JPH10204690A - 自動ウェーハめっき装置 - Google Patents

自動ウェーハめっき装置

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JPH10204690A
JPH10204690A JP9011189A JP1118997A JPH10204690A JP H10204690 A JPH10204690 A JP H10204690A JP 9011189 A JP9011189 A JP 9011189A JP 1118997 A JP1118997 A JP 1118997A JP H10204690 A JPH10204690 A JP H10204690A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ウェーハのめっき処理を自動的に行なえるウェ
ーハめっき装置、特に小ロットでのウェーハのめっき処
理を自動的に行なうのに適するウェーハめっき装置の提
供。 【解決手段】回動、上下動及び伸縮が可能な把持アーム
８を有する搬送ロボット２、ロードステージ３、向き合
わせステージ４、めっきステージ５、回収ステージ６、
及び洗浄ステージ７を備える。そして搬送ロボットが以
下の動作を各ウェーハごとに順次繰り返し、これにより
各ウェーハに一連のめっき関連処理を施す。ロードステ
ージに載置の供給用カセットからウェーハを１枚ずつ把
持して取り出す。このウェーハを向き合わせステージに
供給する。向き合わせステージで向き合わせ済のウェー
ハをめっきステージに供給する。めっきステージでめっ
き済のウェーハを回収ステージに供給する。回収ステー
ジでめっき液の回収処理を終えたウェーハを洗浄ステー
ジに供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェーハに自動的
にめっき処理を施すための自動ウェーハめっき装置に関
し、特に小ロットでのウェーハのめっき処理を自動的に
行なうのに適する自動ウェーハめっき装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスは多くの加工工程を必要
とする。その一つとしてウェーハにめっき処理を施す工
程がある。ウェーハのめっき処理は、同一仕様の製品を
大ロットで生産する場合であれば、大型の全自動的なめ
っき装置で行なわれている。しかし小ロット生産の場合
には、一般に、例えばカップ式めっき装置を１台とか２
台程度用い、必要な一連のめっき関連処理のほとんどを
手動で行なっている。このようにウェーハのめっき処理
を手動操作で行なうことには問題が少なくない。例えば
ウェーハの表面に作業者の手が触れることで不良品発生
の大きな原因をつくることなどである。そのために、例
えばウェーハを数枚〜数十枚程度の小ロットで処理する
場合のめっき関連の一連の処理を作業者がウェーハに手
を触れることなく行なうことのできる自動めっき装置の
開発が望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な要望に応えるためになされたもので、ウェーハのめっ
き処理を自動的に行なえるウェーハめっき装置、特に小
ロットでのウェーハのめっき処理を自動的に行なうのに
適するウェーハめっき装置の提供を目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による自動ウェー
ハめっき装置は、供給用のカセットに納めて供給される
複数枚のウェーハに対し、カセットからウェーハを一枚
ずつ取り出しながら、一連の処理を順次的に施すことを
基本としている。
【０００５】そのために本発明による自動ウェーハめっ
き装置は、水平方向で伸縮可能とした把持アームを上下
動可能に且つ上下動軸を中心とした回動動作可能にして
有する搬送ロボットを備え、またこの搬送ロボットを囲
むように且つ前記把持アームの最大伸長時に当該把持ア
ームの先端部の把持部が到達可能な範囲内にそれぞれ位
置させて配したロードステージ、向き合わせステージ、
めっきステージ、回収ステージ、及び洗浄ステージを備
えている。
【０００６】そして搬送ロボットがその把持アームにお
ける回動動作、上下動動作及び伸縮動作の組み合わせに
より、ロードステージに載置の供給用カセットからウェ
ーハを１枚ずつ把持して取り出す動作、このウェーハを
搬送して向き合わせステージに供給する動作、向き合わ
せステージで向き合わせ済のウェーハを搬送してめっき
