無電解メッキ処理装置および無電解メッキ処理方法
【課題】半導体ウエハの電極品質および作業性を両立させる。
【解決手段】本発明は、遮光筐体１０内部の処理室１０ＡでシリコンウエハＷに無電解メッキ処理を施して電極を形成する無電解メッキ処理装置１に関する。無電解メッキ処理装置１では、処理室１０Ａは、シリコンウエハＷへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である可視光を照射可能な処理室用ライト１２を備える。
【解決手段】本発明は、遮光筐体１０内部の処理室１０ＡでシリコンウエハＷに無電解メッキ処理を施して電極を形成する無電解メッキ処理装置１に関する。無電解メッキ処理装置１では、処理室１０Ａは、シリコンウエハＷへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である可視光を照射可能な処理室用ライト１２を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電解メッキ処理装置および無電解メッキ処理方法に関し、より詳細には、半導体ウエハに電極を形成する無電解メッキ処理装置および無電解メッキ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スパッタリング法などに使用される高価な真空装置や、フォトリソグラフィなどに使用される高価な作画装置を用いることなく、半導体ウエハに電極を安価かつ高精度に形成する方法として、無電解メッキ処理方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、シリコンウエハに電極を形成する無電解メッキ処理方法として、金より安価なニッケルにてメッキ処理を行い、さらに、その表面に薄い金メッキ処理を施す方法が開示されている。
【０００４】
ところが、特許文献１の無電解メッキ処理方法では、能動素子などの光起電力を生じ得る被メッキ物が形成されたシリコンウエハに電極を形成する場合、形成される電極の高さにバラツキが生じるという問題があった。すなわち、光に曝されたシリコンウエハの内部に発生した光起電力の影響で、堆積するメッキ厚が不均一となり、その結果、形成される電極の厚み、或いは、高さにバラツキが生じるという問題があった。
【０００５】
この問題に対して、特許文献２には、光起電力を取り除いた状態で無電解メッキ処理を施す方法が開示されている。
【０００６】
図６（ａ）は、特許文献２に記載の無電解メッキ処理方法を実施する装置１０１の外観を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示される装置１０１の内部構成を示す透視図である。図６（ａ）および図６（ｂ）に示されるように、特許文献２に記載のメッキ処理方法よれば、装置１０１が備える遮光筐体１１０の内部において、完全な遮光状態でシリコンウエハＷに無電解メッキ処理を実行する。これにより、光起電力の影響が排除されるため、シリコンウエハＷに形成される電極の高さを均一にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２３７２６７号公報（２００１年８月３１日公開）
【特許文献２】特開２０００−１５０４２２号公報（２０００年５月３０日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載の無電解メッキ処理方法では、完全な遮光状態で無電解メッキ処理を施すことで光起電力の影響を排除することができる反面、以下に示す課題を有している。
【０００９】
例えば、無電解メッキ処理実行時に設備トラブルが発生した場合、受光による光起電力の発生を制限するためには、遮光筐体１１０の遮光状態を維持したまま設備の復旧作業を行う必要がある。従って、赤外線スコープなどの器具を別途使用する必要があり、作業性が著しく低下してしまう。
【００１０】
一方、作業性の観点から遮光筐体１１０の遮光状態を一度解除して作業した場合、光に曝されたシリコンウエハＷの内部に光起電力が発生するため、形成される電極の高さにバラツキが生じてしまう。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、半導体ウエハの電極品質および作業性を両立させた無電解メッキ処理装置および無電解メッキ処理方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る無電解メッキ処理装置は、上記課題を解決するために、遮光筐体内部の処理室で半導体ウエハに無電解メッキ処理を施して電極を形成する無電解メッキ処理装置において、上記処理室は、上記半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である第１の可視光を照射可能な第１の光源を備えることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明に係る無電解メッキ処理方法は、上記課題を解決するために、遮光状態に維持された処理室で半導体ウエハに無電解メッキ処理を施して電極を形成する無電解メッキ処理方法において、上記半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である可視光を、上記半導体ウエハに照射する照射ステップを含むことを特徴としている。
【００１４】
上記発明によれば、遮光状態に維持された遮光筐体内部の処理室は、半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である第１の可視光を照射可能な第１の光源を備えている。このため、例えば、無電解メッキ処理実行時に設備トラブルが発生した場合、第１の光源によって第１の可視光を照射することにより、従来のように、赤外線スコープなどの器具を別途使用する、或いは、設備の復旧作業のために遮光状態を解除することなく、処理室を可視化して設備の復旧作業を目視で行うことが可能になる。これにより、作業性を向上させることができる。
【００１５】
また、第１の可視光は、半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下になるように制御されている。このため、第１の可視光を照射した場合であっても、半導体ウエハに形成される電極の高さバラツキを抑制することができるので、電極品質を確保することが可能である。
【００１６】
以上のように、上記発明によれば、半導体ウエハの電極品質および作業性を両立させた無電解メッキ処理装置および無電解メッキ処理方法を実現することができる。
【００１７】
また、本発明に係る無電解メッキ処理装置では、上記第１の可視光は、波長が５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下であり、照度が０ｌｘ超、１０ｌｘ以下であることが好ましい。
【００１８】
また、本発明に係る無電解メッキ処理方法では、上記可視光は、波長が５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下であり、照度が０ｌｘ超、１０ｌｘ以下であることが好ましい。
【００１９】
上記発明によれば、第１の可視光（可視光）は、波長が５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下であり、照度が０ｌｘ超、１０ｌｘ以下に制御されている。
【００２０】
処理室を可視化するには、第１の可視光の波長は、可視光領域である３８０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の範囲にある必要がある。一方、半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力を所定値以下に制限するためには、第１の可視光はできるだけ長波長である方が好ましい。ここで、波長と光エネルギーとの相関関係は、可視光領域のうち波長が５００ｎｍ以上になると、ほぼ安定領域に入る。そこで、第１の可視光の波長の下限値として、５００ｎｍを選定し、第１の可視光の波長を、５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の範囲に選定した。
【００２１】
