JPWO2015199047A1 - めっき用治具 - Google Patents
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Abstract
ウェハの出し入れを容易にすることができるとともに、めっき液が内部に残留しにくいめっき用治具を提供する。本発明に係るめっき用治具10は、被めっき基材であるウェハ7の一方の面に当接する保持ベース本体121と、保持ベース本体121と独立して、ウェハ7の面に対して平行に移動可能な複数の係止部122とを有する保持ベース12と、ウェハ7の他方の面の外縁に当接するかぶせ部材本体131と、かぶせ部材本体131から外側に向けて突出する複数の被係止部132とを有するかぶせ部材13とを備える。複数の係止部122を移動させて複数の被係止部132を係止し、ウェハ7を保持ベース12及びかぶせ部材13の間に挟んで保持する。
Description
本発明は、ウェハの出し入れを容易に行うことができるとともに、めっき液が内部に残留することを防止することができるめっき用治具に関する。
半導体を実装する基板として用いるウェハの表面には、例えば銅めっきが施される。具体的には、めっき用治具にウェハを装着し、ウェハが装着されためっき用治具の全体をめっき槽内に貯留されている銅めっき液に浸漬することで、ウェハの表面をめっき処理する。
例えば特許文献1には、第1保持部材と第2保持部材との間に半導体ウェハを保持することができる半導体ウェハ用めっき治具が開示されている。特許文献1では、円環状の固定リングを回転させることにより突起部(係止部)と逆L字状の爪(被係止部)とを係止し、その状態でめっき槽中のめっき液に浸漬させ、半導体ウェハをめっきする。
しかし、固定リングが円環状であるため、回転させることにより係止部と被係止部とを係止するために大きな力が必要となり、着脱を円滑にすることが困難であるという問題点があった。また、円環状でつながっているために、係止場所に応じて係止時の押し込み量を調節することができず、半導体ウェハに割れが生じるおそれがあるという問題点があった。
さらに、固定リングが円環状であることから、めっき液が固定リングの内側に滞留し、めっき液の持ち出し量が多くなる。したがって、めっき処理費用の増大を招くおそれがあるという問題点もあった。また、第2保持部材の上に固定リングが配置されているので、固定リングの上面と半導体ウェハのめっき面との距離が大きくなり、めっき治具の厚みが大きくなるため、めっき処理時にめっき液を十分に撹拌することができないおそれがあるという問題点もあった。また、円環状の固定リングが第2保持部材の上に設けられているので、ウェハを取り出す場合、固定リング及び第2保持部材の両方を外さないとウェハを取り出すことができないという問題点もあった。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ウェハの出し入れを容易にすることができるとともに、めっき液が内部に残留しにくいめっき用治具を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明に係るめっき用治具は、被めっき基材であるウェハの一方の面に当接する保持ベース本体と、該保持ベース本体と独立して、前記ウェハの面に対して平行に移動可能な複数の係止部とを有する保持ベースと、前記ウェハの他方の面の外縁に当接するかぶせ部材本体と、該かぶせ部材本体から外側に向けて突出する複数の被係止部とを有するかぶせ部材とを備え、複数の前記係止部を移動させて複数の前記被係止部を係止し、前記ウェハを前記保持ベース及び前記かぶせ部材の間に挟んで保持することを特徴とする。
上記構成では、複数の係止部を移動させて複数の被係止部を係止させることにより、ウェハを保持ベース及びかぶせ部材の間に挟んで保持するので、複数の被係止部が配置されている位置ごとに適した高さに微調整をすることができ、ウェハに対して均一に力をかけることができるので、ウェハの割れを低減することができる。また、通電時の接触抵抗を均一にすることによりめっき厚を均一にすることが可能となる。
また、本発明に係るめっき用治具は、前記保持ベースは、複数のガイド部材をさらに有し、該ガイド部材はそれぞれ、前記係止部の、前記ウェハの面に対して垂直方向の動きを拘束することが好ましい。
上記構成では、保持ベースは、複数のガイド部材をさらに有し、該ガイド部材はそれぞれ、係止部の、ウェハの面に対して垂直方向の動きを拘束するので、係止部による被係止部の係止を適切に行なうことが可能となる。
また、本発明に係るめっき用治具は、前記ウェハが保持された状態で、前記ウェハのめっきの対象面が鉛直方向に設置された場合、複数の前記係止部は、前記ウェハの前記めっきの対象面の中心を通る鉛直線に対して対称な位置に配置されており、前記ウェハを保持する場合又は開放する場合、隣接する前記係止部は、互いに反対方向に移動させられることが好ましい。
