JP4910660B2 - 基板表面処理装置及び基板表面処理方法 - Google Patents
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Description
例えば、鍍金膜が薄い部分では、鍍金膜と半田層とが拡散し、半田は直接金属配線に接合することになる。金属配線の材質が、例えばAlの場合には、半田とAlの密着力は半田とAu/Niの密着力に比べ低いため、その界面で剥離が生じたりする。また、鍍金膜の厚い部分では、鍍金膜の応力増加によって鍍金膜が剥離する場合がある。
また、鍍金膜を均一に形成するには、鍍金膜形成工程以外の工程(例えば、エッチング、洗浄処理等)においても、ウエハ表面を均一に処理する必要がある。鍍金を行う前の下地の状態や、鍍金後のエッチングレートに差があると、鍍金工程で均一な鍍金膜を形成しても、最終的に均一な鍍金膜は得られないからである。
最初に、本発明の基板表面処理装置の内部に取り付けられるカセットケースの基本構造について説明する。以下に説明するように、カセットケースは薄いウエハ基板を柔軟に収納することができる支持冶具を備えている。
カセットケース100は、2つの円板10a,10bと、円板10a,10bに放射状に設けられた複数のスリット11a,11bと、支持冶具12と、を具備している。そして、円板10aと円板10bは、支持冶具12を支持する支持板であると共に、円板10a及び円板10b自体がスリット11a,11bに嵌設された支持冶具12によって並列に固定されている。
図2は基板表面処理装置の要部図であり、(A)は要部正面図であり、(B)は要部側面図である。ここで(B)は、図2(A)に向かって左側の側面を示している。この図では、図1と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
モータ22の回転軸22aは支持台21を貫通し、回転軸22aにプーリ23が設置されている。そして、プーリ23とプーリ14との間には、樹脂製の回転ベルト24が掛け渡されている。
具体的には、鍍金を施す前に、予め薬液による洗浄を行い、その後に水洗を行う。そして、酸またはアルカリ溶液を用いた湿式エッチングを行う。そして、再び水洗を行い、鍍金を行う。鍍金を行った後には、必要に応じて湯洗を行い、ウエハ基板13を乾燥させる。
図4はNiP膜の膜厚のヒストグラムを説明する図であり、(A)は回転機構を備えていない基板表面処理装置を用いた場合のNiP膜の膜厚のヒストグラムを説明する図であり、(B)は回転機構を備えている基板表面処理装置を用いた場合のNiP膜の膜厚のヒストグラムを説明する図である。
図4(A)では、5.3μmを中心に4.7〜5.7μmまでヒストグラムの裾が広がっている。一方、図4(B)では、5.1μmを中心に4.9〜5.5μmまでヒストグラムの裾の広がりを形成しているが、図4(A)に比べ、ヒストグラムの幅が狭い結果を得ている。そして、それぞれのヒストグラムの標準偏差であるσ値を算出すると、図4(A)では0.22であるのに対し、図4(B)では、0.12であることが分かった。このように、図2に示す基板表面処理装置200を用いて鍍金を行った場合は、鍍金膜の膜厚のσ値が半分程度に減少することが分かった。
このように、ウエハ基板13の周囲を複数の支持冶具12によってウエハ基板13を支持する支持手段と、支持冶具12によって支持されたウエハ基板13をNiP鍍金溶液31中で回転する回転手段と、を備えた基板表面処理装置200を用いて、ウエハ基板13の表面に鍍金処理することができる。
図5はカセットケースの変形例を説明する要部図であり、(A)は要部正面図であり、(B)は要部側面図である。ここで(B)は、図1(A)に向かって左側の側面を示している。この図では、図1乃至図3と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
そして、ウエハ基板13がカセットケース101内に収納された基板表面処理装置201をウエハ基板13全面がNiP鍍金溶液31に浸されるように、NiP鍍金溶液31内に浸漬する。
図7は基板表面処理装置の変形例を説明する要部図である。この図では、図1乃至図3、図5、図6と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
さらに、プーリ27には、アーム28が接合され、アーム28が外フレーム26の外側に延出されている。そして、アーム28の終端部28aには、カセットケース101に設けられた第1の回転軸16が貫設され、カセットケース101が第1の回転軸16を中心に回転できるようになっている。