また、半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力を所定値以下にして、半導体ウエハに形成される電極の高さバラツキを抑制するには、照度はできるだけ低く設定することが好ましい。ここで、照度と電極の高さバラツキ幅との相関関係は、照度が１０ｌｘ以下になると、電極のバラツキ幅が±２％以下となる。そこで、第１の可視光の照度の上限値として、１０ｌｘを選定し、第１の可視光の照度を、０ｌｘ超、１０ｌｘ以下の範囲に選定した。
【００２２】
このように、波長を５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下、照度を０ｌｘ超、１０ｌｘ以下に制御することにより、半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である第１の可視光を実現することができる。
【００２３】
また、本発明に係る無電解メッキ処理装置では、上記第１の光源は、波長および照度を調整可能であることが好ましい。
【００２４】
上記発明によれば、第１の光源は、波長および照度を調整可能であるため、必要に応じて、第１の可視光とは異なる波長または照度の可視光を照射することが可能となる。
【００２５】
これにより、第１の光源は、処理室における処理状況に応じて、最適な可視光を照射することができる。
【００２６】
また、本発明に係る無電解メッキ処理装置では、上記第１の光源は、上記第１の可視光よりも照度の高い第２の可視光を照射可能であることが好ましい。
【００２７】
上記発明によれば、第１の光源は、第１の可視光よりも照度の高い第２の可視光を照射可能である。メンテナンス作業時など、無電解メッキ処理が実行されていないとき、半導体ウエハは処理室に未だ搬入されておらず、光起電力の発生を考慮する必要はない。このため、第１の光源に第１の可視光よりも照度の高い第２の可視光を照射させることで、処理室をより明るく照らすことができる。
【００２８】
これにより、無電解メッキ処理装置のメンテナンス作業時などにおける作業性を向上させることができる。
【００２９】
また、本発明に係る無電解メッキ処理装置では、遮光状態に維持され、上記処理室の内部を観察可能な前室を備え、上記前室は、上記半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である第３の可視光を照射可能な第２の光源を備えていることが好ましい。
【００３０】
上記発明によれば、前室から処理室の内部を観察可能であるため、例えば、第１の可視光を照射しながら無電解メッキ処理を実行すれば、無電解メッキ処理の進捗状況、或いは、設備状態などを目視で監視することができる。これにより、設備トラブルの早期発見および早期対応が可能になる。
【００３１】
また、遮光状態に維持された前室に備えられた第２の光源は、半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である第３の可視光を照射可能である。従って、無電解メッキ処理実行時に、第３の可視光が前室から処理室へ入射した場合であっても、半導体ウエハに発生する光起電力を所定値以下に制限することができる。これにより、半導体ウエハの電極品質の低下を防止することができる。
【００３２】
また、本発明に係る無電解メッキ処理装置では、上記第３の可視光は、波長が５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下であり、照度が０ｌｘ超、１０ｌｘ以下であることが好ましい。
【００３３】
上記発明によれば、第３の可視光は、波長が５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下、照度が０ｌｘ超、１０ｌｘ以下に制御されている。このため、第３の可視光が前室から処理室へ入射した場合であっても、半導体ウエハに発生する光起電力を所定値以下に制限することができる。
【００３４】
これにより、半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である第３の可視光を実現することができる。
【００３５】
また、本発明に係る無電解メッキ処理装置では、上記半導体ウエハは、シリコンからなることが好ましい。
【００３６】
上記発明によれば、シリコンウエハの電極品質および作業性を両立させた無電解メッキ処理装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００３７】
以上のように、本発明に係る無電解メッキ処理装置は、遮光筐体内部の処理室で半導体ウエハに無電解メッキ処理を施して電極を形成する無電解メッキ処理装置において、上記処理室は、上記半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である第１の可視光を照射可能な第１の光源を備えるものである。
【００３８】
また、本発明に係る無電解メッキ処理方法は、遮光状態に維持された処理室で半導体ウエハに無電解メッキ処理を施して電極を形成する無電解メッキ処理方法において、上記半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である可視光を、上記半導体ウエハに照射する照射ステップを含む方法である。
【００３９】
それゆえ、半導体ウエハの電極品質および作業性を両立させた無電解メッキ処理装置および無電解メッキ処理方法を実現することにある。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る無電解メッキ処理装置の構成を示す断面図である。
【図２】波長と光エネルギーとの相関関係を示すグラフである。
【図３】照度と電極の高さバラツキ幅との相関関係を示すグラフである。
【図４】本実施形態に係る無電解メッキ処理装置が備える処理室用ライトが照射する光の波長および照度の制御の一例を示すグラフである。
【図５】本実施形態に係る無電解メッキ処理方法の流れを示すフローチャートである。
【図６】（ａ）は、従来の無電解メッキ処理方法を実施する装置の外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示される装置の内部構成を示す透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明に係る無電解メッキ処理装置の一実施形態について図１〜図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、本実施形態では、本発明に係る無電解メッキ処理装置によって、シリコン基板上に所定の電子回路が形成されたＰＮ接合などの構造を有するシリコンウエハに電極を形成する場合について説明する。
【００４２】
（無電解メッキ処理装置の構成）
図１は、本実施形態に係る無電解メッキ処理装置１の構成を示す断面図である。図１に示されるように、無電解メッキ処理装置１は、装置全体を覆う遮光筐体１０と、遮光筐体１０の内部に配置された複数の処理槽２０と、複数の処理槽２０に対応させてシリコンウエハＷを搬送する搬送ユニット３０とを備えている。また、遮光筐体１０の内部は、仕切り板１１によって処理室１０Ａと前室１０Ｂとに区分されている。処理室１０Ａには、処理室用ライト（第１の光源）１２が備えられており、同様に、前室１０Ｂには前室用ライト（第２の光源）１３が備えられている。
【００４３】
遮光筐体１０は、外部からの光を遮断する遮光性の材料からなる外面を有しており、このため、処理室１０Ａおよび前室１０Ｂは遮光状態に維持されている。
【００４４】
仕切り板１１は、遮光筐体１０の内部を処理室１０Ａと前室１０Ｂとに区分しており、遮光筐体１０の外面と同じ遮光性の材料からなる。仕切り板１１には、スライド式に開閉可能な内部ゲート（図示省略）が設けられており、当該内部ゲートを介して処理室１０Ａと前室１０Ｂとの出入りが可能になっている。また、仕切り板１１には、前室１０Ｂから処理室１０Ａの内部を観察することができるように開閉式の観察窓が設けられている。
【００４５】
処理室１０Ａは、シリコンウエハＷに対して無電解メッキ処理を施す部屋であり、処理槽２０および搬送ユニット３０などが配設されている。
【００４６】
前室１０Ｂは、外光や汚染空気が外部から処理室１０Ａに直接侵入することを防止する部屋であり、前室１０Ｂには、装置外部に通じる外部ゲート（図示省略）が設けられている。内部ゲートと外部ゲートとは同時に開かない構造になっており、外部ゲート開放時に外部から前室１０Ｂに侵入した外光や汚染空気が、処理室１０Ａに侵入することを防止することが可能である。これにより、処理室１０Ａを清浄な状態に保つことができる。