上記構成では、複数の係止部は、ウェハのめっきの対象面の中心を通る鉛直線に対して対称な位置に配置されており、ウェハを保持する場合又は開放する場合、隣接する係止部を、互いに反対方向に移動させる。これにより、係止部を移動させる力が複数の係止部に均一に分散され、小さな力でウェハを保持する又は開放することができる。また、隣接する係止部を、互いに反対方向に移動させるので、隣接する被係止部間の距離を大きくすることができ、ウェハ供給アームによるウェハの出し入れに十分な開口部を確保することが可能となる。
また、本発明に係るめっき用治具は、前記ウェハが保持された状態で、前記ウェハのめっきの対象面が鉛直方向に設置された場合、前記係止部及び前記被係止部は前記ウェハの前記めっきの対象面の中心を通る鉛直線上以外の位置に配置され、前記めっきの対象面の中心を通る鉛直線上は開口状態であることが好ましい。
上記構成では、ウェハが保持された状態で、ウェハのめっきの対象面が鉛直方向に設置された場合、係止部及び被係止部はウェハのめっきの対象面の中心を通る鉛直線上以外の位置に配置され、めっきの対象面の中心を通る鉛直線上は開口状態であるので、内部にめっき液が残留しにくく、めっき液の持ち出し量を最小限に抑制することが可能となる。
また、本発明に係るめっき用治具は、前記保持ベースは、複数の前記係止部の移動を制限する複数のストッパをそれぞれ備えており、複数の前記係止部は、前記ストッパに当接することにより、前記ウェハの前記めっきの対象面の中心を通る鉛直線上以外の位置に配置されることが好ましい。
上記構成では、複数の係止部は、ウェハを保持する場合に一のストッパに当接し、開放する場合に隣接する他のストッパに当接するので、開口状態を確実に形成することができ、内部にめっき液が残留しにくく、めっき液の持ち出し量を最小限に抑制することが可能となる。
また、本発明に係るめっき用治具は、前記ウェハの面に対して平行な、前記保持ベース本体の一方の面を基準面として、前記係止部は前記被係止部よりも高い位置に設けられており、前記係止部の底面又は前記被係止部の上面は傾斜しており、前記被係止部は、前記保持ベース本体及び前記係止部の間に挟まれて係止されることが好ましい。
上記構成では、ウェハの面に対して平行な、保持ベース本体の一方の面を基準面として、係止部は被係止部よりも高い位置に設けられており、係止部の底面又は被係止部の上面は傾斜しており、被係止部は、保持ベース本体及び係止部の間に挟まれて係止される。これにより、係止部を移動させることにより被係止部を確実に係止することができ、ウェハを確実に保持することが可能となる。
また、本発明に係るめっき用治具は、前記ウェハの面に対して平行な、前記保持ベース本体の一方の面を基準面として、前記係止部の上面は、前記かぶせ部材本体の上面の高さ以下の位置に設けられていることが好ましい。
上記構成では、係止部が、かぶせ部材本体の上面の高さ以下の位置に設けられていることにより、めっき槽内に設置する撹拌パドルをウェハのめっきの対象面に近づけることができ、めっきの対象面付近のめっき液を十分に撹拌することができる。
上記構成によれば、複数の係止部を移動させて複数の被係止部を係止させることにより、ウェハを保持ベース及びかぶせ部材の間に挟んで保持するので、複数の被係止部が配置されている位置ごとに適した高さに微調整をすることができ、通電時の接触抵抗を均一にすることによりめっき厚を均一にすることが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態に係るめっき用治具を用いる、めっき装置の概要を説明するための模式図である。図1に示すように、本実施の形態に係るめっき用治具10を用いる、めっき装置1は、めっき槽30にめっき液40が貯留されている。
めっき槽30には、陽極電極20が設置されており、被めっき基材であるウェハ7を保持しためっき用治具10をめっき液40が貯留されているめっき槽30に出し入れする。直流電源50の陽極は陽極電極20に、負極はめっき用治具10に、それぞれ接続されており、直流電流を供給することにより、ウェハ7の表面にめっき膜を生成する。
図2は、本発明の実施の形態に係るめっき用治具10の使用状態を示す斜視図である。図2に示すように、本実施の形態に係るめっき用治具10は、把持部11が図示しない搬送ユニットに把持され、めっき槽30の直上まで移動される。そして、めっき用治具10を矢印方向に下降させて、ウェハ7を保持した保持ベース12をめっき槽30内部に貯留されているめっき液40へ浸漬させることにより、ウェハ7表面へのめっき処理を実行する。
