1 세정액 속에 버블을 형성한다. 그리고, 기판 홀더를 제1 세정액에 정해진 시간 침지시킨 후, 제1 세정액 폐액 라인(166)에 설치되어 있는 개폐 밸브(160f)만을 개방하여, 기판 홀더 세정조(150) 내의 제1 세정액을 배출한다.

다음으로, 린스액 공급 라인(162)에 설치되어 있는 개폐 밸브(160d)만을 개방하여, 기판 홀더 세정조(150) 내에 정해진 양의 린스액(순수)을 공급하고, 이것에 의해서, 제1 세정액으로 세정된 기판 홀더를 린스액에 침지시켜 린스한다. 이 린스시에, 필요에 따라서, 에어 공급 라인(164)에 설치되어 있는 개폐 밸브(160e)를 개방하고 린스액 내에 에어를 공급하여, 린스액 속에 버블을 형성한다. 그리고, 기판 홀더(18)를 린스액에 정해진 시간 침지시킨 후, 배수 라인(172)에 설치되어 있는 개폐 밸브(160i)만을 개방하여, 기판 홀더 세정조(150) 내의 린스액을, 배수 라인(172)을 통해서 배수한다.

다음으로, 제2 세정액 공급 라인(156)에 설치되어 있는 개폐 밸브(160b)만을 개방하여, 기판 홀더 세정조(150)의 내부에 정해진 양의 제2 세정액(5 wt%의 수산화나트륨 수용액)을 공급하고, 이것에 의해서, 더미 기판을 유지하고 있는 기판 홀더를 제2 세정액에 침지시켜 세정한다. 기판 홀더의 기판측 시일 부재에 부착된 금속(207)(주로 Ni)은 제2 세정액에 의해서 효율적으로 용해되어 제거된다. 이 세정시에, 필요에 따라서, 에어 공급 라인(164)에 설치되어 있는 개폐 밸브(160e)를 개방하고 제2 세정액 내에 에어를 공급하여, 제2 세정액 속에 버블을 형성한다. 그리고, 기판 홀더를 제2 세정액에 정해진 시간 침지시킨 후, 제2 세정액 폐액 라인(168)에 설치되어 있는 개폐 밸브(160g)만을 개방하여, 기판 홀더 세정조(150) 내의 제2 세정액을 배출한다.

그리고, 린스액 공급 라인(162)에 설치되어 있는 개폐 밸브(160d)만을 개방하여, 기판 홀더 세정조(150) 내에 정해진 양의 린스액(순수)을 공급하고, 이것에 의해서, 제2 세정액으로 세정된 기판 홀더를 린스액에 침지시켜 린스한다. 그 후, 배수 라인(172)에 설치되어 있는 개폐 밸브(160i)만을 개방하여, 기판 홀더 세정조(150) 내의 린스액을, 배수 라인(172)을 통해서 배수한다.

다음으로, 제3 세정액 공급 라인(158)에 설치되어 있는 개폐 밸브(160c)만을 개방하여, 기판 홀더 세정조(150)의 내부에 정해진 양의 제3 세정액(10 wt%의 메탄술폰산)을 공급하고, 이것에 의해서, 더미 기판을 유지하고 있는 기판 홀더를 제3 세정액에 침지시켜 세정한다. 기판 홀더의 기판측 시일 부재에 부착된 금속(207)(주로 SnAg)은 제3 세정액에 의해서 효율적으로 용해되어 제거된다. 이 세정시에, 필요에 따라서, 에어 공급 라인(164)에 설치되어 있는 개폐 밸브(160e)를 개방하고 제3 세정액 내에 에어를 공급하여, 제3 세정액 속에 버블을 형성한다. 그리고, 기판 홀더를 제3 세정액에 정해진 시간 침지시킨 후, 제3 세정액 폐액 라인(170)에 설치되어 있는 개폐 밸브(160h)만을 개방하여, 기판 홀더 세정조(150) 내의 제3 세정액을 배출한다.

그리고, 린스액 공급 라인(162)에 설치되어 있는 개폐 밸브(160d)만을 개방하여, 기판 홀더 세정조(150) 내에 정해진 양의 린스액(순수)을 공급하고, 이것에 의해서, 제3 세정액으로 세정된 기판 홀더를 린스액에 침지시켜 린스한다. 그 후, 배수 라인(172)에 설치되어 있는 개폐 밸브(160i)만을 개방하여, 기판 홀더 세정조(150) 내의 린스액을, 배수 라인(172)을 통해서 배수한다.