ステージに供給する動作、めっきステージでめっき済の
ウェーハを搬送して回収ステージに供給する動作、及び
回収ステージでめっき液の回収処理を終えたウェーハを
搬送して洗浄ステージに供給する動作を各ウェーハごと
に順次繰り返し、これにより各ウェーハに一連のめっき
関連処理を施す。
【０００７】この自動ウェーハめっき装置によると、一
連のめっき関連処理に伴うウェーハの搬送を搬送ロボッ
トがその把持アームでウェーハを把持して行なう。この
ため一連の処理中に作業者はウェーハに触れる必要がな
い。また一連の処理が完了した後にも、ウェーハを搬送
用のカセットに納めて自動ウェーハめっき装置から取り
出すようにすることが可能で、このようにすることで、
めっき処理に続く工程に移るにも作業者はウェーハに触
れなくて済む。この結果、ウェーハの表面に作業者の手
が触れて不良品の発生を招くような事態を効果的に防止
できる。
【０００８】上記のような自動ウェーハめっき装置につ
いては、洗浄ステージの後に洗浄済のウェーハを乾燥さ
せるための処理を行なうステージを設けることも可能で
ある。しかし乾燥処理は自動ウェーハめっき装置の外で
行なうことが可能である。このことから乾燥処理のため
のステージを省くことで、装置全体を小型化することが
可能であり、またそのようにすることが実用上で好まし
い。
【０００９】このように乾燥処理のためのステージを省
く場合には、めっき処理に続く工程にめっき処理済のウ
ェーハを作業者の手に触れさせることなく搬送するため
のカセットを洗浄ステージに置けるようにし、且つカセ
ットに所定枚数のウェーハを収納させるまでの間に既収
納のウェーハが乾燥して洗浄液のしずく跡などを生じる
ことのないようにするために、次のウェーハの収納まで
カセットを洗浄液に漬けた状態にしておくことができる
ようにするのが好ましい。
【００１０】そのような構造として本発明では、洗浄液
を満たした洗浄槽と、搬送用カセットの支持のための支
持体とを洗浄ステージに設け、且つ支持体に支持させた
カセットを洗浄槽に対し出し入れできるようにする。そ
してカセットにウェーハを納める際にのみカセットを洗
浄槽から出した状態とし、次のウェーハをカセットに納
める時まではカセットを洗浄槽の洗浄液に漬けた状態と
しておくことができるようにしている。
【００１１】また上記のような自動ウェーハめっき装置
のめっきステージには、一般的に広く用いられているカ
ップ式めっき装置を用いるのが好ましい。このカップ式
めっき装置は、カップ状のめっき槽の上部開口に沿って
支持部が設けられるとともに、この支持部の下側位置に
めっき槽の内部から外部に貫通するめっき液流出路が設
けられ、さらにめっき槽の内部にめっき液供給部が設け
られ、そしてめっき液供給部から上昇流で供給されるめ
っき液にめっき液流出路からめっき槽の外部へ流出する
流れを形成させ、このめっき液に支持部に載置のウェー
ハの被めっき面を接触させることでめっきを施す構造で
ある。
【００１２】このようなカップ式めっき装置は、そのめ
っき槽における支持部がめっき槽の外周部に比べて低い
位置になることを避けられないのが一般である。つまり
ウェーハを載置するための支持部の周囲をめっき槽の外
周部が壁状に囲う状態になる。一方、一般的に用いられ
ているウェーハ用のカセットはウェーハの収納間隔が例
えば１０ｍｍ程度であるのが通常で、搬送ロボットの把
持アームはその上下方向の厚みをこの１０ｍｍ程度とい
う狭い間隔に規制される。つまり把持アームは、１０ｍ
ｍ程度の間隔で納めてあるウェーハをカセットから取り
出せるようにするために、その先端部に設けてある例え
ば吸着構造の把持部も含めて、最大で１０ｍｍ以下の厚
みしか許容されないということである。したがって把持
アームを例えば２ｍｍ程度の厚みに形成したとしても、
把持アームからの把持部の突出高さは８ｍｍ以下でなけ
ればならない。このようなカップ式めっき装置のめっき
槽と把持アームの関係は、把持アームから直接的にウェ
ーハをめっき槽に供給することを困難にする。すなわち
把持アームがめっき槽の外周部にぶつかってしまい、把
持部で把持しているウェーハをめっき槽の支持部にセッ
トすることを困難にする。
【００１３】この問題を解消させるために本発明では、
カップ式めっき装置におけるめっき槽の支持部に載置の
ウェーハを押さえ付けるための押圧体を上下動可能に設
けるとともに、この押圧体に吸着部を設け、そしてめっ
きステージへのウェーハの供給の際に、押圧体がその吸
着部による吸着で把持アームからウェーハを受け取る動
作と、ウェーハを受け取った押圧体が下降してウェーハ