【００４７】
また、前室１０Ｂからは、仕切り板１１に設けられた観察窓を介して処理室１０Ａの内部を観察することができ、処理室１０Ａで実行される無電解メッキ処理の進捗状況、或いは、設備状態を監視することができる。
【００４８】
処理室用ライト１２は、照射する光の波長および照度を調整可能な光源であり、例えば、ＬＥＤなどを好適に用いることができる。処理室用ライト１２は、無電解メッキ処理時、或いは、メンテナンス作業時など、処理室における作業内容に応じて最適な光を照射するために、照射する光の波長および照度を適宜変更することができる。
【００４９】
例えば、処理室用ライト１２は、無電解メッキ処理実行時において、シリコンウエハＷにおける光起電力の発生を所定値以下に制限しつつ、無電解メッキ処理の進捗状況、或いは、搬送ユニット３０などの動作状態（設備状態）を可視化する可視光（第１の可視光）を照射する。
【００５０】
一方、処理室用ライト１２は、メンテナンス作業時において、作業性を向上させるために、無電解メッキ処理実行時よりも相対的に照度の高い可視光（第２の可視光）を照射する。なお、処理室用ライト１２が照射する光の波長および照度の調整についての詳細は後述する。
【００５１】
前室用ライト１３は、処理室用ライト１２と同様に、照射する光の波長および照度を調整可能な光源であり、ＬＥＤなどを好適に用いることができる。前室用ライト１３は、シリコンウエハＷへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である可視光（第３の可視光）を照射可能であり、本実施形態では、処理室用ライト１２と波長および照度を同調させた光を照射するように制御されている。従って、処理室１０Ａおよび前室１０Ｂには、同一の波長および照度の光が処理室用ライト１２または前室用ライト１３によってそれぞれ照射される。
【００５２】
複数の処理槽２０は、シリコンウエハＷを水洗いするための水槽、希硝酸槽、水酸化ナトリウム槽、ジンケート処理（Ｚｎ置換メッキ）を行うためのジンケート槽、無電解メッキ処理を施すためのＮｉ槽、および、無電解メッキ処理を施すためのＡｕ槽などを含んでいる。複数の処理槽２０は、一列に並べられて、処理室１０Ａに配設された載置台１４に載置されている。
【００５３】
搬送ユニット３０は、複数の処理槽２０に対してシリコンウエハＷを槽間搬送して無電解メッキ処理を施すものである。搬送ユニット３０は、シリコンウエハＷを保持するホルダ３１と、ホルダ３１を昇降可能に垂下する搬送アーム３２と、搬送アーム３２の水平方向の移動をガイドするガイドレール３３と、ガイドレール３３を支持する支持部３４とを備えている。
【００５４】
支持部３４は、複数の処理槽２０が載置された載置台１４に突設されており、一列に並べて載置された複数の処理槽２０の上方を、ホルダ３１が水平移動するようにガイドレール３３を支持している。このため、シリコンウエハＷを保持したホルダ３１を複数の処理槽２０の上方で水平移動させて、所定の処理槽２０の直上で停止するように制御することができる。また、搬送アーム３２は、ホルダ３１を昇降可能に垂下しているおり、これにより、ホルダ３１に保持されたシリコンウエハＷを槽間搬送して所定の処理槽２０に浸漬させることができる。
【００５５】
このように、無電解メッキ処理装置１は、シリコンウエハＷに無電解メッキ処理を施す遮光筐体１０の内部の処理室１０Ａに、照射する光の波長および照度を調整可能な処理室用ライト１２を備え、処理室用ライト１２は、作業内容に応じて、照射する光の波長および照度を適宜変更する構成である。
【００５６】
ここで、シリコンウエハＷの電極品質と作業性とを両立させためには、無電解メッキ処理実行時において処理室用ライト１２から照射される光は、光起電力の発生の制限および処理室１０Ａの可視化という２つの条件を同時に満たす必要がある。
【００５７】
すなわち、無電解メッキ処理実行時において処理室用ライト１２から照射される光が強すぎると、シリコンウエハＷに光起電力が発生して、形成される電極の高さにバラツキが生じる。このため、シリコンウエハＷの電極品質を確保することができない。
【００５８】
一方、無電解メッキ処理実行時において処理室用ライト１２から照射される光が弱すぎると、処理室１０Ａの可視化を実現することができない。これでは、無電解メッキ処理実行時に設備トラブルが発生した場合、従来のように、赤外線スコープなどの器具を別途使用して設備の復旧作業を行う必要があり、作業性が低下する。また、処理室１０Ａにおける無電解メッキ処理の進捗状況、或いは、搬送ユニット３０などの動作状態を外部から監視することができないため、設備トラブルの発見、対応に遅れが生じる。
【００５９】
そこで、本発明者は鋭意検討を重ねた結果、光起電力の発生の制限および処理室１０Ａの可視化という２つの条件を同時に満たし得る波長および照度の最適な範囲を見出すに至った。以下、照射する光の波長および照度について説明する。
【００６０】
（照射光の波長および照度）
まず、無電解メッキ処理実行時において照射する光の波長の範囲について説明する。
【００６１】
図２は、波長と光エネルギーとの相関関係を示すグラフである。図２では、横軸が波長（ｎｍ）、縦軸が光エネルギー（ｅＶ）をそれぞれ示している。
【００６２】
まず、処理室１０Ａを可視化するには、処理室用ライト１２から照射される光の波長は、可視光領域である３８０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の範囲にある必要がある。一方、図２に示されるように、シリコンウエハＷに用いられるシリコン（Ｓｉ）は、波長１０６０ｎｍ以下の光に感応して光起電力を発生させるが、光起電力の発生の誘引となる光エネルギーは、照射する光の波長が長くなるにつれて減少する傾向にある。
【００６３】
従って、可視光領域のうち、できるだけ長波長側の光を照射すれば、光起電力の発生を極力抑えながら、処理室１０Ａの可視化を実現することができる。
【００６４】
ここで、波長が５００ｎｍ以上になると、波長と光エネルギーとの相関関係は、ほぼ安定領域に入り、シリコンウエハＷにおける価電子帯から伝導帯への電子の励起が制限される。そこで、無電解メッキ処理実行時において、処理室用ライト１２が照射する光の波長の下限値として５００ｎｍを選定した。また、波長の上限値として、可視光領域の最大波長である７８０ｎｍを選定した。
【００６５】
このようにして、無電解メッキ処理実行時において、処理室用ライト１２が照射する光の波長を５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の範囲に選定した。なお、波長が５００ｎｍの光は、例えば、フォトレジストの感応防止領域として認知されており、その安全性も立証されている。
【００６６】
次に、無電解メッキ処理時において照射する光の照度の範囲について説明する。
【００６７】
図３は、波長５００ｎｍ付近にピーク値を有する照明下での照度と電極の高さバラツキ幅との相関関係を示すグラフである。図３では、横軸が照度（ｌｘ）、縦軸が照度に依存する電極の高さバラツキ幅（±％）をそれぞれ示している。
【００６８】
図３に示されるように、照射する光の照度が低くなるにつれて、電極の高さバラツキ幅は抑制される傾向にある。
【００６９】
ここで、照度と電極の高さバラツキ幅との相関関係は、照度が１０ｌｘ以下になると、ほぼ安定領域に入り、形成される電極のバラツキ幅は±２％以下となる。そこで、無電解メッキ処理実行時において、処理室用ライト１２が照射する光の照度の上限値として１０ｌｘを選定した。
【００７０】
一方、無電解メッキ処理実行時において、処理室用ライト１２が照射する光の照度の下限値は、処理室１０Ａの可視化という条件に満たすためには少なくとも０より大きい値である必要がある。
【００７１】
このようにして、無電解メッキ処理実行時において、処理室用ライト１２が照射する光の照度を０ｌｘ超、１０ｌｘ以下の範囲に選定した。
【００７２】
以上のように、無電解メッキ処理実行時において、処理室用ライト１２が照射する光の波長を５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下、照度を０ｌｘ超、１０ｌｘ以下に調整することにより、シリコンウエハＷにおける光起電力の発生を所定値以下に制限しつつ、処理室１０Ａの可視化を実現することができる。
