半導体ウエハのメッキ治具、治具装着装置、半導体ウエハのメッキ装置
【課題】シールパッキンの締め付け作業が容易で且つシールパッキンの外周近傍に均一に締め付け力を作用させることができる半導体ウエハのメッキ治具を提供する。
【解決手段】半導体ウエハのメッキ治具110は第１保持部材111と第２保持部材112と係止部114bを有する固定リング114とを具備する。第１保持部材111と第２保持部材112との間に半導体ウエハ116を着脱可能に保持することができる。第１保持部材111及び第２保持部材112の何れかには、固定リング114の係止部114bに係脱可能に係止することができる被係止部120が設けられている。固定リング114が固定位置にある場合には固定リング114の係止部114bと被係止部120とが係脱可能に係止することにより第１保持部材111及び第２保持部材112が固定される。
【解決手段】半導体ウエハのメッキ治具110は第１保持部材111と第２保持部材112と係止部114bを有する固定リング114とを具備する。第１保持部材111と第２保持部材112との間に半導体ウエハ116を着脱可能に保持することができる。第１保持部材111及び第２保持部材112の何れかには、固定リング114の係止部114bに係脱可能に係止することができる被係止部120が設けられている。固定リング114が固定位置にある場合には固定リング114の係止部114bと被係止部120とが係脱可能に係止することにより第１保持部材111及び第２保持部材112が固定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハのメッキ治具及び半導体ウエハのメッキ装置に関する。半導体ウエハのメッキ治具とは、半導体ウエハを電解メッキする場合に半導体ウエハを保持するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハに電解メッキを行う場合には、メッキ治具は、半導体ウエハを保持した状態で、半導体ウエハの導電膜に通電ピンが接触するように構成されている。そして、メッキ槽の電解メッキ液中に、半導体ウエハを保持した状態のメッキ治具を浸漬し、メッキ液及び通電ピンを通して、半導体ウエハに電流を流して、電解メッキを行う。
【０００３】
従来のメッキ治具では、通電ピンをシールする方法としては、半導体ウエハ面と該半導体ウエハを保持する保持部材の双方にまたがるシールパッキンを使用し、該シールパッキンを複数のボルトで締め付けることにより、均等に面圧を加えてシールされている。しかし、複数のボルトで締め付けることにより均一に面圧を加えて通電ピンをシールする方法は、作業性が悪い。また、個々のボルトにかかる力を均等にすることが難しいので、力が不均一の場合は電解メッキ液が浸透する場合がある。
【０００４】
そこで、本発明の第１の側面は、上述の点に鑑みてなされたもので、シールパッキンの締め付け作業が容易で且つシールパッキンの外周近傍に均一に締め付け力を作用させることができる半導体ウエハのメッキ治具を提供することを第１の目的とする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、第１保持部材と；第２保持部材と；固定位置と開放位置に移動可能であり、係止部を有する固定リングと；を具備する半導体ウエハのメッキ治具であって、前記第１保持部材と前記第２保持部材との間に半導体ウエハを着脱可能に保持することができ、前記第１保持部材及び前記第２保持部材の何れかには、前記固定リングの係止部に係脱可能に係止することができる被係止部が設けられ、前記固定リングが固定位置にある場合には前記固定リングの係止部と前記被係止部とが係脱可能に係止することにより前記第１保持部材及び前記第２保持部材が固定され、前記固定リングが開放位置にある場合には半導体ウエハを前記第１保持部材と前記第２保持部材との間に置くことができるように、又は、半導体ウエハを前記第１保持部材と前記第２保持部材との間から取り外すことができるように、前記第１保持部材及び前記第２保持部材の固定が開放される半導体ウエハのメッキ治具が提供される。
【０００６】
また、本発明の半導体ウエハのメッキ治具へ半導体ウエハを装着させる治具装着装置であって、半導体ウエハをメッキ治具に着脱可能に係止するための係止装置と、前記係止装置を上下動可能に且つ回転可能に軸支する駆動軸と、を具備する治具装着装置も提供される。
【０００７】
さらに、本発明によれば、半導体ウエハを収納したウエハカセットから半導体ウエハをメッキ治具に収納することができ、かつ、半導体ウエハを収納したメッキ治具から半導体ウエハをウエハカセットに収納することができるロード・アンロードステーションと；半導体ウエハを収納した前記メッキ治具をメッキ槽中のメッキ液に浸漬させ、半導体ウエハをメッキすることができるメッキ槽部と；半導体ウエハを収納した前記メッキ治具を前記ロード・アンロードステーションと前記メッキ槽部との間で搬送する搬送装置と；を備えた半導体ウエハのメッキ装置が提供される。前記ロード・アンロードステーションには、本発明の治具装着装置が配置されていることが好ましい。
【好ましい実施形態】
【０００８】
以下、本発明の実施態様を図面に基づいて説明する。
【０００９】
まず、本発明の参考例として半導体ウエハのメッキ冶具について説明する。図１、２、３Ａ及び３Ｂは、参考例の半導体ウエハのメッキ治具の一実施態様を示す。一方、図７Ａ、７Ｂ、８、９及び１０は、本発明の第１の側面の半導体ウエハのメッキ治具の一実施態様を示す。
【００１０】
図１は、参考例の半導体ウエハのメッキ治具の外観構成を示す斜視図である。図示するように、メッキ治具１０は、板状で電気絶縁材料（例えば合成樹脂材）からなる第１保持部材１１と、環状のシールパッキン１３が設けられた板状で電気絶縁材料（例えば合成樹脂材）からなる第２保持部材１２とを具備し、該第２保持部材１２は第１保持部材１１にヒンジ機構１４を介して連結されている。また、第１保持部材１１の反ヒンジ機構１４の側の端部には取っ手１５が設けられている。
【００１１】
第１保持部材１１の上面には半導体ウエハ１６が収容される該半導体ウエハ１６と略同形状のウエハ収容凹部が形成され、該ウエハ収容凹部の外周部には複数個（図では４個）の第１通電部材１７が等間隔で、且つその上面が該第１保持部材１１の上面と略一致するように設けられている。また、第２保持部材１２には中央部分に半導体ウエハ１６より若干小さい内径の穴１２ａが形成され、その上面周縁部に上記環状のシールパッキン１３が設けられている。
【００１２】
上記シールパッキン１３は断面が逆Ｕ字状であり、該逆Ｕ字状の一方の先端部１３ａが第１保持部材１１の上面に接し、もう一方の先端部１３ｂが半導体ウエハ１６の表面に接するような幅寸法となっている。また、シールパッキン１３の先端部は第２保持部材１２の上面より所定寸法突出している。また、シールパッキン１３の先端部１３ａと先端部１３ｂの間に収まるように所定の間隔で複数個（図では４個）の通電部材収納穴１３ｃが形成され、該通電部材収納穴１３ｃに後述する第２通電部材１８が収容されるようになっている。
【００１３】
上記構造の半導体ウエハのメッキ治具１０において、第１保持部材１１のウエハ収納凹部に半導体ウエハ１６を収容した後、第２保持部材１２をヒンジ機構１４を介して第１保持部材１１の上に重ねることにより、シールパッキン１３の一方の先端部１３ａが第１保持部材１１の上面に接し、もう一方の先端部１３ｂが半導体ウエハ１６の表面に接して、第１保持部材１１との間に半導体ウエハ１６の周縁部が挟持されて保持される。また、第２保持部材１２の穴１２ａ内には半導体ウエハ１６の表面が露出する。
【００１４】