をめっき槽の支持部に押圧状態で載置する動作を行なう
ようにしている。
【００１４】このようにすることで、一般的に用いられ
ているウェーハ用のカセットをそのまま利用することが
でき、めっきステージにカップ式めっき装置を用いるタ
イプの自動ウェーハめっき装置を半導体デバイスにおけ
る一連の処理工程に容易に組み込むことができる。
【００１５】
【実施の形態】以下、本発明の一実施形態を説明する。
図１に本実施形態による自動ウェーハめっき装置の構成
を平面配置について簡略化して示してある。図１に見ら
れるように、本実施形態による自動ウェーハめっき装置
は、クリーンルーム化を可能としたハウジング１の内部
に搬送ロボット２を中心にし、その回りにほぼ円形配置
にしてロードステージ３、向き合わせステージ４、めっ
きステージ５、回収ステージ６、及び洗浄ステージ７を
設けた構造となる。これらの各ステージの中心からの距
離は、図中に一点鎖線の円で示すように、後述する搬送
ロボット２における把持アーム８の伸長時先端部が到達
可能な範囲とする。
【００１６】搬送ロボット２は、把持アーム８を備え
る。把持アーム８は、図１中の矢印の如く伸縮できるよ
うにし、また上下動できるようにし、さらに上下動軸を
中心にして回動動作を行なえるようにする。また把持ア
ーム８の先端部には、図２に見られるように、吸着構造
とした把持部１０を設ける。
【００１７】ロードステージ３は、めっき処理の前段の
工程を経たウェーハを供給するためのカセット１１を載
置できるようにした載置台１２を設けて形成する。
【００１８】向き合わせステージ４には、オリフラタイ
プのウェーハ用であればオリフラ合わせ器を設け、また
ノッチタイプのウェーハ用であればノッチ合わせ器を設
ける。これらオリフラ合わせ器やノッチ合わせ器には既
存のものを用いることができる。
【００１９】めっきステージ５は、他の各ステージから
仕切って形成しためっき室１３の内部に設ける。このめ
っきステージ５にはカップ式めっき装置におけるめっき
槽１４を２台横並びにして設ける。めっき槽１４は、図
２に見られるように、その槽部１５の上部開口に沿って
これを環状に囲む支持部１６を有している。また支持部
１６の下側にはめっき液流出路１７が放射状に設けら
れ、さらにその槽部１５の内部にめっき液供給部１８を
有している。そして図外の循環機構を介して供給される
めっき液がめっき液供給部１８から上昇流で槽部１５へ
流入し、このめっき液が矢印の如くめっき液流出路１７
からめっき槽１４の外部へ流出する流れを形成し、この
流動状態にあるめっき液に支持部１６に載置されるウエ
ーハＷの被めっき面を接触させることでめっきを施すよ
うになっている。
【００２０】まためっきステージ５には図２に示すよう
な押圧体２０を例えばエアシリンダ２０ｓなどにより上
下動可能にして設ける。押圧体２０は、例えばゴムシー
トなどで形成した弾性のある押圧スカート２１を備える
とともに、この押圧スカート２１の内側に吸着部２２を
備える。吸着部２２は、例えば四角な４点配置にして４
か所設ける。
【００２１】ここでめっき槽１４は、その外周部が支持
部１６よりも高くなっている。つまり外周部が支持部１
６の周囲を壁状に囲う状態になっている。このため図２
に見られるように、把持アーム８が把持しているウェー
ハＷを把持アーム８の下降で支持部１６に載置しようと
しても、把持アーム８が外周部にぶつかってしまい、ウ
ェーハＷを支持部１６に載置することができない。この
ためめっき槽１４へのウェーハの供給は、後述するよう
に、把持アーム８から押圧体２０に受け渡すことで行な
うようにする。
【００２２】回収ステージ６にはめっき液回収器２３を
設ける。めっき液回収器２３は、これに供給したウェー
ハのめっき処理面に下方から回収液を吹き付けることの
できる構造に形成する。
【００２３】洗浄ステージ７には図３に示すような洗浄
器２４を設ける。洗浄器２４は、洗浄液Ｌを満たした洗
浄槽２５と、搬送用カセット２６を支持するための支持
体２７とで形成する。支持体２７は、液体が自由に通り
抜ける例えば籠のような構造とする。この支持体２７
は、例えばヒンジ構造などを用いて図３中の矢印のごと
く回動可能にして洗浄槽２５に取り付け、必要に応じて
図中に実線で示す状態つまり洗浄槽２５から露出させて
起立させた状態と、図中に二点鎖線で示すような洗浄槽
２５の洗浄液に浸漬した状態とすることができるように
する。
【００２４】このような自動ウェーハめっき装置におけ
るめっき処理は以下のようにして行なわれる。ロードス