【００７３】
図４は、本実施形態に係る無電解メッキ処理装置１が備える処理室用ライト１２が照射する光の波長および照度の制御の一例を示すグラフである。図４では、横軸が波長（ｎｍ）、縦軸が照度（ｌｘ）をそれぞれ示している。図４において、領域Ａは、処理室用ライト１２が無電解メッキ処理時に照射する光の波長および照度の範囲を示しており、領域Ｂは、処理室用ライト１２がメンテナンス作業時に照射する光の波長および照度の範囲を示している。
【００７４】
図４に示されるように、無電解メッキ処理装置１では、処理室用ライト１２は、無電解メッキ処理時において、波長を５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下、照度を０ｌｘ超、１０ｌｘ以下の範囲内に制御した光を照射する。これにより、無電解メッキ処理実行時において、光起電力の発生を所定値以下に制限しつつ、処理室１０Ａを可視化することができる。
【００７５】
一方、メンテナンス作業時など、無電解メッキ処理を実行していないときは、シリコンウエハＷは処理室１０Ａに未だ搬入されておらず、光起電力の発生を考慮する必要はない。このため、処理室用ライト１２は、メンテナンス作業の作業性を向上させるために、波長および照度を変更した光を照射する。例えば、無電解メッキ処理実行時よりも相対的に高い照度の光を照射することで、メンテナンス作業の作業性を向上させることができる。なお、処理室用ライト１２は、メンテナンス作業時において、例えば、波長が可視光領域である３８０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下、照度が５ｌｘ以上、５００ｌｘ以下の範囲の光を照射する。
【００７６】
（無電解メッキ処理方法の流れ）
次に、無電解メッキ処理装置１を用いて、シリコンウエハＷ上に予め形成されたＡｌ電極を核として、このＡｌ電極上に無電解メッキ処理によりバンプ電極を形成する無電解メッキ処理方法の流れについて説明する。なお、ここでは、無電解メッキ処理の全工程に亘って処理室用ライト１２を点灯させて、無電解メッキ処理の進捗状況、或いは、設備状態を監視可能にする場合について説明する。
【００７７】
図５は、本実施形態に係る無電解メッキ処理方法の流れを示すフローチャートである。図５に示されるように、まず、処理室１０Ａを可視化するために処理室用ライト１２を点灯する（処理室用ライト照射ステップ：Ｓ１）。或いは、すでに処理室用ライト１２が点灯している場合には、処理室用ライト１２から照射される光の波長および照度を所定の範囲に変更する。具体的には、処理室用ライト１２から照射される光の波長および照度を、図４に示される領域Ａの波長および照度に調整する。このとき、前室１０Ｂが備える前室用ライト１３から照射される光についても、図４に示される領域Ａの波長および照度に調整する。
【００７８】
次に、シリコンウエハＷをホルダ３１に収納して、しばらく放置することにより光起電力を除去（除電）、或いは、減少させる（光起電力除去ステップ：Ｓ２）。パッケージングされていない剥き出しの状態にあるシリコンウエハＷは、処理室１０Ａに搬入された時点において、光起電力が発生した状態にある。そこで、シリコンウエハＷをホルダ３１に収納した状態でしばらく放置することにより、発生した光起電力を除去、或いは、減少させることができる。
【００７９】
次に、シリコンウエハＷのＡｌ電極の表面に自然に形成された自然酸化膜を酸処理により除去する（酸化膜除去ステップ：Ｓ３）。具体的には、シリコンウエハＷを、まず水槽に浸漬して水洗いした後、希硝酸槽および水酸化ナトリウム槽に適宜繰り返して浸漬する。そして、再び水槽に浸漬して水洗いすることにより、Ａｌ電極の表面に形成された酸化膜を除去する。
【００８０】
次に、シリコンウエハＷをジンケート槽に浸漬して、ジンケート処理（Ｚｎ置換メッキ）を行う（ジンケート処理ステップ：Ｓ４）。
【００８１】
次に、シリコンウエハＷをＮｉ槽に浸漬して、ジンケート処理された上にＮｉ無電解メッキ処理を施す（Ｎｉ無電解メッキ処理ステップ：Ｓ５）。
【００８２】
最後に、シリコンウエハＷをＡｕ槽に浸漬して、Ｎｉ無電解メッキ処理された上にＡｕ無電解メッキ処理を施す（Ａｕ無電解メッキ処理ステップ：Ｓ６）。
【００８３】
これにより、Ａｌ電極を核としてこの上にＮｉおよびＡｕの析出金属を生成させ、一様な厚さあるいは高さの金属膜、すなわち、バンプ電極を形成することができる。
【００８４】
このように、無電解メッキ処理方法によれば、光起電力の発生を所定値以下に制限する照明下で、Ｓ２〜Ｓ６が実行される。このため、無電解メッキ処理の進捗状況、或いは、設備状態を目視で監視することが可能である。従って、無電解メッキ処理実行中に設備トラブルが発生した場合あっても、設備トラブルの早期発見および早期対応が可能になる。
【００８５】
また、無電解メッキ処理実行時に設備トラブルが発生した場合、処理室１０Ａは可視化されているため、設備の復旧作業を目視で行うことが可能になる。これにより、作業性を向上させることができる。
【００８６】
さらに、前室用ライト１３は、処理室用ライト１２と同様に、図４に示される領域Ａの波長および照度に調整された光を照射するため、前室１０Ｂから処理室１０Ａへ前室用ライト１３の光が入射した場合であっても、シリコンウエハＷに発生する光起電力を所定値以下に制限することができる。これにより、形成される電極にバラツキが生じることを抑制して、シリコンウエハＷの電極品質の低下を防止することができる。
【００８７】
なお、ここでは、無電解メッキ処理の進捗状況、或いは、搬送ユニット３０などの動作状態を監視可能にするために、無電解メッキ処理の全工程に亘って処理室用ライト１２を点灯させる場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、設備トラブル発生時など、必要に応じて処理室用ライト１２を点灯する処理室用ライト照射ステップを実行する構成であってもよい。この場合、遮光状態でシリコンウエハＷに対して無電解メッキ処理が施されるため、シリコンウエハＷにおける光起電力の発生をより制限することができる。これにより、シリコンウエハＷに形成される電極の高さバラツキを抑制して、電極品質を向上させることができる。
【００８８】
（実施形態の総括）
以上のように、本発明は、遮光筐体１０内部の処理室１０ＡでシリコンウエハＷに無電解メッキ処理を施して電極を形成する無電解メッキ処理装置１において、処理室１０Ａは、シリコンウエハＷへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である第１の可視光を照射可能な処理室用ライト１２を備える構成である。
【００８９】
このため、例えば、無電解メッキ処理実行時に設備トラブルが発生した場合、処理室用ライト１２を点灯させることにより、従来のように、設備の復旧作業のために赤外線スコープなどの器具を別途使用する、或いは、遮光状態を解除することなく、処理室１０Ａを可視化して設備の復旧作業を目視で行うことが可能になる。このため、作業性を向上させることができる。
【００９０】
また、処理室用ライト１２から照射される光は、シリコンウエハＷへの照射時に発生する光起電力が所定値以下なるように制御されている。このため、処理室用ライト１２を点灯させたとしても、シリコンウエハＷに形成される電極の高さバラツキを抑制することができるので、電極品質を確保することが可能である。
【００９１】
それゆえ、本実施形態によれば、シリコンウエハＷの電極品質および作業性を両立させた無電解メッキ処理装置１を実現することができる。
【００９２】
なお、本実施形態では、処理室用ライト１２として、照射する光の波長および照度を適宜変更可能な光源を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、処理室用ライト１２として、シリコンウエハＷへの照射時に発生する光起電力を所定値以下に制限可能な波長および照度に固定された可視光を照射する光源を用いてもよい。
【００９３】
また、本実施形態では、半導体ウエハとしてシリコンウエハＷを用いた場合について説明したが、本発明はこれの限定されない。シリコンウエハ以外にも、例えば、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）ウエハ、ガリウムヒソ(ＧａＡｓ)ウエハ、ガリウムリン(ＧａＰ)ウエハ、ガリウムナイトライド（ＧａＮ）ウエハなど、光に曝されることによって光起電力を生じる半導体ウエハを用いることができる。