めっき槽30は、一のめっき装置1に複数設けてある。図3は、本発明の実施の形態に係るめっき用治具10を用いるめっき装置1の側面図である。図3に示すように、めっき装置1は、ウェハ7を保持しためっき用治具10をめっき槽30の上方から出し入れする複数のめっき槽30を設けている。
めっき装置1は、めっき槽30が上部から見て配列状に配置されており、複数のめっき槽30からなるめっき槽群に隣接して、めっき液を水で洗い落とす水洗槽31と、図示しない乾燥槽とが設けられている。めっき処理時には、ウェハ7を保持しためっき用治具10を、一のめっき槽30に浸漬させ、所定の時間通電することでめっき処理を実行する。めっき処理が実行された後、めっき用治具10を引き上げて水洗槽31へ移動する。付着しているめっき液を水洗槽31で水洗いした後、乾燥槽へ移動させて表面に付着している水滴を排除する。
図4は、本発明の実施の形態に係るめっき用治具10の構成を示す斜視図である。図4に示すように、本実施の形態に係るめっき用治具10は、上述した把持部11と、板状であり、合成樹脂等の電気絶縁材料で形成された保持ベース12とで構成されている。保持ベース12には、保持ベース本体121と、保持ベース本体121と独立して移動可能な複数の係止部122が設けられている。なお、係止部122は、係止部材112(図8B参照)の一部であり、実質的に被係止部132と係止する部分を意味する。
図4の例では、めっき用治具10は、円板状のウェハ7を搭載するべく、対応する形状のステージ123を保持ベース本体121の中央部分に備える。複数の係止部122は、ステージ123を取り囲むように設けられている。より具体的には、複数の係止部122は、後述するかぶせ部材13よりも外側に設けられ、ウェハ7が保持された状態で、ウェハ7のめっきの対象面Tが鉛直方向に設置された場合に、ウェハ7のめっきの対象面の中心を通る鉛直線に対して対称な位置に2個ずつ配置されている。
また、保持ベース本体121には、複数の係止部122それぞれに対応するように、複数のガイド部材135が設けられている。保持ベース本体121には円環状の溝121aが形成されており、係止部122は、溝121aに沿って、ウェハ7の面に対して平行に移動可能である。ただし、ガイド部材135によって、係止部122の厚み方向(ウェハ7の面に対して垂直方向)の動きが拘束されている。係止部122の移動方向の先には、係止部122が必要以上に移動しないようにストッパ137が設けられている。
ステージ123には、めっき用治具10のめっき槽30への移動方向と同一の方向に2本のアーム逃げ溝124が設けられている。ウェハ7は、アーム逃げ溝124に沿って移動するウェハ供給アーム(図示せず)により、ステージ123上に搭載される。
図5は、本発明の実施の形態に係るめっき用治具10のウェハ7搭載時の構成を示す斜視図である。図5に示すように、円板状のウェハ7が、対応する形状のステージ123の直上に搭載されている。上述したように、ウェハ7はウェハ供給アームにより、ステージ123上に搭載される。
次に、かぶせ部材13を用いて、ウェハ7を押さえ付ける。図6は、本発明の実施の形態に係るめっき用治具10のかぶせ部材13の装着前の構成を示す斜視図である。図6に示すように、ウェハ7がステージ123上に搭載された側の面と反対側から、枠状のかぶせ部材13をかぶせることにより、ウェハ7を押さえ付ける。かぶせ部材13は、ウェハ7のめっきの対象面Tの外縁に当接してウェハ7を押さえ付けるかぶせ部材本体131と、かぶせ部材本体131から外側に向けて突出する複数の被係止部132とで構成されている。かぶせ部材13の内縁部131aとウェハ7との間にはシール部材(図示せず)が設けられていても良い。
図7は、本発明の実施の形態に係るめっき用治具10のかぶせ部材13の装着時の構成を示す斜視図である。図7に示すように、かぶせ部材13を複数の係止部122の内側に配置し、かぶせ部材13の内縁部131aをウェハ7のめっきの対象面Tの外縁に当接させることにより、ウェハ7をステージ123に密着させる。かぶせ部材13をかぶせる場合、被係止部132が、係止部122に重ならないようにかぶせる。具体的には、係止部122の凹部125に被係止部132が入るようにかぶせる。また、かぶせ部材13は、係止する際に保持ベース本体121に対して回転摺動しないように、図示しない位置決めピン等により位置規制される。
かぶせ部材13をかぶせた時点で、保持ベース本体121の一方の面(ウェハ7の面に対して平行な面)を基準面として、被係止部132に接触する係止部122の底面は被係止部132の上面よりも高い位置となっている。これにより、係止部122が被係止部132を覆うように移動(回転移動)可能となる。