図２は第２保持部材１２を第１保持部材１１の上に重ねた場合の第１通電部材１７とシールパッキン１３の位置関係を示す図である。図示するように、シールパッキン１３の一方の先端部１３ａが第１保持部材１１の上面に接し、もう一方の先端部１３ｂが半導体ウエハ１６の上面に接している。また、第２通電部材１８は円柱状でその先端面に凹溝１８ａが形成されて断面が逆Ｕ字状になっており、一方の先端部１８ｂが半導体ウエハ１６の上面に露出する導電膜に接し、もう一方の先端部１８ｃが第１通電部材１７の上面に接するように、バネ部材１９を介して第２保持部材１２に取付けられている。また、第１通電部材１７は第１保持部材１１の中を貫通する導電部材２０を通して、外部の電極端子（図示せず）に接続されるようになっている。
【００１５】
図３Ａ及び図３Ｂは、第２保持部材１２を第１保持部材１１の上に重ねた状態を示す図である。図３Ａは正面図であり、図３Ｂは側面図である。図示するように、第２保持部材１２を第１保持部材１１の上に重ね、ヒンジ機構１４の反対側の辺をクランプ２１で挟持している。これにより、半導体ウエハ１６は上記のように、第１保持部材１１とシールパッキン１３の間に保持され、且つ第１通電部材１７及び第２通電部材１８を介して、導電部材２０が半導体ウエハ１６の上面の導電膜に確実に導通することになる。これにより半導体ウエハ１６の上面の導電膜は外部の電極端子に接続される。
【００１６】
図４は上記構造のメッキ治具１０を用いた電解メッキ装置の概略構成を示す図である。同図において、３０はメッキ液槽であり、該メッキ液槽３０内に陽極電極３１と上記半導体ウエハ１６を保持したメッキ治具１０がセットされている。ポンプ３５及びフィルタ３２を介して電解メッキ液をメッキ液槽３０内に送り、該電解メッキ液をメッキ液槽３０からオーバーフローさせて循環させる。一方、陽極電極３１と上記メッキ治具１０の導電部材２０に接続された外部電極端子３３にそれぞれ直流電源３４の＋端子、−端子を接続し、直流電流を供給することにより、半導体ウエハ１６の表面に電解メッキ膜を形成する。
【００１７】
上記のように本メッキ治具は通電部材を第１保持部材１１と第２保持部材１２に分けて（第１通電部材１７と第２通電部材１８として）取付け、第１保持部材１１に半導体ウエハ１６を収容する凹部と配線として導電部材２０を取付け、第２保持部材１２には通電ピンとして第２通電部材１８のみを取付けたので、半導体ウエハ１６の装着作業が容易になる。また、通電ピンとなる第２通電部材１８の断面を逆Ｕ字状に形成すると共に、バネ部材１９を介して第２保持部材に取付け、該逆Ｕ字状の先端が第１通電部材１７と半導体ウエハ１６の導電膜の双方に接触するように構成したので、例えば、図５に示すように、半導体ウエハ１６の上面と第１通電部材１７の上面との間に段差がある場合でも半導体ウエハ１６の導電膜に確実に通電することが可能となる。
【００１８】
図６はヒンジ機構１４の一例を示す図で、ヒンジ継手１４ａが第１保持部材１１に取付けられ、該ヒンジ継手１４ａに係合するヒンジピン１４ｂが第２保持部材１２に取付けられている。
【００１９】
なお、上記構造のメッキ治具１０において、第２通電部材１８はバネ部材１９を介して第２保持部材に取付けるように構成したが、バネ部材１９に限定されるものではなく、弾性体部材であればよい。
【００２０】
図７Ａ、７Ｂ及び図８は本発明の半導体ウエハのメッキ治具の外観構成を示す斜視図である。図示するように、本メッキ治具１１０は、板状の第１保持部材１１１と、リング状のシールパッキン１１３が取付けられた第２保持部材１１２と、固定リング（締め付けリング）１１４とを具備する構成である。
【００２１】
第１保持部材１１１は電気絶縁材料（例えば合成樹脂材）からなり、図示するように矩形状板状体であり、その中央分に半導体ウエハ１１６が収容されるウエハ収容凹部が形成され、該ウエハ収容凹部の外周近傍には複数個（図では８個）の第１通電部材１１７が等間隔で、且つその上面が該第１保持部材１１１の上面と略一致するように設けられている。また、第１通電部材１１７の外側には複数個（図では８個）の逆Ｌ字状の爪１２０が等間隔に設けられている。
【００２２】
第２保持部材１１２は電気絶縁材料（例えば合成樹脂材）からなり、図示するように、環状のリング部１１２ａと直線状の支持部１１２ｂが一体的に形成されている。シールパッキン１１３は断面が逆Ｕ字状のゴム材等の弾性体からなる電気絶縁材料からなり、図示するように、第２保持部材１１２のリング部１１２ａの一方の面に貼り付けられている。また、シールパッキン１１３の断面逆Ｕ字状の両先端部の間には通電部材収納穴１１３ａが複数個（図では８個）等間隔で設けられ、該通電部材収納穴１１３ａには後に上述するように第２通電部材１１８が収納されている（図７Ｂ参照）。
【００２３】
固定リング（締め付けリング）１１４の外周には所定の間隔で複数個（図では８個）の突起部１１４ｂが形成され、上面には所定の間隔で複数個（図では３個）の回転案内溝１１４ａが形成されている。該回転案内溝１１４ａには第２保持部材１１２のリング部１１２ａの上面に等間隔で設けられリング保持部材１１９が貫通している。これにより、固定リング（締め付けリング）１１４は第２保持部材１１２の上面を回転（摺動）できるようになっている。即ち、固定リング（締め付けリング）１１４は、回転案内溝１１４ａを貫通する複数個（図では３個）のリング保持部材１１９で案内されてリング部１１２ａの上面を所定量移動できるようになっている。また、第２保持部材１１２の支持部１１２ｂの一端は第１保持部材１１１の端部にヒンジ機構１１５により回動自在に連結されている。
【００２４】
上記構成のメッキ治具１１０において、第２保持部材１１２をヒンジ機構１１５を介して回転し、上記ウエハ収容凹部に半導体ウエハ１１６が収容された第１保持部材１１上に重ね合わせ、固定リング（締め付けリング）１１４を矢印Ａ方向に押すことにより、固定リング（締め付けリング）１１４を所定量移動し、突起部１１４ｂが逆Ｌ字状の爪１２０の内側に滑り込み、第１保持部材１１１と第２保持部材１１２が互いに締め付けられる。
【００２５】
上記第２保持部材１１２をヒンジ機構１１５を介して回転して第１保持部材１１１上に重ね合わせ、固定リング（締め付けリング）１１４で締め付けた状態で、図９に示すようにシールパッキン１１３の断面逆Ｕ字状の一方の先端部１３ｂは第１保持部材１１１の凹部に収容された半導体ウエハの縁部上面に当接し、他方の先端部１１３ｃはその外側の第１保持部材１１１の上面に当接する。
【００２６】
また、第２通電部材１１８は導電材料からなる円柱体で、その先端に溝１１８ａを設けて断面逆Ｕ字状にした形状であり、そして後端をバネ部材１２１を介してシールパッキン１１３又は第２保持部材１１２に取付けている。上記のように第１保持部材１１に第２保持部材１１２を重ね合わせた状態では、図１０に示すように、第２通電部材１１８の一方の先端部１８ｂは半導体ウエハ１１６上面の導電膜に接触し、もう一方の先端部１８ｃは第１通電部材１１７に当接するように構成している。なお、該第１通電部材１１７は第１保持部材１１１の内部を貫通する導電体２２に接続され、該導電体２２は図示しない外部電極に接続されている。
【００２７】
この実施態様のメッキ治具は上記のように、固定リング（締め付けリング）１１４の外周に所定の間隔で突起部１１４ｂを形成し、該固定リング（締め付けリング）１１４を回転させることにより、第１保持部材１１１に一体的に取付けた逆Ｌ字状の爪１２０の内側に突起部１１４ｂを滑り込ませ、第１保持部材１１１と第２保持部材１１２を固定する（締め付ける）ように構成したので、シールパッキン１１３に均等に面圧が加わり、シール性がよくなる。なお、該第１通電部材１１７は第１保持部材１１１の内部を貫通する導電体２２に接続され、該導電体２２は図示しない外部電極に接続されている。
【００２８】
なお、図１０の実施態様では、第１保持部材１１１に第２保持部材１１２を重ね合わせた状態では、第２通電部材１１８の一方の先端部１１８ｂは半導体ウエハ１１６上面の導電膜に接触し、もう一方の先端部１１８ｃは第１通電部材１１７に当接するように構成した。
【００２９】