【００９４】
また、本実施形態では、単一の遮光筐体１０の内部に仕切り板１１を設けることによって、処理室１０Ａと前室１０Ｂとに区分しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、遮光筐体１０とは異なる遮光部材を連設することによって、前室１０Ｂを形成してもよい。
【００９５】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、無電解メッキ処理によってシリコンウエハに電極を形成する場合に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１ 無電解メッキ処理装置
１０ 遮光筐体
１０Ａ 処理室
１０Ｂ 前室
１１ 仕切り板
１２ 処理室用ライト（第１の光源）
１３ 前室用ライト（第２の光源）
２０ 処理槽
３０ 搬送ユニット
Ｗ シリコンウエハ（半導体ウエハ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電解メッキ処理装置および無電解メッキ処理方法に関し、より詳細には、半導体ウエハに電極を形成する無電解メッキ処理装置および無電解メッキ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スパッタリング法などに使用される高価な真空装置や、フォトリソグラフィなどに使用される高価な作画装置を用いることなく、半導体ウエハに電極を安価かつ高精度に形成する方法として、無電解メッキ処理方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、シリコンウエハに電極を形成する無電解メッキ処理方法として、金より安価なニッケルにてメッキ処理を行い、さらに、その表面に薄い金メッキ処理を施す方法が開示されている。
【０００４】
ところが、特許文献１の無電解メッキ処理方法では、能動素子などの光起電力を生じ得る被メッキ物が形成されたシリコンウエハに電極を形成する場合、形成される電極の高さにバラツキが生じるという問題があった。すなわち、光に曝されたシリコンウエハの内部に発生した光起電力の影響で、堆積するメッキ厚が不均一となり、その結果、形成される電極の厚み、或いは、高さにバラツキが生じるという問題があった。
【０００５】
この問題に対して、特許文献２には、光起電力を取り除いた状態で無電解メッキ処理を施す方法が開示されている。
【０００６】
図６（ａ）は、特許文献２に記載の無電解メッキ処理方法を実施する装置１０１の外観を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示される装置１０１の内部構成を示す透視図である。図６（ａ）および図６（ｂ）に示されるように、特許文献２に記載のメッキ処理方法よれば、装置１０１が備える遮光筐体１１０の内部において、完全な遮光状態でシリコンウエハＷに無電解メッキ処理を実行する。これにより、光起電力の影響が排除されるため、シリコンウエハＷに形成される電極の高さを均一にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２３７２６７号公報（２００１年８月３１日公開）
【特許文献２】特開２０００−１５０４２２号公報（２０００年５月３０日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載の無電解メッキ処理方法では、完全な遮光状態で無電解メッキ処理を施すことで光起電力の影響を排除することができる反面、以下に示す課題を有している。
【０００９】
例えば、無電解メッキ処理実行時に設備トラブルが発生した場合、受光による光起電力の発生を制限するためには、遮光筐体１１０の遮光状態を維持したまま設備の復旧作業を行う必要がある。従って、赤外線スコープなどの器具を別途使用する必要があり、作業性が著しく低下してしまう。
【００１０】
一方、作業性の観点から遮光筐体１１０の遮光状態を一度解除して作業した場合、光に曝されたシリコンウエハＷの内部に光起電力が発生するため、形成される電極の高さにバラツキが生じてしまう。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、半導体ウエハの電極品質および作業性を両立させた無電解メッキ処理装置および無電解メッキ処理方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る無電解メッキ処理装置は、上記課題を解決するために、遮光筐体内部の処理室で半導体ウエハに無電解メッキ処理を施して電極を形成する無電解メッキ処理装置において、上記処理室は、上記半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である第１の可視光を照射可能な第１の光源を備えることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明に係る無電解メッキ処理方法は、上記課題を解決するために、遮光状態に維持された処理室で半導体ウエハに無電解メッキ処理を施して電極を形成する無電解メッキ処理方法において、上記半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である可視光を、上記半導体ウエハに照射する照射ステップを含むことを特徴としている。
【００１４】
上記発明によれば、遮光状態に維持された遮光筐体内部の処理室は、半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である第１の可視光を照射可能な第１の光源を備えている。このため、例えば、無電解メッキ処理実行時に設備トラブルが発生した場合、第１の光源によって第１の可視光を照射することにより、従来のように、赤外線スコープなどの器具を別途使用する、或いは、設備の復旧作業のために遮光状態を解除することなく、処理室を可視化して設備の復旧作業を目視で行うことが可能になる。これにより、作業性を向上させることができる。
【００１５】
また、第１の可視光は、半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下になるように制御されている。このため、第１の可視光を照射した場合であっても、半導体ウエハに形成される電極の高さバラツキを抑制することができるので、電極品質を確保することが可能である。
【００１６】
以上のように、上記発明によれば、半導体ウエハの電極品質および作業性を両立させた無電解メッキ処理装置および無電解メッキ処理方法を実現することができる。
【００１７】
また、本発明に係る無電解メッキ処理装置では、上記第１の可視光は、波長が５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下であり、照度が０ｌｘ超、１０ｌｘ以下であることが好ましい。
【００１８】
また、本発明に係る無電解メッキ処理方法では、上記可視光は、波長が５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下であり、照度が０ｌｘ超、１０ｌｘ以下であることが好ましい。
【００１９】
上記発明によれば、第１の可視光（可視光）は、波長が５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下であり、照度が０ｌｘ超、１０ｌｘ以下に制御されている。
【００２０】
処理室を可視化するには、第１の可視光の波長は、可視光領域である３８０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の範囲にある必要がある。一方、半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力を所定値以下に制限するためには、第１の可視光はできるだけ長波長である方が好ましい。ここで、波長と光エネルギーとの相関関係は、可視光領域のうち波長が５００ｎｍ以上になると、ほぼ安定領域に入る。そこで、第１の可視光の波長の下限値として、５００ｎｍを選定し、第１の可視光の波長を、５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の範囲に選定した。