다음으로, 전술한 제2 기판 홀더 세정조(26b)에서 기판 홀더(18)를 세정했을 때와 거의 동일하게, 세정된 기판 홀더를 전처리액 수세조(32)(도 3 참조)에 반송하고, 이 전처리액 수세조(32)에서 기판 홀더의 표면에 부착된 세정액을 세정한다. 그 후, 기판 홀더를 블로우조(38)(도 3 참조)에 반송하고, 기판 홀더를 수세한 후, 기판 홀더를 향해 공기를 분사해, 기판 홀더에 부착된 액적을 제거한다. 그리고, 기판 홀더 내의 더미 기판을 기판 반송 장치(22)(도 3 참조)에 의해 꺼내어 스핀 드라이어(16)(도 3 참조)에 운반하고, 이 스핀 드라이어(16)의 고속 회전에 의해서 더미 기판을 스핀 드라이(탈수)한다. 그리고, 건조된 더미 기판을 기판 반송 장치(22)에 의해 더미 기판 카세트(24)(도 3 참조)에 반환하고, 더미 기판이 꺼내진 기판 홀더를 기판 홀더 세정조(150)의 정해진 장소에 복귀시킨다.

이 예에 따르면, 세정액의 종류마다 세정조를 구비하지 않고서, 따라서, 도금 장치의 풋프린트를 증대시키지 않고, 기판 홀더의 시일 부재에 부착된 각각의 종류의 금속을 효율적으로 용해시켜 제거하는 세정액을 사용하여 기판 홀더를 세정할 수 있다.

지금까지 본 발명의 일 실시형태에 관해서 설명했지만, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되지 않고, 그 기술적 사상의 범위 내에서 여러 가지 다른 형태로써 실시될 수 있는 것은 물론이다.

W: 기판 DW: 더미 기판
10: 기판 카세트 12: 카세트 테이블
14: 얼라이너 16: 스핀 드라이어
18: 기판 홀더 20: 기판 착탈부
22: 기판 반송 장치 24: 더미 기판 카세트
26a: 제1 기판 홀더 세정조 26b: 제2 기판 홀더 세정조

Claims

도금액을 내부에 유지하는 도금조와,
기판 카세트로부터 도금 전의 기판을 꺼내고, 도금 후의 기판을 기판 카세트에 반환하는 기판 반송 장치와,
기판의 외주부를 시일 부재로 시일한 상태로 이 기판을 착탈 가능하게 유지하고, 상기 기판을 상기 도금조 내의 도금액에 침지시키는 기판 홀더와,
상기 기판 반송 장치가 액세스할 수 있는 위치에 배치되는 더미 기판과,
상기 더미 기판의 외주부를 상기 시일 부재로 시일한 상태로 이 더미 기판을 유지하고 있는 상기 기판 홀더를, 세정액에 침지시켜 세정하는 기판 홀더 세정조
를 갖는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
제1항에 있어서, 상기 기판 홀더 세정조는 그 내부에 복수 종류의 세정액과 린스액을 개별로 공급할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
제1항에 있어서, 상기 기판 홀더 세정조는 기판 홀더를 보관하는 보관조를 겸용하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
제1항에 있어서, 상기 더미 기판은, 상기 기판 반송 장치가 액세스할 수 있는 위치에 배치된 기판 카세트 내에 수납되어 있는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
제1항에 있어서, 상기 기판 홀더를 복수개 구비하고, 상기 도금조는 이 복수의 기판 홀더 중 일부를 사용하여 기판을 도금하면서, 상기 기판 홀더 세정조는 다른 기판 홀더를 세정하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
더미 기판의 외주부를 시일 부재로 시일한 상태로 이 더미 기판을 유지하고 있는 기판 홀더를 기판 홀더 세정조 내에 현수시키고,
상기 기판 홀더 세정조의 내부에 세정액을 공급하고 이 세정액 속에 상기 기판 홀더를 침지시켜 이 기판 홀더를 세정하는 것을 특징으로 하는 기판 홀더 세정 방법.
제6항에 있어서, 상기 기판 홀더 세정조의 내부에 복수의 세정액 및 린스액을 개별로 공급하여, 상기 기판 홀더를 복수의 세정액으로 개별로 세정하는 것을 특징으로 하는 기판 홀더 세정 방법.