しかし、第１保持部材１１１に設けた第１通電部材１１７を除去してもよい。図１１に示すように、通電部材１２３を半導体ウエハ１１６上面の導電膜にのみ接触するように構成し、第２保持部材１１２に外部電極に接続される電導体１２２を設け、該導電体１２２をバネ部材１２１を介して通電部材１２３に接続するように構成にしても良い。
【００３０】
図７Ａ、７Ｂ、８及び９の実施態様のメッキ治具１１０も、図４に示すメッキ装置に用いることができる。
【００３１】
本発明の半導体ウエハのメッキ治具は、半導体ウエハのメッキ装置に好適に用いることができる。
【００３２】
ディップ式の半導体メッキ装置では治具に半導体ウエハを装着する必要があるが、従来はこれを人手で行っていた。ウエハが大形化すると人手による作業は著しく困難になるので、８インチ対応のメッキ装置からは全自動の半導体メッキ装置が要望されている。半導体メッキ装置では、ウエハを収納したウエハカセットを所定の位置に置き、スタートボタンを押すだけで、自動的にウエハがメッキされ、ウエハが元のウエハカセットに収納される。
【００３３】
図１２及び図１３に、本発明の半導体ウエハのメッキ治具を好適に用いることができる、半導体メッキ装置の一実施態様を示す。図１２で、半導体メッキ装置２００には、半導体ウエハを収納したウエハカセットを搬入するための搬入口２０１と、ロード・アンロードステーション、メッキ槽部等を制御するための制御パネル２０２と、シグナルタワー２０３と、制御パネル２０２と電気的に接続している電装ボックス２０４とを有する。
【００３４】
図１３で、半導体メッキ装置は、ロード・アンロードステーション２１０と、メッキ槽部２４０とを有する。ロード・アンロードステーション２１０では、半導体ウエハを収納したウエハカセットから半導体ウエハを取り出し、メッキ治具に着脱可能に固定することができ、かつ、半導体ウエハを着脱可能に固定したメッキ治具から半導体ウエハを取り出し、ウエハカセットに収納することができる。本発明のメッキ治具を用いることにより、このようなロード・アンロードステーション２１０が可能になった。一方、メッキ槽部２４０では、半導体ウエハを収納したメッキ治具をメッキ槽中のメッキ液に浸漬させ、半導体ウエハをメッキすることができる。
【００３５】
即ち、本発明の第３の側面では、半導体ウエハを収納したウエハカセットから半導体ウエハをメッキ治具に収納することができ、かつ、半導体ウエハを収納したメッキ治具から半導体ウエハをウエハカセットに収納することができるロード・アンロードステーションと；半導体ウエハを収納した前記メッキ治具をメッキ槽中のメッキ液に浸漬させ、半導体ウエハをメッキすることができるメッキ槽部と；を備えた半導体ウエハのメッキ装置が提供される。
【００３６】
ロード・アンロードステーション２１０には、ウエハを収納したウエハカセットを置くことができるテーブルユニット２１２、ウエハ搬送ロボット２１６、ウエハセンタリング装置２１８、スピン乾燥装置２１９が配置されていてもよい。テーブルユニット２１２には、ウエハカセット内部のウエハの存在を検知するためのセンサ装置２１４が配置されていることが好ましい。センサ装置は、ウエハカセット内部の所定位置にウエハの存在の有無を検知するためのセンサと、センサを移動するための駆動装置とを有する。典型的には、センサは上下に移動する。ウエハ搬送ロボット２１６は、ウエハカセットからウエハを取り出し、そして、治具装着台へ搬送することができる。ウエハ搬送ロボット２１６は、治具装着台からウエハを搬送し、ウエハカセットに収納することもできる。ウエハ搬送ロボット２１６は、好ましくは、回転方向に動くことができる。スピン乾燥装置２１９は、メッキされた半導体ウエハを乾燥することができる。
【００３７】
ロード・アンロードステーション２１０には、一つ又は複数のウエハ着脱テーブル２２２ａ、２２２ｂが配置された台２２０が配置されていてもよい。ウエハ着脱テーブル２２２ａ、２２２ｂは、それぞれ、ウエハ着脱テーブル２２２ｂ、２２２ｃの位置に移動することができる。ウエハ着脱テーブル２２２ｂの上部には、ウエハを治具に装着するための治具装着装置が配置されている。治具装着装置の一実施態様は、図１４Ａ及び図１４Ｂに記載されている。ロード・アンロードステーション２１０には、ウエハと治具とが電気的に接続しているか否か確認するための、通電確認装置（図示されていない。）が配置されていることが好ましい。
【００３８】
半導体メッキ装置２００には、治具２３２を収納するための治具ストッカ２３０が配置されていてもよい。図１３の実施態様では、治具ストッカ２３０には、治具２３２を縦置きに２列、各列に１３枚、収納できるようになっている。治具ストッカ２３０は、治具の有無を判別するためのセンサを有することが好ましい。
【００３９】
メッキ槽部２４０には、メッキ槽２５０、水洗槽２６０及び乾燥槽２７０が配置されていてもよい。メッキ槽２５０は複数の区画（ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ）２５２を有することが好ましく、各々の区画では、１枚のウエハを収納した一つの治具がメッキ液に浸漬され、メッキされる。即ち、各々の区画に、治具挿入部、治具への通電装置及びアノードを備えていることが好ましい。ウエハと対向するアノードの露出面はウエハと同心円状となっていることが好ましい。攪拌装置２５８については、複数の区画を一つの攪拌装置で攪拌してもよい。例えば、ウエハ面と平行に攪拌棒を駆動させて、例えば、二つの区画に駆動棒を駆動させてもよい。また、攪拌棒の移動速度を可変としてもよい。
【００４０】
水洗槽２６０では、純水を下からアッパーフローで流しなから治具及び治具内部のウエハメッキ面を洗浄することが好ましい。更にクイックダンプ機能を備え、洗浄効果を高めることが好ましい。
【００４１】
乾燥槽２７０では、水洗槽２６０から取り出した治具及び治具内部のウエハを乾燥することが好ましい。乾燥槽２７０では、例えば、気体を治具にブローして、水滴を下へ落してもよい。
【００４２】
次いで、治具を治具着脱テーブル２２２ａ、２２２ｂへ搬送し、治具からウエハを取り出し、ウエハカセットにウエハを収納する。
【００４３】
治具は、治具搬送ロボットが搬送経路２８０を移動することにより、ロード・アンロードステーション２１０とメッキ槽部２４０との間を搬送することができる。
【００４４】
ロード・アンロードステーション２１０の天井には図示されていない、ＨＥＰＡフィルタを設けて、清浄な空気をダウンフローで流すことが好ましい。これにより、メッキ槽２５０から蒸発した蒸気がロード・アンロードステーション２１０へ来ないようにすることができる。
【００４５】
異常発生時には警報信号出力及び異常表示後、半導体メッキ装置が自動的に停止することが好ましい。もっとも、異常が軽度の場合には、メッキ終了まで通電を継続することが好ましい。
【００４６】
半導体ウエハのメッキ装置の操作方法は、次の通りである。まず、ウエハが収納されたウエハカセットからウエハを取り出し、メッキ治具に装着する。これは、ウエハカセットからウエハを取り出す工程と、治具２３２を治具ストッカ２３０からウエハ着脱テーブル２２２ｂに搬送する工程とを有する。
【００４７】
より詳しくは、ウエハカセットをロードステーションの所定の位置にセットする。そして、スタートボタンを押すと、治具搬送ロボット（図示されていない）が治具２３２を治具ストッカ２３０から取り出し、ウエハ脱着テーブル２２２ｂに置く。一方、ウエハ搬送ロボット２１６が、ウエハをウエハカセットから取り出し、ウエハ脱着テーブル２２２ｂの治具の上に置く。
【００４８】
次に、治具装着装置が、ウエハ脱着テーブル２２２ｂにて、ウエハを治具にセットする。次いで、ウエハが装着された治具を載せたウエハ脱着テーブル２２２ｂが、ウエハ脱着テーブル２２２ａに移動する。次いで、治具搬送ロボット（図示されていない）が、ウエハ脱着テーブル２２２ａ上のウエハが装着された治具をメッキ槽２５０中の区画２５２に搬送し、所定の時間通電しメッキする。
【００４９】