【００２１】
また、半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力を所定値以下にして、半導体ウエハに形成される電極の高さバラツキを抑制するには、照度はできるだけ低く設定することが好ましい。ここで、照度と電極の高さバラツキ幅との相関関係は、照度が１０ｌｘ以下になると、電極のバラツキ幅が±２％以下となる。そこで、第１の可視光の照度の上限値として、１０ｌｘを選定し、第１の可視光の照度を、０ｌｘ超、１０ｌｘ以下の範囲に選定した。
【００２２】
このように、波長を５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下、照度を０ｌｘ超、１０ｌｘ以下に制御することにより、半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である第１の可視光を実現することができる。
【００２３】
また、本発明に係る無電解メッキ処理装置では、上記第１の光源は、波長および照度を調整可能であることが好ましい。
【００２４】
上記発明によれば、第１の光源は、波長および照度を調整可能であるため、必要に応じて、第１の可視光とは異なる波長または照度の可視光を照射することが可能となる。
【００２５】
これにより、第１の光源は、処理室における処理状況に応じて、最適な可視光を照射することができる。
【００２６】
また、本発明に係る無電解メッキ処理装置では、上記第１の光源は、上記第１の可視光よりも照度の高い第２の可視光を照射可能であることが好ましい。
【００２７】
上記発明によれば、第１の光源は、第１の可視光よりも照度の高い第２の可視光を照射可能である。メンテナンス作業時など、無電解メッキ処理が実行されていないとき、半導体ウエハは処理室に未だ搬入されておらず、光起電力の発生を考慮する必要はない。このため、第１の光源に第１の可視光よりも照度の高い第２の可視光を照射させることで、処理室をより明るく照らすことができる。
【００２８】
これにより、無電解メッキ処理装置のメンテナンス作業時などにおける作業性を向上させることができる。
【００２９】
また、本発明に係る無電解メッキ処理装置では、遮光状態に維持され、上記処理室の内部を観察可能な前室を備え、上記前室は、上記半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である第３の可視光を照射可能な第２の光源を備えていることが好ましい。
【００３０】
上記発明によれば、前室から処理室の内部を観察可能であるため、例えば、第１の可視光を照射しながら無電解メッキ処理を実行すれば、無電解メッキ処理の進捗状況、或いは、設備状態などを目視で監視することができる。これにより、設備トラブルの早期発見および早期対応が可能になる。
【００３１】
また、遮光状態に維持された前室に備えられた第２の光源は、半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である第３の可視光を照射可能である。従って、無電解メッキ処理実行時に、第３の可視光が前室から処理室へ入射した場合であっても、半導体ウエハに発生する光起電力を所定値以下に制限することができる。これにより、半導体ウエハの電極品質の低下を防止することができる。
【００３２】
また、本発明に係る無電解メッキ処理装置では、上記第３の可視光は、波長が５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下であり、照度が０ｌｘ超、１０ｌｘ以下であることが好ましい。
【００３３】
上記発明によれば、第３の可視光は、波長が５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下、照度が０ｌｘ超、１０ｌｘ以下に制御されている。このため、第３の可視光が前室から処理室へ入射した場合であっても、半導体ウエハに発生する光起電力を所定値以下に制限することができる。
【００３４】
これにより、半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である第３の可視光を実現することができる。
【００３５】
また、本発明に係る無電解メッキ処理装置では、上記半導体ウエハは、シリコンからなることが好ましい。
【００３６】
上記発明によれば、シリコンウエハの電極品質および作業性を両立させた無電解メッキ処理装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００３７】
以上のように、本発明に係る無電解メッキ処理装置は、遮光筐体内部の処理室で半導体ウエハに無電解メッキ処理を施して電極を形成する無電解メッキ処理装置において、上記処理室は、上記半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である第１の可視光を照射可能な第１の光源を備えるものである。
【００３８】
また、本発明に係る無電解メッキ処理方法は、遮光状態に維持された処理室で半導体ウエハに無電解メッキ処理を施して電極を形成する無電解メッキ処理方法において、上記半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である可視光を、上記半導体ウエハに照射する照射ステップを含む方法である。
【００３９】
それゆえ、半導体ウエハの電極品質および作業性を両立させた無電解メッキ処理装置および無電解メッキ処理方法を実現することにある。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る無電解メッキ処理装置の構成を示す断面図である。
【図２】波長と光エネルギーとの相関関係を示すグラフである。
【図３】照度と電極の高さバラツキ幅との相関関係を示すグラフである。
【図４】本実施形態に係る無電解メッキ処理装置が備える処理室用ライトが照射する光の波長および照度の制御の一例を示すグラフである。
【図５】本実施形態に係る無電解メッキ処理方法の流れを示すフローチャートである。
【図６】（ａ）は、従来の無電解メッキ処理方法を実施する装置の外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示される装置の内部構成を示す透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明に係る無電解メッキ処理装置の一実施形態について図１〜図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、本実施形態では、本発明に係る無電解メッキ処理装置によって、シリコン基板上に所定の電子回路が形成されたＰＮ接合などの構造を有するシリコンウエハに電極を形成する場合について説明する。
【００４２】
（無電解メッキ処理装置の構成）
図１は、本実施形態に係る無電解メッキ処理装置１の構成を示す断面図である。図１に示されるように、無電解メッキ処理装置１は、装置全体を覆う遮光筐体１０と、遮光筐体１０の内部に配置された複数の処理槽２０と、複数の処理槽２０に対応させてシリコンウエハＷを搬送する搬送ユニット３０とを備えている。また、遮光筐体１０の内部は、仕切り板１１によって処理室１０Ａと前室１０Ｂとに区分されている。処理室１０Ａには、処理室用ライト（第１の光源）１２が備えられており、同様に、前室１０Ｂには前室用ライト（第２の光源）１３が備えられている。
【００４３】
遮光筐体１０は、外部からの光を遮断する遮光性の材料からなる外面を有しており、このため、処理室１０Ａおよび前室１０Ｂは遮光状態に維持されている。
【００４４】
仕切り板１１は、遮光筐体１０の内部を処理室１０Ａと前室１０Ｂとに区分しており、遮光筐体１０の外面と同じ遮光性の材料からなる。仕切り板１１には、スライド式に開閉可能な内部ゲート（図示省略）が設けられており、当該内部ゲートを介して処理室１０Ａと前室１０Ｂとの出入りが可能になっている。また、仕切り板１１には、前室１０Ｂから処理室１０Ａの内部を観察することができるように開閉式の観察窓が設けられている。
【００４５】
処理室１０Ａは、シリコンウエハＷに対して無電解メッキ処理を施す部屋であり、処理槽２０および搬送ユニット３０などが配設されている。
【００４６】