そして、カセットケース101内に収納されたウエハ基板13全面がNiP鍍金溶液31に浸されるように、NiP鍍金溶液31内に基板表面処理装置202aを浸漬する。
この基板表面処理装置202bの外フレーム26には、プーリ27が備えられ、プーリ27は、外フレーム26の回転主軸26aを中心に回転できるようになっている。
鍍金槽30内は、例えば、NiP鍍金溶液31で満され、NiP鍍金溶液31がノズル32の開口部32aから鍍金槽30の上方向に噴射できるようになっている。
この実施の形態では、籠状の外フレーム50の底に、例えば台形状の支持板50aが設けられ、支持板50aの上部にU字状の軸受部50bが形成されている。そして、第1の回転軸16が軸受部50bの内部に載置され、カセットケース101が外フレーム50から容易に脱着可能にできる構造になっている。そして、カセットケース101全体が外フレーム50内に格納されている。また、外フレーム50のサイド及び下面50cは鍍金液が充分にカセットケース101まで回り込むように広く開放されている。
そして、ウエハ基板13がカセットケース101内に収納された基板表面処理装置203をウエハ基板13全面がNiP鍍金溶液31に浸されるように、NiP鍍金溶液31内に浸漬する。
図10は円板の変形例を説明する要部図である。この図では、図1乃至図3、図5乃至図9と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
尚、この図では、貫通部11c,11dがそれぞれ4個形成され、4個の支持冶具12が円板10cに固定されることになるが、貫通部11c,11dの数については特にこの数に限定されない。安定してウエハ基板を支持するためには、これ以外の数の貫通部11c,11dを円板10cに形成させてもよい。
このように支持冶具12を支持する支持板としての円板10cの回転軸芯から等距離となる箇所に複数の嵌合部、例えば貫通部11c,11dが形成され、貫通部11c,11dに、支持冶具12の端を嵌合し、支持冶具12に形成されている溝に複数のウエハ基板を並列に支持することができる。
上述したように、円板10dは、図1に示す支持冶具12を支持する支持板である。そして、複数の円板10dがスリット11eに嵌設される支持冶具12によって並列に固定される。
そして、この円板10dでは、スリット11eの中心線が円板10dの直径方向上にあるのではなく、当該中心線と直径方向とが所定の角度θを有して、円板10dの外周に形成されている。
カセットケース102は、2つの円板10e,10fと、支持冶具12と、円板10e,10fに直接設置された羽根部10gと、を具備している。円板10e,10fは、支持冶具12を支持する支持板である。そして、円板10e,10fは、支持冶具12によって嵌設され、並列に固定される。ここで、支持冶具12を嵌設する方法は、上記スリットに嵌設する方法でもよく、上記貫通部または上記凹部に嵌設する方法でもよい(図示せず)。
このようなカセットケース102を収納した基板表面処理装置を図3に示すNiP鍍金溶液31に浸漬すれば、ノズル32の開口部32aから鍍金溶液31が噴射され、その液流によって、羽根部10gに力が与えられ、カセットケース102が回転し、ウエハ基板はその面内方向で自転する。
10g,17b 羽根部
11a,11b,11e スリット
11c,11d 貫通部
12,17 支持冶具
12a,17a 溝部
12b 凸部
13 ウエハ基板
14,23,27,40,41 プーリ
15,21 支持台
16,22a,25 回転軸
20,26,50 外フレーム
20a,50c 下面
20b 上面
22 モータ
24,42 回転ベルト
26a 回転主軸
28 アーム
28a 終端部
30 鍍金槽
31 NiP鍍金溶液
32 ノズル
32a 開口部
33,100,101,102 カセットケース
50a 支持板
50b 軸受部
200,201a,201b,202a,202b,203 基板表面処理装置
Claims (16)
- 基板の表面を溶液中で処理する基板表面処理装置において、
回転軸芯から等距離となる箇所に複数の嵌合部が形成された、前記基板を支持する支持板と、前記基板の周囲に配置され、端部が前記嵌合部に嵌合して前記基板を支持する支持冶具と、を有する支持手段と、
前記支持冶具によって支持された前記基板を前記溶液中で回転する回転手段と、
を備え、