そして、係止部122を回転移動させて、被係止部132を係止部122に係止させる係止動作により、ウェハ7の外縁とかぶせ部材13の内縁部131aとの間が封止される。図8Aは、本発明の実施の形態に係るめっき用治具10のかぶせ部材13を係止し、ウェハ7を保持した時の構成を示す斜視図であり、図8Bは、本発明の実施の形態に係るめっき用治具10の部分断面図である。図8A及び図8Bに示すように、複数の係止部122を移動(回転)させることにより、係止部122が被係止部132の上に覆いかぶさり、被係止部132を係止することができる。これにより、ウェハ7を保持ベース12及びかぶせ部材13の間に挟んで保持することができる。
以上のように本実施の形態によれば、複数の係止部122を移動させて複数の被係止部132を係止させることにより、ウェハ7を保持ベース12及びかぶせ部材13の間に挟んで保持するので、複数の被係止部132が配置されている位置ごとに適した高さに微調整をすることができ、通電時の接触抵抗を均一にすることによりめっき厚を均一にすることが可能となる。
なお、係止部122の底面b又は被係止部132の上面uは傾斜していることが好ましい。係止部122が移動することにより、係止部122の底面bと被係止部132の上面uとの接触度合を変えることができ、より堅固にかぶせ部材13の被係止部132を係止することができ、ウェハ7をより確実に保持することができるからである。
図8Cは、本発明の実施の形態に係るめっき用治具10の係止部122の底面と被係止部132の上面との係止状態を示す部分断面図である。図8Cの例では、係止部122の移動方向と逆向きに、係止部122の底面が次第に低くなるよう傾斜している場合を示している。
この場合、図8C(a)に示すように、係止部122は、底面の高さが高い方から被係止部132に接近する。そして、図8C(b)に示すように、被係止部132の上面が係止部122の底面に接触することにより、係止部122の移動を制限するとともに、強く押し込むことにより、係止部122の底面と被係止部132の上面との摩擦力が増大し、被係止部132を確実に係止することが可能となる。
また、ウェハ7を保持する場合又は開放する場合、隣接する係止部122を、図8Aの矢印で示すように互いに反対方向に移動させる。これにより、一の回転部材で係止させる場合に比べて、移動(回転)させる力が複数の係止部122に分散されるので、全体として小さな力でウェハ7を保持する又は開放することができる。また、隣接する係止部122を、互いに反対方向に移動させるので、隣接する被係止部132間の距離を大きくすることができる。したがって、例えば図示しないウェハ供給アームによるウェハ7の出し入れに十分な開口部M(図4参照)を、容易に確保することが可能となる。
本実施の形態では、ウェハ7が保持された状態で、ウェハ7のめっきの対象面が鉛直方向に設置された場合に、係止部122及び被係止部132はウェハ7のめっきの対象面の中心を通る鉛直線上以外の位置に配置され、めっきの対象面の中心を通る鉛直線上は開口状態となる。図9は、本発明の実施の形態に係るめっき用治具10の係止部122の配置例を示す模式図である。
図9に示すように、ウェハ7を搭載するステージ123の中心Oを通る中心線(ウェハ7のめっきの対象面の中心を通る鉛直線)91上には、係止部122が配置されていない。そして、中心線91に対して線対称となる位置に係止部122を配置している。このように配置することで、ウェハ7を確実に保持することができるとともに、保持ベース12の下方向の中心線91上に係止部122が配置されていないので、めっき液が内部に残留しにくい。
さらに、保持ベース本体121は、複数の係止部122の移動を制限する複数のストッパ137をそれぞれ備えている。複数の係止部122は、ストッパ137に当接にすることにより、ウェハ7のめっきの対象面の中心を通る鉛直線上以外の位置に配置される。具体的には、複数の係止部122は、ウェハ7を保持する場合に一のストッパ137に当接し、開放する場合に隣接する他のストッパ137に当接する。これにより、開口状態を確実に形成することができ、内部にめっき液40が残留しにくく、めっき液40の持ち出し量を最小限に抑制することが可能となる。
また、保持ベース本体121の一方の面を基準面Sとして、係止部122の上面u2は、かぶせ部材本体131の上面u1の高さ以下の位置(高さ)に設けられていることが好ましい。係止部122が、かぶせ部材本体131の上面の高さ以下の位置に設けられていることにより、めっき槽30内に設置する撹拌パドルをウェハ7のめっきの対象面Tに極力近づけることができ、めっきの対象面T付近のめっき液40を十分に撹拌することができる。したがって、めっき厚の分布をより均一にすることができる。また、めっき用治具10自体の厚みを薄くすることができるので、めっき槽30を小さくすることも可能となる。