テージ３にはめっき処理の前段の工程を経たウェーハが
カセット１１に納めて供給される。ここでカセット１１
は、例えば図４に示すような構造となっている。すなわ
ち周囲に支持段部２８を有する筒状の構造とされ、その
支持段部２８でウェーハＷの外周を支持するようになっ
ている。ウェーハＷの収納間隔は１０ｍｍ程度であるの
が一般である。
【００２５】ロードステージ３にカセット１１が供給さ
れると、コンピュータなどによる制御に基づいて、搬送
ロボット２がその把持アーム８をロードステージ３に向
けるとともに、把持アーム８の高さ位置をカセット１１
における取り出そうとするウェーハＷの高さ位置に合わ
せた後、把持アーム８を伸長させてその把持部１０がウ
ェーハのほぼ中心部に至るようにする。そして把持部１
０でウェーハを吸着・把持してカセット１１から取り出
す。
【００２６】次いで搬送ロボット２はカセット１１から
取り出したウェーハを搬送して向き合わせステージ４に
供給する。そのために搬送ロボット２は把持アーム８を
縮小させた後に回動動作を行なって把持アーム８を向き
合わせステージ４に向け、それから再度把持アーム８が
高さ位置を調整するとともに伸長してウェーハを向き合
わせステージ４のオリフラ合わせ器乃至ノッチ合わせ器
に供給する。
【００２７】向き合わせステージ４でオリフラ合わせや
ノッチ合わせが完了とすと、搬送ロボット２はウェーハ
を向き合わせステージ４から取り出してめっきステージ
５における２台のめっき槽１４、１４の何れか空いてい
る方にウェーハを供給する。めっき槽１４へのウェーハ
の供給は、搬送ロボット２が把持アーム８で把持してい
るウェーハをめっきステージ５における押圧体２０に受
け渡すことで行なう。すなわち上記と同様に搬送ロボッ
ト２が把持アーム８に回動動作と上下動動作及び伸縮動
作を行なわせることで把持アーム８が把持しているウェ
ーハをめっき槽１４の上方に位置決めさせ、これに続い
て押圧体２０が下降し、その吸着部２２でウェーハを吸
着して把持アーム８から受け取る。ウェーハを受け取っ
た押圧体２０はさらに下降してウェーハをめっき槽１４
の支持部１６に押圧的に載置する（図２）。そしてこの
状態でめっき槽１４におけるめっき処理が上記のように
してなされる。
【００２８】めっき槽１４でのめっき処理が完了する
と、押圧体２０がウェーハを吸着したまま上昇し、上記
とは逆の手順で搬送ロボット２の把持アーム８にウェー
ハを把持させる。めっき処理済のウェーハを受け取った
搬送ロボット２は、同じく把持アーム８に回動動作と上
下動動作及び伸縮動作を行なわせることでめっき処理済
のウェーハを搬送して回収ステージ６に供給する。回収
ステージ６では、ウェーハのめっき処理面に下方から回
収液を吹き付けることで、ウェーハに付着している金な
どのめっき金属を含むめっき液を回収する。
【００２９】回収ステージ６での処理が終えると、上記
と同様な動作で搬送ロボット２がウェーハを搬送して洗
浄ステージ７に供給する。洗浄ステージ７へのウェーハ
の供給はそこの洗浄器２４の支持体２７に支持させてあ
る搬送用のカセット２６に納めることで行なう。ウェー
ハをカセット２６に納める際には支持体２７を図３中に
実線で示す起立状態とする。その一方で、ウェーハを受
け入れる以外の時には支持体２７をカセット２６ごと図
３中に二点鎖線で示すような洗浄槽２５の洗浄液に浸漬
した状態とする。そしてカセット２６に所定枚数のウェ
ーハが納まったら、カセット２６を支持体２７から取り
出して次の工程に搬送する。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したごとく本発明の自動ウェー
ハめっき装置では、供給用のカセットからウェーハを一
枚ずつ取り出しながら一連の処理を順次的に施すように
したこと、また一連の処理を順次的に施すための各ステ
ージを搬送ロボットの回りにこれを囲むように配置した
構造としたこと、それにめっき関連の一連の処理を順次
的に施すについてのウェーハの搬送を全て搬送ロボット
で行なわせるようにしたこととが協働する。この結果、
本発明の自動ウェーハめっき装置によると、ウェーハの
表面に作業者の手が触れて不良品の発生を招くような事
態を効果的に防止することができるとともに、一連の処
理を効率的に進めることができ、ウェーハのめっき処
理、特に小ロットでのウェーハのめっき処理における品
質並びに生産性の向上に大きく寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態による自動ウェーハめっき装置の簡