前記嵌合部は、前記回転軸芯から第1の距離となる箇所に形成された複数の第1の嵌合部と、前記回転軸芯からの距離が前記第1の距離とは異なる第2の距離となる箇所に形成された複数の第2の嵌合部とを少なくとも有することを特徴とする基板表面処理装置。 - 前記嵌合部は、前記回転軸芯からの距離が前記第1の距離並びに前記第2の距離とは異なる距離となる箇所に複数の他の嵌合部をさらに有することを特徴とする請求項1記載の基板表面処理装置。
- 前記基板の直径に応じて、前記支持冶具の端部が嵌合する前記嵌合部を変えて、直径の異なる基板を支持できることを特徴とする請求項1または2に記載の基板表面処理装置。
- 前記基板表面処理装置の材質が不導体であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の基板表面処理装置。
- 前記嵌合部は、前記支持板の外周から、前記回転軸芯から等距離となる位置まで前記支持板に形成されたスリットであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の基板表面処理装置。
- 前記嵌合部は、前記支持板に設置された貫通部または凹部であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の基板表面処理装置。
- 前記回転手段においては、前記溶液中で前記基板が前記基板面内で自転することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の基板表面処理装置。
- 前記回転手段においては、前記溶液中で前記基板が前記溶液の液面方向に公転することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の基板表面処理装置。
- 前記回転手段においては、前記支持冶具または前記支持板に羽根部が設けられ、前記溶液中の液流により前記基板が前記溶液中で前記基板面内で自転することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の基板表面処理装置。
- 前記支持板の回転軸が軸受部に載置されていることを特徴とする請求項9記載の基板表面処理装置。
- 前記回転手段においては、前記基板表面処理装置の回転主軸にプーリが設置され、前記プーリから延出されたアームの終端に前記支持板の回転軸が取り付けられ、前記アームを前記回転主軸を中心に回転させることにより、前記溶液中において前記基板が自転しながら旋回することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の基板表面処理装置。
- 前記回転手段においては、前記基板表面処理装置の回転主軸に第1のプーリが設置され、前記第1のプーリから延出されたアームの終端に前記支持板の回転軸が取り付けられ、前記第1のプーリと、前記支持板の回転軸に設置された第2のプーリとに、ベルトが掛け渡され、前記アームを前記回転主軸を中心に回転させることにより、前記溶液中において前記基板が自転しながら旋回することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の基板表面処理装置。
- 基板表面処理は、無電解鍍金、湿式エッチング、薬液洗浄、水洗、湯洗の少なくとも1つであることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載の基板表面処理装置。
- 基板の表面を溶液中で処理する基板表面処理方法において、
回転軸芯から等距離となる箇所に複数の嵌合部が形成された支持板と、前記基板の周囲に配置され、端部が前記嵌合部に嵌合して前記基板を支持する支持冶具と、を有する支持手段と、
前記支持冶具によって支持された前記基板を前記溶液中で回転する回転手段と、
前記嵌合部は、前記回転軸芯から第1の距離となる箇所に形成された複数の第1の嵌合部と、前記回転軸芯からの距離が前記第1の距離とは異なる第2の距離となる箇所に形成された複数の第2の嵌合部とを少なくとも有する基板表面処理装置を用いて、
前記基板の表面処理をすることを特徴とする基板表面処理方法。 - 前記基板の直径に応じて、前記支持冶具の端部を嵌合する前記嵌合部を変えて、直径の異なる基板を支持できることを特徴とする請求項14記載の基板表面処理方法。
- 前記基板を前記基板表面処理装置に嵌装したまま、薬液洗浄、湿式エッチング、無電解鍍金、水洗、湯洗の各処理のうち、少なくとも2つの処理を連続して行うことを特徴とする請求項14または15に記載の基板表面処理方法。
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