メッキが終了すると、治具搬送ロボットにより、治具は水洗槽２６０に運ばれ、水洗した後、乾燥槽２７０で、気体がブローされて水滴を取る。
【００５０】
次いで、治具搬送ロボットにより、治具が治具装着台に搬送され、治具装着台でウエハが治具から取り外される。そして、ウエハは、スピン乾燥機２１９中のスピン乾燥槽へ搬送される。一方、治具はストッカ２３０に搬送され、収納される。ウエハはスピン乾燥槽でリンスしながら回転させ、最後に高速回転させて乾燥させる。乾燥したウエハは、元のウエハカセットに収納され、すべてのウエハの処理が終ると、終了のブザーが鳴り、装置はスタンバイ状態となる。
【００５１】
図１４Ａに、治具装着装置の一実施態様を示す。治具装着装置３００は、図示されていない駆動装置と、軸方向に往復運動が可能であり、かつ、回転可能な軸３０２と、軸３０２に固定された円盤３０４と、円盤３０４に固定された円盤３０６とを有する。円盤３０６には、メッキ治具に着脱可能に係止するための係止装置が設けられている。この実施態様では、係止装置として、複数のピン３１０ａ、３１０ｂが設けられている。
【００５２】
図１４Ｂに示すように、駆動装置により、軸３０２が下方に移動したときには、ピン３１０ａ、３１０ｂは、それぞれ、メッキ治具３２０の凹部３２２ａ、３２２ｂに挿入される。そして、駆動装置により、軸３０２が時計方向又は逆時計方向に一定の角度、回転したときには、ピン３１０ａ、３１０ｂがメッキ治具３２０を一定の角度、回転して、メッキ治具３２０がその内部の半導体ウエハを締め付け、固定する。そして、駆動装置により、軸３０２を上方に移動し、ピン３１０ａ、３１０ｂをメッキ治具から取り外す。
【００５３】
例えば、メッキ治具３２０が、図８の実施態様の場合には、治具装着装置３００の軸が下方に移動したときに、ピン３１０ａ、３１０ｂが、リング保持部材１１９が配置されている溝に挿入されるようにする。そして、ピン３１０ａ、３１０ｂが一定の角度、回転したときには、ピン３１０ａ、３１０ｂがリング保持部材１１９を回して、固定リング（締め付けリング）１１４を締め付け、半導体ウエハを固定する。
【００５４】
この操作を逆にすることにより、治具装着装置３００を用いて、メッキ治具３２０の固定リング（締め付けリング）１１４を反対方向に回転させ、閉まっていたリング１１４を開くこともできる。
【００５５】
以上説明したように本発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【００５６】
参考例では、半導体ウエハ１６の装着作業が容易になる。
【００５７】
また、シールパッキンには、断面が逆Ｕ字状で、該逆Ｕ字状先端部の一方が第１保持部材の表面に接し、もう一方の先端部が半導体ウエハ面に接し、両先端部の間に第２通電部材が収まるような穴が形成され、第２通電部材は第２保持部材に弾性体部材を介して取付ける構成としたので、構造が簡単で且つ通電接触部はシールパッキンで完全にシールされる。
【００５８】
更に、第２通電部材は側面が逆Ｕ字状をしており、該逆Ｕ字状の先端は第１保持部材に設けられた第１通電部材と保持された半導体ウエハ面に露出する導電膜を跨ぐように弾性体部材を介して第２保持部材に取付けた構成とするので、半導体ウエハの導電膜に確実に通電することができる。
【００５９】
本発明では、固定リング（締め付けリング）で第２保持部材を第１保持部材に押し付ける構成としたので、シールパッキンに均等に面圧が加わり、シール性がよくなる。
【００６０】
また、突起部が逆Ｌ字状の爪を用いることにより、シールのための作業が極めて容易となる。
【００６１】
更に、ヒンジ機構を中心に開閉できるように構成していることにより、第１保持部材と前第２保持部材の位置合わせが容易になる。
【００６２】
更にまた、固定リング（締め付けリング）は該第２保持部材上を所定寸法回転できるよう構成することにより、固定リング（締め付けリング）と爪との位置合わせが容易で、作業性が良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、参考例の一実施態様の半導体ウエハのメッキ治具の外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、参考例の一実施態様の半導体ウエハのメッキ治具の第２保持部材を第１保持部材の上に重ねた場合の第１通電部材とシールパッキンの位置関係を示す断面説明図である。
【図３】図３Ａは、参考例の一実施態様の半導体ウエハのメッキ治具の正面図である。図３Ｂは、参考例の一実施態様の半導体ウエハのメッキ治具の側面図である。
【図４】図４は、参考例の他の実施態様の半導体電解メッキ装置の概略断面図である。
【図５】図５は、参考例の他の実施態様の半導体ウエハのメッキ治具の第２保持部材を第１保持部材の上に重ねた場合の第１通電部材とシールパッキンの位置関係を示す断面説明図である。
【図６】図６は、ヒンジ機構の一実施態様を示す断面図である。
【図７】図７Ａは、本発明の他の実施態様の半導体ウエハのメッキ治具の外観を示す斜視図であり、第１保持部材を開いた状態の斜視図である。図７Ｂは、図７ＡのＢ部分の拡大図である。
【図８】図８は、本発明の他の実施態様の半導体ウエハのメッキ治具の外観を示す斜視図であり、図７Ａの第１保持部材を閉じた状態の斜視図である。
【図９】図９は、図８のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【図１０】図１０は、締め付け固定時における第１通電部材と第２通電部材の位置関係の一態様を示す断面図である。
【図１１】図１１は、締め付け固定時における通電部材と半導体ウエハの位置関係の他の態様を示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の半導体ウエハのメッキ装置の一実施態様を示す側面図である。
【図１３】図１３は、本発明の半導体ウエハのメッキ装置の一実施態様を示す平面図である。
【図１４】図１４Ａは、本発明の治具装着装置の一実施態様の断面図である。図１４Ｂは、本発明の半導体ウエハのメッキ治具の一実施態様の断面図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハのメッキ治具及び半導体ウエハのメッキ装置に関する。半導体ウエハのメッキ治具とは、半導体ウエハを電解メッキする場合に半導体ウエハを保持するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハに電解メッキを行う場合には、メッキ治具は、半導体ウエハを保持した状態で、半導体ウエハの導電膜に通電ピンが接触するように構成されている。そして、メッキ槽の電解メッキ液中に、半導体ウエハを保持した状態のメッキ治具を浸漬し、メッキ液及び通電ピンを通して、半導体ウエハに電流を流して、電解メッキを行う。
【０００３】
従来のメッキ治具では、通電ピンをシールする方法としては、半導体ウエハ面と該半導体ウエハを保持する保持部材の双方にまたがるシールパッキンを使用し、該シールパッキンを複数のボルトで締め付けることにより、均等に面圧を加えてシールされている。しかし、複数のボルトで締め付けることにより均一に面圧を加えて通電ピンをシールする方法は、作業性が悪い。また、個々のボルトにかかる力を均等にすることが難しいので、力が不均一の場合は電解メッキ液が浸透する場合がある。
【０００４】