略化した平面図。
【図２】図１の自動ウェーハめっき装置のめっきステー
ジにおけるめっき槽と押圧体の構造を把持アームと関係
させて示す図。
【図３】図１の自動ウェーハめっき装置の洗浄ステージ
における洗浄器の断面図。
【図４】カセットの模式図。
【符号の説明】
２ 搬送ロボット ３ ロードステージ ４ 向き合わせステージ ５ めっきステージ ６ 回収ステージ ７ 洗浄ステージ ８ 把持アーム １１ 供給用のカセット １４ めっき槽 １６ 支持部 １７ めっき液流出路 １８ めっき液供給部 ２０ 押圧体 ２２ 吸着部 ２５ 洗浄槽 ２６ 搬送用のカセット ２７ 支持体 Ｗ ウェーハ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 供給用のカセットに納めて供給される複
    数枚のウェーハに対し、カセットからウェーハを一枚ず
    つ取り出しながら、一連の処理を順次的に施すようにな
    っている自動ウェーハめっき装置であって、 水平方向で伸縮可能とした把持アームを上下動可能に且
    つ上下動軸を中心とした回動動作可能にして有する搬送
    ロボットを備え、またこの搬送ロボットを囲むように且
    つ前記把持アームの最大伸長時に当該把持アームの先端
    部の把持部が到達可能な範囲内にそれぞれ位置させて配
    したロードステージ、向き合わせステージ、めっきステ
    ージ、回収ステージ、及び洗浄ステージを備えており、
    そして搬送ロボットがその把持アームにおける回動動
    作、上下動動作及び伸縮動作の組み合わせにより、ロー
    ドステージに載置の供給用カセットからウェーハを１枚
    ずつ把持して取り出す動作、このウェーハを搬送して向
    き合わせステージに供給する動作、向き合わせステージ
    で向き合わせ済のウェーハを搬送してめっきステージに
    供給する動作、めっきステージでめっき済のウェーハを
    搬送して回収ステージに供給する動作、及び回収ステー
    ジでめっき液の回収処理を終えたウェーハを搬送して洗
    浄ステージに供給する動作を各ウェーハごとに順次繰り
    返すようにしてなる自動ウェーハめっき装置。
  2. 【請求項２】 洗浄ステージは、洗浄液を満たした洗浄
    槽と、搬送用のカセットの支持のための支持体とを備
    え、且つ支持体に支持させたカセットを洗浄槽に対し出
    し入れできるようにされており、そしてカセットにウェ
    ーハを納める際にのみカセットを洗浄槽から出した状態
    とし、次のウェーハをカセットに納める時まではカセッ
    トを洗浄槽の洗浄液に漬けた状態としておくことができ
    るようになっている請求項１に記載の自動ウェーハめっ
    き装置。
  3. 【請求項３】 支持体を洗浄槽に回動可能に取り付ける
    ことで、支持体とともにカセットを洗浄槽に対し出し入
    れできるようにした請求項２に記載の自動ウェーハめっ
    き装置。
  4. 【請求項４】 カップ状のめっき槽の上部開口に沿って
    支持部が設けられるとともに、この支持部の下側位置に
    めっき槽の内部から外部に貫通するめっき液流出路が設
    けられ、さらにめっき槽の内部にめっき液供給部が設け
    られ、そしてめっき液供給部から上昇流で供給されるめ
    っき液にめっき液流出路からめっき槽の外部へ流出する
    流れを形成させ、このめっき液に支持部に載置のウェー
    ハの被めっき面を接触させることで、めっきを施すよう
    になっているカップ式めっき装置をめっきステージに設
    けてある請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の自動
    ウェーハめっき装置。
  5. 【請求項５】 めっき槽の支持部に載置のウェーハを押
    さえ付けるための押圧体を上下動可能にして有するとと
    もに、この押圧体が吸着部を有し、そしてめっきステー
    ジへのウェーハの供給の際に、前記押圧体がその吸着部
    による吸着で把持アームからウェーハを受け取る動作
    と、ウェーハを受け取った押圧体が下降してウェーハを
    めっき槽の支持部に押圧状態で載置する動作を行なうよ
    うになっている請求項４に記載の自動ウェーハめっき装
    置。
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