前室１０Ｂは、外光や汚染空気が外部から処理室１０Ａに直接侵入することを防止する部屋であり、前室１０Ｂには、装置外部に通じる外部ゲート（図示省略）が設けられている。内部ゲートと外部ゲートとは同時に開かない構造になっており、外部ゲート開放時に外部から前室１０Ｂに侵入した外光や汚染空気が、処理室１０Ａに侵入することを防止することが可能である。これにより、処理室１０Ａを清浄な状態に保つことができる。
【００４７】
また、前室１０Ｂからは、仕切り板１１に設けられた観察窓を介して処理室１０Ａの内部を観察することができ、処理室１０Ａで実行される無電解メッキ処理の進捗状況、或いは、設備状態を監視することができる。
【００４８】
処理室用ライト１２は、照射する光の波長および照度を調整可能な光源であり、例えば、ＬＥＤなどを好適に用いることができる。処理室用ライト１２は、無電解メッキ処理時、或いは、メンテナンス作業時など、処理室における作業内容に応じて最適な光を照射するために、照射する光の波長および照度を適宜変更することができる。
【００４９】
例えば、処理室用ライト１２は、無電解メッキ処理実行時において、シリコンウエハＷにおける光起電力の発生を所定値以下に制限しつつ、無電解メッキ処理の進捗状況、或いは、搬送ユニット３０などの動作状態（設備状態）を可視化する可視光（第１の可視光）を照射する。
【００５０】
一方、処理室用ライト１２は、メンテナンス作業時において、作業性を向上させるために、無電解メッキ処理実行時よりも相対的に照度の高い可視光（第２の可視光）を照射する。なお、処理室用ライト１２が照射する光の波長および照度の調整についての詳細は後述する。
【００５１】
前室用ライト１３は、処理室用ライト１２と同様に、照射する光の波長および照度を調整可能な光源であり、ＬＥＤなどを好適に用いることができる。前室用ライト１３は、シリコンウエハＷへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である可視光（第３の可視光）を照射可能であり、本実施形態では、処理室用ライト１２と波長および照度を同調させた光を照射するように制御されている。従って、処理室１０Ａおよび前室１０Ｂには、同一の波長および照度の光が処理室用ライト１２または前室用ライト１３によってそれぞれ照射される。
【００５２】
複数の処理槽２０は、シリコンウエハＷを水洗いするための水槽、希硝酸槽、水酸化ナトリウム槽、ジンケート処理（Ｚｎ置換メッキ）を行うためのジンケート槽、無電解メッキ処理を施すためのＮｉ槽、および、無電解メッキ処理を施すためのＡｕ槽などを含んでいる。複数の処理槽２０は、一列に並べられて、処理室１０Ａに配設された載置台１４に載置されている。
【００５３】
搬送ユニット３０は、複数の処理槽２０に対してシリコンウエハＷを槽間搬送して無電解メッキ処理を施すものである。搬送ユニット３０は、シリコンウエハＷを保持するホルダ３１と、ホルダ３１を昇降可能に垂下する搬送アーム３２と、搬送アーム３２の水平方向の移動をガイドするガイドレール３３と、ガイドレール３３を支持する支持部３４とを備えている。
【００５４】
支持部３４は、複数の処理槽２０が載置された載置台１４に突設されており、一列に並べて載置された複数の処理槽２０の上方を、ホルダ３１が水平移動するようにガイドレール３３を支持している。このため、シリコンウエハＷを保持したホルダ３１を複数の処理槽２０の上方で水平移動させて、所定の処理槽２０の直上で停止するように制御することができる。また、搬送アーム３２は、ホルダ３１を昇降可能に垂下しているおり、これにより、ホルダ３１に保持されたシリコンウエハＷを槽間搬送して所定の処理槽２０に浸漬させることができる。
【００５５】
このように、無電解メッキ処理装置１は、シリコンウエハＷに無電解メッキ処理を施す遮光筐体１０の内部の処理室１０Ａに、照射する光の波長および照度を調整可能な処理室用ライト１２を備え、処理室用ライト１２は、作業内容に応じて、照射する光の波長および照度を適宜変更する構成である。
【００５６】
ここで、シリコンウエハＷの電極品質と作業性とを両立させためには、無電解メッキ処理実行時において処理室用ライト１２から照射される光は、光起電力の発生の制限および処理室１０Ａの可視化という２つの条件を同時に満たす必要がある。
【００５７】
すなわち、無電解メッキ処理実行時において処理室用ライト１２から照射される光が強すぎると、シリコンウエハＷに光起電力が発生して、形成される電極の高さにバラツキが生じる。このため、シリコンウエハＷの電極品質を確保することができない。
【００５８】
一方、無電解メッキ処理実行時において処理室用ライト１２から照射される光が弱すぎると、処理室１０Ａの可視化を実現することができない。これでは、無電解メッキ処理実行時に設備トラブルが発生した場合、従来のように、赤外線スコープなどの器具を別途使用して設備の復旧作業を行う必要があり、作業性が低下する。また、処理室１０Ａにおける無電解メッキ処理の進捗状況、或いは、搬送ユニット３０などの動作状態を外部から監視することができないため、設備トラブルの発見、対応に遅れが生じる。
【００５９】
そこで、本発明者は鋭意検討を重ねた結果、光起電力の発生の制限および処理室１０Ａの可視化という２つの条件を同時に満たし得る波長および照度の最適な範囲を見出すに至った。以下、照射する光の波長および照度について説明する。
【００６０】
（照射光の波長および照度）
まず、無電解メッキ処理実行時において照射する光の波長の範囲について説明する。
【００６１】
図２は、波長と光エネルギーとの相関関係を示すグラフである。図２では、横軸が波長（ｎｍ）、縦軸が光エネルギー（ｅＶ）をそれぞれ示している。
【００６２】
まず、処理室１０Ａを可視化するには、処理室用ライト１２から照射される光の波長は、可視光領域である３８０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の範囲にある必要がある。一方、図２に示されるように、シリコンウエハＷに用いられるシリコン（Ｓｉ）は、波長１０６０ｎｍ以下の光に感応して光起電力を発生させるが、光起電力の発生の誘引となる光エネルギーは、照射する光の波長が長くなるにつれて減少する傾向にある。
【００６３】
従って、可視光領域のうち、できるだけ長波長側の光を照射すれば、光起電力の発生を極力抑えながら、処理室１０Ａの可視化を実現することができる。
【００６４】
ここで、波長が５００ｎｍ以上になると、波長と光エネルギーとの相関関係は、ほぼ安定領域に入り、シリコンウエハＷにおける価電子帯から伝導帯への電子の励起が制限される。そこで、無電解メッキ処理実行時において、処理室用ライト１２が照射する光の波長の下限値として５００ｎｍを選定した。また、波長の上限値として、可視光領域の最大波長である７８０ｎｍを選定した。
【００６５】
このようにして、無電解メッキ処理実行時において、処理室用ライト１２が照射する光の波長を５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の範囲に選定した。なお、波長が５００ｎｍの光は、例えば、フォトレジストの感応防止領域として認知されており、その安全性も立証されている。
【００６６】
次に、無電解メッキ処理時において照射する光の照度の範囲について説明する。
【００６７】
図３は、波長５００ｎｍ付近にピーク値を有する照明下での照度と電極の高さバラツキ幅との相関関係を示すグラフである。図３では、横軸が照度（ｌｘ）、縦軸が照度に依存する電極の高さバラツキ幅（±％）をそれぞれ示している。
【００６８】
図３に示されるように、照射する光の照度が低くなるにつれて、電極の高さバラツキ幅は抑制される傾向にある。
【００６９】
ここで、照度と電極の高さバラツキ幅との相関関係は、照度が１０ｌｘ以下になると、ほぼ安定領域に入り、形成される電極のバラツキ幅は±２％以下となる。そこで、無電解メッキ処理実行時において、処理室用ライト１２が照射する光の照度の上限値として１０ｌｘを選定した。
【００７０】
一方、無電解メッキ処理実行時において、処理室用ライト１２が照射する光の照度の下限値は、処理室１０Ａの可視化という条件に満たすためには少なくとも０より大きい値である必要がある。
【００７１】
このようにして、無電解メッキ処理実行時において、処理室用ライト１２が照射する光の照度を０ｌｘ超、１０ｌｘ以下の範囲に選定した。
【００７２】