図10A及び図10Bは、本発明の他の実施の形態に係るめっき用治具10の係止部122によるかぶせ部材13の係止状態を示す部分平面図であり、図11は、本発明の他の実施の形態に係るめっき用治具10のガイド部材135の構成を示す模式断面図及び模式平面図である。図10A及び図10Bに示すように、係止部122には円弧状のスリット126が形成されている。また、図11(a)に示すように、係止部122のスリット126には頭付きのガイドピン130が挿入され、ガイドピン130は保持ベース本体121に固定されている。そして、図11(b)に示すように、係止部122が回転方向に移動し、ガイドピン130がスリット126内の端部に当接することにより、係止部122の動きが制限される。
これにより、例えばウェハ7が保持された状態で、ウェハ7のめっきの対象面が鉛直方向に設置された場合に、係止部122及び被係止部132はウェハ7のめっきの対象面の中心を通る鉛直線上の位置には移動することがないので、内部にめっき液が残留しにくく、めっき液の持ち出し量を最小限に抑制することが可能となる。
ただし、ガイド部材135は、保持ベース本体121に設けてあるピン孔127に差し込まれたガイドピン130とスリット126とで構成されることに限定されるものではなく、移動することが可能な係止部122の移動を制限することができる構成であれば、特に限定されるものではない。
その他、上述した実施の形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することができることは言うまでもない。例えば係止部122及び被係止部132の配置は、上述した実施例に限定されるものではなく、ウェハ7を確実に保持できるよう複数配置されていれば良い。したがって、個数についても、特に限定されるものではない。
1 めっき装置
7 ウェハ
10 めっき用治具
12 保持ベース
13 かぶせ部材
121 保持ベース本体
122 係止部
131 かぶせ部材本体
132 被係止部
135 ガイド部材
137 ストッパ
7 ウェハ
10 めっき用治具
12 保持ベース
13 かぶせ部材
121 保持ベース本体
122 係止部
131 かぶせ部材本体
132 被係止部
135 ガイド部材
137 ストッパ
Claims (7)
- 被めっき基材であるウェハの一方の面に当接する保持ベース本体と、
該保持ベース本体と独立して、前記ウェハの面に対して平行に移動可能な複数の係止部と
を有する保持ベースと、
前記ウェハの他方の面の外縁に当接するかぶせ部材本体と、
該かぶせ部材本体から外側に向けて突出する複数の被係止部と
を有するかぶせ部材と
を備え、
複数の前記係止部を移動させて複数の前記被係止部を係止し、前記ウェハを前記保持ベース及び前記かぶせ部材の間に挟んで保持することを特徴とするめっき用治具。 - 前記保持ベースは、複数のガイド部材をさらに有し、
該ガイド部材はそれぞれ、前記係止部の、前記ウェハの面に対して垂直方向の動きを拘束することを特徴とする請求項1に記載のめっき用治具。 - 前記ウェハが保持された状態で、前記ウェハのめっきの対象面が鉛直方向に設置された場合、複数の前記係止部は、前記ウェハの前記めっきの対象面の中心を通る鉛直線に対して対称な位置に配置されており、
前記ウェハを保持する場合又は開放する場合、隣接する前記係止部は、互いに反対方向に移動させられることを特徴とする請求項1又は2に記載のめっき用治具。 - 前記ウェハが保持された状態で、前記ウェハのめっきの対象面が鉛直方向に設置された場合、前記係止部及び前記被係止部は前記ウェハの前記めっきの対象面の中心を通る鉛直線上以外の位置に配置され、前記めっきの対象面の中心を通る鉛直線上は開口状態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めっき用治具。
- 前記保持ベースは、複数の前記係止部の移動を制限する複数のストッパをそれぞれ備えており、
複数の前記係止部は、前記ストッパに当接することにより、前記ウェハの前記めっきの対象面の中心を通る鉛直線上以外の位置に配置されることを特徴とする請求項4に記載のめっき用治具。 - 前記ウェハの面に対して平行な、前記保持ベース本体の一方の面を基準面として、前記係止部は前記被係止部よりも高い位置に設けられており、
前記係止部の底面又は前記被係止部の上面は傾斜しており、
前記被係止部は、前記保持ベース本体及び前記係止部の間に挟まれて係止されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のめっき用治具。 - 前記ウェハの面に対して平行な、前記保持ベース本体の一方の面を基準面として、前記係止部の上面は、前記かぶせ部材本体の上面の高さ以下の位置に設けられていることを特徴とする請求項1乃至6に記載のめっき用治具。
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