そこで、本発明の第１の側面は、上述の点に鑑みてなされたもので、シールパッキンの締め付け作業が容易で且つシールパッキンの外周近傍に均一に締め付け力を作用させることができる半導体ウエハのメッキ治具を提供することを第１の目的とする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、第１保持部材と；第２保持部材と；固定位置と開放位置に移動可能であり、係止部を有する固定リングと；を具備する半導体ウエハのメッキ治具であって、前記第１保持部材と前記第２保持部材との間に半導体ウエハを着脱可能に保持することができ、前記第１保持部材及び前記第２保持部材の何れかには、前記固定リングの係止部に係脱可能に係止することができる被係止部が設けられ、前記固定リングが固定位置にある場合には前記固定リングの係止部と前記被係止部とが係脱可能に係止することにより前記第１保持部材及び前記第２保持部材が固定され、前記固定リングが開放位置にある場合には半導体ウエハを前記第１保持部材と前記第２保持部材との間に置くことができるように、又は、半導体ウエハを前記第１保持部材と前記第２保持部材との間から取り外すことができるように、前記第１保持部材及び前記第２保持部材の固定が開放される半導体ウエハのメッキ治具が提供される。
【０００６】
また、本発明の半導体ウエハのメッキ治具へ半導体ウエハを装着させる治具装着装置であって、半導体ウエハをメッキ治具に着脱可能に係止するための係止装置と、前記係止装置を上下動可能に且つ回転可能に軸支する駆動軸と、を具備する治具装着装置も提供される。
【０００７】
さらに、本発明によれば、半導体ウエハを収納したウエハカセットから半導体ウエハをメッキ治具に収納することができ、かつ、半導体ウエハを収納したメッキ治具から半導体ウエハをウエハカセットに収納することができるロード・アンロードステーションと；半導体ウエハを収納した前記メッキ治具をメッキ槽中のメッキ液に浸漬させ、半導体ウエハをメッキすることができるメッキ槽部と；半導体ウエハを収納した前記メッキ治具を前記ロード・アンロードステーションと前記メッキ槽部との間で搬送する搬送装置と；を備えた半導体ウエハのメッキ装置が提供される。前記ロード・アンロードステーションには、本発明の治具装着装置が配置されていることが好ましい。
【好ましい実施形態】
【０００８】
以下、本発明の実施態様を図面に基づいて説明する。
【０００９】
まず、本発明の参考例として半導体ウエハのメッキ冶具について説明する。図１、２、３Ａ及び３Ｂは、参考例の半導体ウエハのメッキ治具の一実施態様を示す。一方、図７Ａ、７Ｂ、８、９及び１０は、本発明の第１の側面の半導体ウエハのメッキ治具の一実施態様を示す。
【００１０】
図１は、参考例の半導体ウエハのメッキ治具の外観構成を示す斜視図である。図示するように、メッキ治具１０は、板状で電気絶縁材料（例えば合成樹脂材）からなる第１保持部材１１と、環状のシールパッキン１３が設けられた板状で電気絶縁材料（例えば合成樹脂材）からなる第２保持部材１２とを具備し、該第２保持部材１２は第１保持部材１１にヒンジ機構１４を介して連結されている。また、第１保持部材１１の反ヒンジ機構１４の側の端部には取っ手１５が設けられている。
【００１１】
第１保持部材１１の上面には半導体ウエハ１６が収容される該半導体ウエハ１６と略同形状のウエハ収容凹部が形成され、該ウエハ収容凹部の外周部には複数個（図では４個）の第１通電部材１７が等間隔で、且つその上面が該第１保持部材１１の上面と略一致するように設けられている。また、第２保持部材１２には中央部分に半導体ウエハ１６より若干小さい内径の穴１２ａが形成され、その上面周縁部に上記環状のシールパッキン１３が設けられている。
【００１２】
上記シールパッキン１３は断面が逆Ｕ字状であり、該逆Ｕ字状の一方の先端部１３ａが第１保持部材１１の上面に接し、もう一方の先端部１３ｂが半導体ウエハ１６の表面に接するような幅寸法となっている。また、シールパッキン１３の先端部は第２保持部材１２の上面より所定寸法突出している。また、シールパッキン１３の先端部１３ａと先端部１３ｂの間に収まるように所定の間隔で複数個（図では４個）の通電部材収納穴１３ｃが形成され、該通電部材収納穴１３ｃに後述する第２通電部材１８が収容されるようになっている。
【００１３】
上記構造の半導体ウエハのメッキ治具１０において、第１保持部材１１のウエハ収納凹部に半導体ウエハ１６を収容した後、第２保持部材１２をヒンジ機構１４を介して第１保持部材１１の上に重ねることにより、シールパッキン１３の一方の先端部１３ａが第１保持部材１１の上面に接し、もう一方の先端部１３ｂが半導体ウエハ１６の表面に接して、第１保持部材１１との間に半導体ウエハ１６の周縁部が挟持されて保持される。また、第２保持部材１２の穴１２ａ内には半導体ウエハ１６の表面が露出する。
【００１４】
図２は第２保持部材１２を第１保持部材１１の上に重ねた場合の第１通電部材１７とシールパッキン１３の位置関係を示す図である。図示するように、シールパッキン１３の一方の先端部１３ａが第１保持部材１１の上面に接し、もう一方の先端部１３ｂが半導体ウエハ１６の上面に接している。また、第２通電部材１８は円柱状でその先端面に凹溝１８ａが形成されて断面が逆Ｕ字状になっており、一方の先端部１８ｂが半導体ウエハ１６の上面に露出する導電膜に接し、もう一方の先端部１８ｃが第１通電部材１７の上面に接するように、バネ部材１９を介して第２保持部材１２に取付けられている。また、第１通電部材１７は第１保持部材１１の中を貫通する導電部材２０を通して、外部の電極端子（図示せず）に接続されるようになっている。
【００１５】
図３Ａ及び図３Ｂは、第２保持部材１２を第１保持部材１１の上に重ねた状態を示す図である。図３Ａは正面図であり、図３Ｂは側面図である。図示するように、第２保持部材１２を第１保持部材１１の上に重ね、ヒンジ機構１４の反対側の辺をクランプ２１で挟持している。これにより、半導体ウエハ１６は上記のように、第１保持部材１１とシールパッキン１３の間に保持され、且つ第１通電部材１７及び第２通電部材１８を介して、導電部材２０が半導体ウエハ１６の上面の導電膜に確実に導通することになる。これにより半導体ウエハ１６の上面の導電膜は外部の電極端子に接続される。
【００１６】
図４は上記構造のメッキ治具１０を用いた電解メッキ装置の概略構成を示す図である。同図において、３０はメッキ液槽であり、該メッキ液槽３０内に陽極電極３１と上記半導体ウエハ１６を保持したメッキ治具１０がセットされている。ポンプ３５及びフィルタ３２を介して電解メッキ液をメッキ液槽３０内に送り、該電解メッキ液をメッキ液槽３０からオーバーフローさせて循環させる。一方、陽極電極３１と上記メッキ治具１０の導電部材２０に接続された外部電極端子３３にそれぞれ直流電源３４の＋端子、−端子を接続し、直流電流を供給することにより、半導体ウエハ１６の表面に電解メッキ膜を形成する。
【００１７】
上記のように本メッキ治具は通電部材を第１保持部材１１と第２保持部材１２に分けて（第１通電部材１７と第２通電部材１８として）取付け、第１保持部材１１に半導体ウエハ１６を収容する凹部と配線として導電部材２０を取付け、第２保持部材１２には通電ピンとして第２通電部材１８のみを取付けたので、半導体ウエハ１６の装着作業が容易になる。また、通電ピンとなる第２通電部材１８の断面を逆Ｕ字状に形成すると共に、バネ部材１９を介して第２保持部材に取付け、該逆Ｕ字状の先端が第１通電部材１７と半導体ウエハ１６の導電膜の双方に接触するように構成したので、例えば、図５に示すように、半導体ウエハ１６の上面と第１通電部材１７の上面との間に段差がある場合でも半導体ウエハ１６の導電膜に確実に通電することが可能となる。
【００１８】
図６はヒンジ機構１４の一例を示す図で、ヒンジ継手１４ａが第１保持部材１１に取付けられ、該ヒンジ継手１４ａに係合するヒンジピン１４ｂが第２保持部材１２に取付けられている。
【００１９】
なお、上記構造のメッキ治具１０において、第２通電部材１８はバネ部材１９を介して第２保持部材に取付けるように構成したが、バネ部材１９に限定されるものではなく、弾性体部材であればよい。
【００２０】
図７Ａ、７Ｂ及び図８は本発明の半導体ウエハのメッキ治具の外観構成を示す斜視図である。図示するように、本メッキ治具１１０は、板状の第１保持部材１１１と、リング状のシールパッキン１１３が取付けられた第２保持部材１１２と、固定リング（締め付けリング）１１４とを具備する構成である。
【００２１】
第１保持部材１１１は電気絶縁材料（例えば合成樹脂材）からなり、図示するように矩形状板状体であり、その中央分に半導体ウエハ１１６が収容されるウエハ収容凹部が形成され、該ウエハ収容凹部の外周近傍には複数個（図では８個）の第１通電部材１１７が等間隔で、且つその上面が該第１保持部材１１１の上面と略一致するように設けられている。また、第１通電部材１１７の外側には複数個（図では８個）の逆Ｌ字状の爪１２０が等間隔に設けられている。
【００２２】
第２保持部材１１２は電気絶縁材料（例えば合成樹脂材）からなり、図示するように、環状のリング部１１２ａと直線状の支持部１１２ｂが一体的に形成されている。シールパッキン１１３は断面が逆Ｕ字状のゴム材等の弾性体からなる電気絶縁材料からなり、図示するように、第２保持部材１１２のリング部１１２ａの一方の面に貼り付けられている。また、シールパッキン１１３の断面逆Ｕ字状の両先端部の間には通電部材収納穴１１３ａが複数個（図では８個）等間隔で設けられ、該通電部材収納穴１１３ａには後に上述するように第２通電部材１１８が収納されている（図７Ｂ参照）。
【００２３】
固定リング（締め付けリング）１１４の外周には所定の間隔で複数個（図では８個）の突起部１１４ｂが形成され、上面には所定の間隔で複数個（図では３個）の回転案内溝１１４ａが形成されている。該回転案内溝１１４ａには第２保持部材１１２のリング部１１２ａの上面に等間隔で設けられリング保持部材１１９が貫通している。これにより、固定リング（締め付けリング）１１４は第２保持部材１１２の上面を回転（摺動）できるようになっている。即ち、固定リング（締め付けリング）１１４は、回転案内溝１１４ａを貫通する複数個（図では３個）のリング保持部材１１９で案内されてリング部１１２ａの上面を所定量移動できるようになっている。また、第２保持部材１１２の支持部１１２ｂの一端は第１保持部材１１１の端部にヒンジ機構１１５により回動自在に連結されている。
【００２４】
上記構成のメッキ治具１１０において、第２保持部材１１２をヒンジ機構１１５を介して回転し、上記ウエハ収容凹部に半導体ウエハ１１６が収容された第１保持部材１１上に重ね合わせ、固定リング（締め付けリング）１１４を矢印Ａ方向に押すことにより、固定リング（締め付けリング）１１４を所定量移動し、突起部１１４ｂが逆Ｌ字状の爪１２０の内側に滑り込み、第１保持部材１１１と第２保持部材１１２が互いに締め付けられる。
【００２５】
上記第２保持部材１１２をヒンジ機構１１５を介して回転して第１保持部材１１１上に重ね合わせ、固定リング（締め付けリング）１１４で締め付けた状態で、図９に示すようにシールパッキン１１３の断面逆Ｕ字状の一方の先端部１３ｂは第１保持部材１１１の凹部に収容された半導体ウエハの縁部上面に当接し、他方の先端部１１３ｃはその外側の第１保持部材１１１の上面に当接する。
【００２６】
また、第２通電部材１１８は導電材料からなる円柱体で、その先端に溝１１８ａを設けて断面逆Ｕ字状にした形状であり、そして後端をバネ部材１２１を介してシールパッキン１１３又は第２保持部材１１２に取付けている。上記のように第１保持部材１１に第２保持部材１１２を重ね合わせた状態では、図１０に示すように、第２通電部材１１８の一方の先端部１８ｂは半導体ウエハ１１６上面の導電膜に接触し、もう一方の先端部１８ｃは第１通電部材１１７に当接するように構成している。なお、該第１通電部材１１７は第１保持部材１１１の内部を貫通する導電体２２に接続され、該導電体２２は図示しない外部電極に接続されている。
【００２７】
この実施態様のメッキ治具は上記のように、固定リング（締め付けリング）１１４の外周に所定の間隔で突起部１１４ｂを形成し、該固定リング（締め付けリング）１１４を回転させることにより、第１保持部材１１１に一体的に取付けた逆Ｌ字状の爪１２０の内側に突起部１１４ｂを滑り込ませ、第１保持部材１１１と第２保持部材１１２を固定する（締め付ける）ように構成したので、シールパッキン１１３に均等に面圧が加わり、シール性がよくなる。なお、該第１通電部材１１７は第１保持部材１１１の内部を貫通する導電体２２に接続され、該導電体２２は図示しない外部電極に接続されている。
【００２８】
なお、図１０の実施態様では、第１保持部材１１１に第２保持部材１１２を重ね合わせた状態では、第２通電部材１１８の一方の先端部１１８ｂは半導体ウエハ１１６上面の導電膜に接触し、もう一方の先端部１１８ｃは第１通電部材１１７に当接するように構成した。
【００２９】
しかし、第１保持部材１１１に設けた第１通電部材１１７を除去してもよい。図１１に示すように、通電部材１２３を半導体ウエハ１１６上面の導電膜にのみ接触するように構成し、第２保持部材１１２に外部電極に接続される電導体１２２を設け、該導電体１２２をバネ部材１２１を介して通電部材１２３に接続するように構成にしても良い。
【００３０】
図７Ａ、７Ｂ、８及び９の実施態様のメッキ治具１１０も、図４に示すメッキ装置に用いることができる。
【００３１】
本発明の半導体ウエハのメッキ治具は、半導体ウエハのメッキ装置に好適に用いることができる。
【００３２】
ディップ式の半導体メッキ装置では治具に半導体ウエハを装着する必要があるが、従来はこれを人手で行っていた。ウエハが大形化すると人手による作業は著しく困難になるので、８インチ対応のメッキ装置からは全自動の半導体メッキ装置が要望されている。半導体メッキ装置では、ウエハを収納したウエハカセットを所定の位置に置き、スタートボタンを押すだけで、自動的にウエハがメッキされ、ウエハが元のウエハカセットに収納される。
【００３３】
図１２及び図１３に、本発明の半導体ウエハのメッキ治具を好適に用いることができる、半導体メッキ装置の一実施態様を示す。図１２で、半導体メッキ装置２００には、半導体ウエハを収納したウエハカセットを搬入するための搬入口２０１と、ロード・アンロードステーション、メッキ槽部等を制御するための制御パネル２０２と、シグナルタワー２０３と、制御パネル２０２と電気的に接続している電装ボックス２０４とを有する。
【００３４】
図１３で、半導体メッキ装置は、ロード・アンロードステーション２１０と、メッキ槽部２４０とを有する。ロード・アンロードステーション２１０では、半導体ウエハを収納したウエハカセットから半導体ウエハを取り出し、メッキ治具に着脱可能に固定することができ、かつ、半導体ウエハを着脱可能に固定したメッキ治具から半導体ウエハを取り出し、ウエハカセットに収納することができる。本発明のメッキ治具を用いることにより、このようなロード・アンロードステーション２１０が可能になった。一方、メッキ槽部２４０では、半導体ウエハを収納したメッキ治具をメッキ槽中のメッキ液に浸漬させ、半導体ウエハをメッキすることができる。
【００３５】
即ち、本発明の第３の側面では、半導体ウエハを収納したウエハカセットから半導体ウエハをメッキ治具に収納することができ、かつ、半導体ウエハを収納したメッキ治具から半導体ウエハをウエハカセットに収納することができるロード・アンロードステーションと；半導体ウエハを収納した前記メッキ治具をメッキ槽中のメッキ液に浸漬させ、半導体ウエハをメッキすることができるメッキ槽部と；を備えた半導体ウエハのメッキ装置が提供される。
【００３６】
ロード・アンロードステーション２１０には、ウエハを収納したウエハカセットを置くことができるテーブルユニット２１２、ウエハ搬送ロボット２１６、ウエハセンタリング装置２１８、スピン乾燥装置２１９が配置されていてもよい。テーブルユニット２１２には、ウエハカセット内部のウエハの存在を検知するためのセンサ装置２１４が配置されていることが好ましい。センサ装置は、ウエハカセット内部の所定位置にウエハの存在の有無を検知するためのセンサと、センサを移動するための駆動装置とを有する。典型的には、センサは上下に移動する。ウエハ搬送ロボット２１６は、ウエハカセットからウエハを取り出し、そして、治具装着台へ搬送することができる。ウエハ搬送ロボット２１６は、治具装着台からウエハを搬送し、ウエハカセットに収納することもできる。ウエハ搬送ロボット２１６は、好ましくは、回転方向に動くことができる。スピン乾燥装置２１９は、メッキされた半導体ウエハを乾燥することができる。
【００３７】
ロード・アンロードステーション２１０には、一つ又は複数のウエハ着脱テーブル２２２ａ、２２２ｂが配置された台２２０が配置されていてもよい。ウエハ着脱テーブル２２２ａ、２２２ｂは、それぞれ、ウエハ着脱テーブル２２２ｂ、２２２ｃの位置に移動することができる。ウエハ着脱テーブル２２２ｂの上部には、ウエハを治具に装着するための治具装着装置が配置されている。治具装着装置の一実施態様は、図１４Ａ及び図１４Ｂに記載されている。ロード・アンロードステーション２１０には、ウエハと治具とが電気的に接続しているか否か確認するための、通電確認装置（図示されていない。）が配置されていることが好ましい。
【００３８】
半導体メッキ装置２００には、治具２３２を収納するための治具ストッカ２３０が配置されていてもよい。図１３の実施態様では、治具ストッカ２３０には、治具２３２を縦置きに２列、各列に１３枚、収納できるようになっている。治具ストッカ２３０は、治具の有無を判別するためのセンサを有することが好ましい。
【００３９】
メッキ槽部２４０には、メッキ槽２５０、水洗槽２６０及び乾燥槽２７０が配置されていてもよい。メッキ槽２５０は複数の区画（ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ）２５２を有することが好ましく、各々の区画では、１枚のウエハを収納した一つの治具がメッキ液に浸漬され、メッキされる。即ち、各々の区画に、治具挿入部、治具への通電装置及びアノードを備えていることが好ましい。ウエハと対向するアノードの露出面はウエハと同心円状となっていることが好ましい。攪拌装置２５８については、複数の区画を一つの攪拌装置で攪拌してもよい。例えば、ウエハ面と平行に攪拌棒を駆動させて、例えば、二つの区画に駆動棒を駆動させてもよい。また、攪拌棒の移動速度を可変としてもよい。
【００４０】
水洗槽２６０では、純水を下からアッパーフローで流しなから治具及び治具内部のウエハメッキ面を洗浄することが好ましい。更にクイックダンプ機能を備え、洗浄効果を高めることが好ましい。
【００４１】
乾燥槽２７０では、水洗槽２６０から取り出した治具及び治具内部のウエハを乾燥することが好ましい。乾燥槽２７０では、例えば、気体を治具にブローして、水滴を下へ落してもよい。
【００４２】
次いで、治具を治具着脱テーブル２２２ａ、２２２ｂへ搬送し、治具からウエハを取り出し、ウエハカセットにウエハを収納する。
【００４３】
治具は、治具搬送ロボットが搬送経路２８０を移動することにより、ロード・アンロードステーション２１０とメッキ槽部２４０との間を搬送することができる。
【００４４】
ロード・アンロードステーション２１０の天井には図示されていない、ＨＥＰＡフィルタを設けて、清浄な空気をダウンフローで流すことが好ましい。これにより、メッキ槽２５０から蒸発した蒸気がロード・アンロードステーション２１０へ来ないようにすることができる。
【００４５】
異常発生時には警報信号出力及び異常表示後、半導体メッキ装置が自動的に停止することが好ましい。もっとも、異常が軽度の場合には、メッキ終了まで通電を継続することが好ましい。
【００４６】
半導体ウエハのメッキ装置の操作方法は、次の通りである。まず、ウエハが収納されたウエハカセットからウエハを取り出し、メッキ治具に装着する。これは、ウエハカセットからウエハを取り出す工程と、治具２３２を治具ストッカ２３０からウエハ着脱テーブル２２２ｂに搬送する工程とを有する。
【００４７】
より詳しくは、ウエハカセットをロードステーションの所定の位置にセットする。そして、スタートボタンを押すと、治具搬送ロボット（図示されていない）が治具２３２を治具ストッカ２３０から取り出し、ウエハ脱着テーブル２２２ｂに置く。一方、ウエハ搬送ロボット２１６が、ウエハをウエハカセットから取り出し、ウエハ脱着テーブル２２２ｂの治具の上に置く。
【００４８】
次に、治具装着装置が、ウエハ脱着テーブル２２２ｂにて、ウエハを治具にセットする。次いで、ウエハが装着された治具を載せたウエハ脱着テーブル２２２ｂが、ウエハ脱着テーブル２２２ａに移動する。次いで、治具搬送ロボット（図示されていない）が、ウエハ脱着テーブル２２２ａ上のウエハが装着された治具をメッキ槽２５０中の区画２５２に搬送し、所定の時間通電しメッキする。
【００４９】
メッキが終了すると、治具搬送ロボットにより、治具は水洗槽２６０に運ばれ、水洗した後、乾燥槽２７０で、気体がブローされて水滴を取る。
【００５０】
次いで、治具搬送ロボットにより、治具が治具装着台に搬送され、治具装着台でウエハが治具から取り外される。そして、ウエハは、スピン乾燥機２１９中のスピン乾燥槽へ搬送される。一方、治具はストッカ２３０に搬送され、収納される。ウエハはスピン乾燥槽でリンスしながら回転させ、最後に高速回転させて乾燥させる。乾燥したウエハは、元のウエハカセットに収納され、すべてのウエハの処理が終ると、終了のブザーが鳴り、装置はスタンバイ状態となる。
【００５１】
図１４Ａに、治具装着装置の一実施態様を示す。治具装着装置３００は、図示されていない駆動装置と、軸方向に往復運動が可能であり、かつ、回転可能な軸３０２と、軸３０２に固定された円盤３０４と、円盤３０４に固定された円盤３０６とを有する。円盤３０６には、メッキ治具に着脱可能に係止するための係止装置が設けられている。この実施態様では、係止装置として、複数のピン３１０ａ、３１０ｂが設けられている。
【００５２】
図１４Ｂに示すように、駆動装置により、軸３０２が下方に移動したときには、ピン３１０ａ、３１０ｂは、それぞれ、メッキ治具３２０の凹部３２２ａ、３２２ｂに挿入される。そして、駆動装置により、軸３０２が時計方向又は逆時計方向に一定の角度、回転したときには、ピン３１０ａ、３１０ｂがメッキ治具３２０を一定の角度、回転して、メッキ治具３２０がその内部の半導体ウエハを締め付け、固定する。そして、駆動装置により、軸３０２を上方に移動し、ピン３１０ａ、３１０ｂをメッキ治具から取り外す。
【００５３】
例えば、メッキ治具３２０が、図８の実施態様の場合には、治具装着装置３００の軸が下方に移動したときに、ピン３１０ａ、３１０ｂが、リング保持部材１１９が配置されている溝に挿入されるようにする。そして、ピン３１０ａ、３１０ｂが一定の角度、回転したときには、ピン３１０ａ、３１０ｂがリング保持部材１１９を回して、固定リング（締め付けリング）１１４を締め付け、半導体ウエハを固定する。
【００５４】
この操作を逆にすることにより、治具装着装置３００を用いて、メッキ治具３２０の固定リング（締め付けリング）１１４を反対方向に回転させ、閉まっていたリング１１４を開くこともできる。
【００５５】
以上説明したように本発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【００５６】
参考例では、半導体ウエハ１６の装着作業が容易になる。
【００５７】
また、シールパッキンには、断面が逆Ｕ字状で、該逆Ｕ字状先端部の一方が第１保持部材の表面に接し、もう一方の先端部が半導体ウエハ面に接し、両先端部の間に第２通電部材が収まるような穴が形成され、第２通電部材は第２保持部材に弾性体部材を介して取付ける構成としたので、構造が簡単で且つ通電接触部はシールパッキンで完全にシールされる。
【００５８】
更に、第２通電部材は側面が逆Ｕ字状をしており、該逆Ｕ字状の先端は第１保持部材に設けられた第１通電部材と保持された半導体ウエハ面に露出する導電膜を跨ぐように弾性体部材を介して第２保持部材に取付けた構成とするので、半導体ウエハの導電膜に確実に通電することができる。
【００５９】
本発明では、固定リング（締め付けリング）で第２保持部材を第１保持部材に押し付ける構成としたので、シールパッキンに均等に面圧が加わり、シール性がよくなる。
【００６０】
また、突起部が逆Ｌ字状の爪を用いることにより、シールのための作業が極めて容易となる。
【００６１】
更に、ヒンジ機構を中心に開閉できるように構成していることにより、第１保持部材と前第２保持部材の位置合わせが容易になる。
【００６２】
更にまた、固定リング（締め付けリング）は該第２保持部材上を所定寸法回転できるよう構成することにより、固定リング（締め付けリング）と爪との位置合わせが容易で、作業性が良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、参考例の一実施態様の半導体ウエハのメッキ治具の外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、参考例の一実施態様の半導体ウエハのメッキ治具の第２保持部材を第１保持部材の上に重ねた場合の第１通電部材とシールパッキンの位置関係を示す断面説明図である。
【図３】図３Ａは、参考例の一実施態様の半導体ウエハのメッキ治具の正面図である。図３Ｂは、参考例の一実施態様の半導体ウエハのメッキ治具の側面図である。
【図４】図４は、参考例の他の実施態様の半導体電解メッキ装置の概略断面図である。
【図５】図５は、参考例の他の実施態様の半導体ウエハのメッキ治具の第２保持部材を第１保持部材の上に重ねた場合の第１通電部材とシールパッキンの位置関係を示す断面説明図である。
【図６】図６は、ヒンジ機構の一実施態様を示す断面図である。
【図７】図７Ａは、本発明の他の実施態様の半導体ウエハのメッキ治具の外観を示す斜視図であり、第１保持部材を開いた状態の斜視図である。図７Ｂは、図７ＡのＢ部分の拡大図である。
【図８】図８は、本発明の他の実施態様の半導体ウエハのメッキ治具の外観を示す斜視図であり、図７Ａの第１保持部材を閉じた状態の斜視図である。
【図９】図９は、図８のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【図１０】図１０は、締め付け固定時における第１通電部材と第２通電部材の位置関係の一態様を示す断面図である。
【図１１】図１１は、締め付け固定時における通電部材と半導体ウエハの位置関係の他の態様を示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の半導体ウエハのメッキ装置の一実施態様を示す側面図である。
【図１３】図１３は、本発明の半導体ウエハのメッキ装置の一実施態様を示す平面図である。
【図１４】図１４Ａは、本発明の治具装着装置の一実施態様の断面図である。図１４Ｂは、本発明の半導体ウエハのメッキ治具の一実施態様の断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１保持部材と；
第２保持部材と；
固定位置と開放位置に移動可能であり、係止部を有する固定リングと；
を具備する半導体ウエハのメッキ治具であって、
前記第１保持部材と前記第２保持部材との間に半導体ウエハを着脱可能に保持することができ、
前記第１保持部材及び前記第２保持部材の何れかには、前記固定リングの係止部に係脱可能に係止することができる被係止部が設けられ、
前記固定リングが固定位置にある場合には、前記固定リングの係止部と前記被係止部とが係脱可能に係止することにより、前記第１保持部材及び前記第２保持部材が固定され、
前記固定リングが開放位置にある場合には、半導体ウエハを前記第１保持部材と前記第２保持部材との間に置くことができるように、又は、半導体ウエハを前記第１保持部材と前記第２保持部材との間から取り外すことができるように、前記第１保持部材及び前記第２保持部材の固定が開放される半導体ウエハのメッキ治具。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体ウエハのメッキ治具へ半導体ウエハを装着させる治具装着装置であって、
半導体ウエハをメッキ治具に着脱可能に係止するための係止装置と、
前記係止装置を上下動可能に且つ回転可能に軸支する駆動軸と、
を具備する治具装着装置。
【請求項３】
半導体ウエハを収納したウエハカセットから半導体ウエハをメッキ治具に収納することができ、かつ、半導体ウエハを収納したメッキ治具から半導体ウエハをウエハカセットに収納することができるロード・アンロードステーションと；
半導体ウエハを収納した前記メッキ治具をメッキ槽中のメッキ液に浸漬させ、半導体ウエハをメッキすることができるメッキ槽部と；
半導体ウエハを収納した前記メッキ治具を前記ロード・アンロードステーションと前記メッキ槽部との間で搬送する搬送装置と；
を備えた半導体ウエハのメッキ装置。
【請求項４】
前記ロード・アンロードステーションには、請求項２に記載の治具装着装置が配置されている、請求項３に記載の半導体ウエハのメッキ装置。
【請求項１】
第１保持部材と；
第２保持部材と；
固定位置と開放位置に移動可能であり、係止部を有する固定リングと；
を具備する半導体ウエハのメッキ治具であって、
前記第１保持部材と前記第２保持部材との間に半導体ウエハを着脱可能に保持することができ、
前記第１保持部材及び前記第２保持部材の何れかには、前記固定リングの係止部に係脱可能に係止することができる被係止部が設けられ、
前記固定リングが固定位置にある場合には、前記固定リングの係止部と前記被係止部とが係脱可能に係止することにより、前記第１保持部材及び前記第２保持部材が固定され、
前記固定リングが開放位置にある場合には、半導体ウエハを前記第１保持部材と前記第２保持部材との間に置くことができるように、又は、半導体ウエハを前記第１保持部材と前記第２保持部材との間から取り外すことができるように、前記第１保持部材及び前記第２保持部材の固定が開放される半導体ウエハのメッキ治具。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体ウエハのメッキ治具へ半導体ウエハを装着させる治具装着装置であって、
半導体ウエハをメッキ治具に着脱可能に係止するための係止装置と、
前記係止装置を上下動可能に且つ回転可能に軸支する駆動軸と、
を具備する治具装着装置。
【請求項３】
半導体ウエハを収納したウエハカセットから半導体ウエハをメッキ治具に収納することができ、かつ、半導体ウエハを収納したメッキ治具から半導体ウエハをウエハカセットに収納することができるロード・アンロードステーションと；
半導体ウエハを収納した前記メッキ治具をメッキ槽中のメッキ液に浸漬させ、半導体ウエハをメッキすることができるメッキ槽部と；
半導体ウエハを収納した前記メッキ治具を前記ロード・アンロードステーションと前記メッキ槽部との間で搬送する搬送装置と；
を備えた半導体ウエハのメッキ装置。
【請求項４】
前記ロード・アンロードステーションには、請求項２に記載の治具装着装置が配置されている、請求項３に記載の半導体ウエハのメッキ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−１６９７９２（Ｐ２００７−１６９７９２Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５５４０（Ｐ２００７−２５５４０）
【出願日】平成１９年２月５日（２００７．２．５）
【分割の表示】特願２０００−６０１２８７（Ｐ２０００−６０１２８７）の分割
【原出願日】平成１１年５月１８日（１９９９．５．１８）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月５日（２００７．２．５）
【分割の表示】特願２０００−６０１２８７（Ｐ２０００−６０１２８７）の分割
【原出願日】平成１１年５月１８日（１９９９．５．１８）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【Ｆターム（参考）】
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