以上のように、無電解メッキ処理実行時において、処理室用ライト１２が照射する光の波長を５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下、照度を０ｌｘ超、１０ｌｘ以下に調整することにより、シリコンウエハＷにおける光起電力の発生を所定値以下に制限しつつ、処理室１０Ａの可視化を実現することができる。
【００７３】
図４は、本実施形態に係る無電解メッキ処理装置１が備える処理室用ライト１２が照射する光の波長および照度の制御の一例を示すグラフである。図４では、横軸が波長（ｎｍ）、縦軸が照度（ｌｘ）をそれぞれ示している。図４において、領域Ａは、処理室用ライト１２が無電解メッキ処理時に照射する光の波長および照度の範囲を示しており、領域Ｂは、処理室用ライト１２がメンテナンス作業時に照射する光の波長および照度の範囲を示している。
【００７４】
図４に示されるように、無電解メッキ処理装置１では、処理室用ライト１２は、無電解メッキ処理時において、波長を５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下、照度を０ｌｘ超、１０ｌｘ以下の範囲内に制御した光を照射する。これにより、無電解メッキ処理実行時において、光起電力の発生を所定値以下に制限しつつ、処理室１０Ａを可視化することができる。
【００７５】
一方、メンテナンス作業時など、無電解メッキ処理を実行していないときは、シリコンウエハＷは処理室１０Ａに未だ搬入されておらず、光起電力の発生を考慮する必要はない。このため、処理室用ライト１２は、メンテナンス作業の作業性を向上させるために、波長および照度を変更した光を照射する。例えば、無電解メッキ処理実行時よりも相対的に高い照度の光を照射することで、メンテナンス作業の作業性を向上させることができる。なお、処理室用ライト１２は、メンテナンス作業時において、例えば、波長が可視光領域である３８０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下、照度が５ｌｘ以上、５００ｌｘ以下の範囲の光を照射する。
【００７６】
（無電解メッキ処理方法の流れ）
次に、無電解メッキ処理装置１を用いて、シリコンウエハＷ上に予め形成されたＡｌ電極を核として、このＡｌ電極上に無電解メッキ処理によりバンプ電極を形成する無電解メッキ処理方法の流れについて説明する。なお、ここでは、無電解メッキ処理の全工程に亘って処理室用ライト１２を点灯させて、無電解メッキ処理の進捗状況、或いは、設備状態を監視可能にする場合について説明する。
【００７７】
図５は、本実施形態に係る無電解メッキ処理方法の流れを示すフローチャートである。図５に示されるように、まず、処理室１０Ａを可視化するために処理室用ライト１２を点灯する（処理室用ライト照射ステップ：Ｓ１）。或いは、すでに処理室用ライト１２が点灯している場合には、処理室用ライト１２から照射される光の波長および照度を所定の範囲に変更する。具体的には、処理室用ライト１２から照射される光の波長および照度を、図４に示される領域Ａの波長および照度に調整する。このとき、前室１０Ｂが備える前室用ライト１３から照射される光についても、図４に示される領域Ａの波長および照度に調整する。
【００７８】
次に、シリコンウエハＷをホルダ３１に収納して、しばらく放置することにより光起電力を除去（除電）、或いは、減少させる（光起電力除去ステップ：Ｓ２）。パッケージングされていない剥き出しの状態にあるシリコンウエハＷは、処理室１０Ａに搬入された時点において、光起電力が発生した状態にある。そこで、シリコンウエハＷをホルダ３１に収納した状態でしばらく放置することにより、発生した光起電力を除去、或いは、減少させることができる。
【００７９】
次に、シリコンウエハＷのＡｌ電極の表面に自然に形成された自然酸化膜を酸処理により除去する（酸化膜除去ステップ：Ｓ３）。具体的には、シリコンウエハＷを、まず水槽に浸漬して水洗いした後、希硝酸槽および水酸化ナトリウム槽に適宜繰り返して浸漬する。そして、再び水槽に浸漬して水洗いすることにより、Ａｌ電極の表面に形成された酸化膜を除去する。
【００８０】
次に、シリコンウエハＷをジンケート槽に浸漬して、ジンケート処理（Ｚｎ置換メッキ）を行う（ジンケート処理ステップ：Ｓ４）。
【００８１】
次に、シリコンウエハＷをＮｉ槽に浸漬して、ジンケート処理された上にＮｉ無電解メッキ処理を施す（Ｎｉ無電解メッキ処理ステップ：Ｓ５）。
【００８２】
最後に、シリコンウエハＷをＡｕ槽に浸漬して、Ｎｉ無電解メッキ処理された上にＡｕ無電解メッキ処理を施す（Ａｕ無電解メッキ処理ステップ：Ｓ６）。
【００８３】
これにより、Ａｌ電極を核としてこの上にＮｉおよびＡｕの析出金属を生成させ、一様な厚さあるいは高さの金属膜、すなわち、バンプ電極を形成することができる。
【００８４】
このように、無電解メッキ処理方法によれば、光起電力の発生を所定値以下に制限する照明下で、Ｓ２〜Ｓ６が実行される。このため、無電解メッキ処理の進捗状況、或いは、設備状態を目視で監視することが可能である。従って、無電解メッキ処理実行中に設備トラブルが発生した場合あっても、設備トラブルの早期発見および早期対応が可能になる。
【００８５】
また、無電解メッキ処理実行時に設備トラブルが発生した場合、処理室１０Ａは可視化されているため、設備の復旧作業を目視で行うことが可能になる。これにより、作業性を向上させることができる。
【００８６】
さらに、前室用ライト１３は、処理室用ライト１２と同様に、図４に示される領域Ａの波長および照度に調整された光を照射するため、前室１０Ｂから処理室１０Ａへ前室用ライト１３の光が入射した場合であっても、シリコンウエハＷに発生する光起電力を所定値以下に制限することができる。これにより、形成される電極にバラツキが生じることを抑制して、シリコンウエハＷの電極品質の低下を防止することができる。
【００８７】
なお、ここでは、無電解メッキ処理の進捗状況、或いは、搬送ユニット３０などの動作状態を監視可能にするために、無電解メッキ処理の全工程に亘って処理室用ライト１２を点灯させる場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、設備トラブル発生時など、必要に応じて処理室用ライト１２を点灯する処理室用ライト照射ステップを実行する構成であってもよい。この場合、遮光状態でシリコンウエハＷに対して無電解メッキ処理が施されるため、シリコンウエハＷにおける光起電力の発生をより制限することができる。これにより、シリコンウエハＷに形成される電極の高さバラツキを抑制して、電極品質を向上させることができる。
【００８８】
（実施形態の総括）
以上のように、本発明は、遮光筐体１０内部の処理室１０ＡでシリコンウエハＷに無電解メッキ処理を施して電極を形成する無電解メッキ処理装置１において、処理室１０Ａは、シリコンウエハＷへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である第１の可視光を照射可能な処理室用ライト１２を備える構成である。
【００８９】
このため、例えば、無電解メッキ処理実行時に設備トラブルが発生した場合、処理室用ライト１２を点灯させることにより、従来のように、設備の復旧作業のために赤外線スコープなどの器具を別途使用する、或いは、遮光状態を解除することなく、処理室１０Ａを可視化して設備の復旧作業を目視で行うことが可能になる。このため、作業性を向上させることができる。
【００９０】
また、処理室用ライト１２から照射される光は、シリコンウエハＷへの照射時に発生する光起電力が所定値以下なるように制御されている。このため、処理室用ライト１２を点灯させたとしても、シリコンウエハＷに形成される電極の高さバラツキを抑制することができるので、電極品質を確保することが可能である。
【００９１】
それゆえ、本実施形態によれば、シリコンウエハＷの電極品質および作業性を両立させた無電解メッキ処理装置１を実現することができる。
【００９２】
なお、本実施形態では、処理室用ライト１２として、照射する光の波長および照度を適宜変更可能な光源を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、処理室用ライト１２として、シリコンウエハＷへの照射時に発生する光起電力を所定値以下に制限可能な波長および照度に固定された可視光を照射する光源を用いてもよい。
【００９３】
また、本実施形態では、半導体ウエハとしてシリコンウエハＷを用いた場合について説明したが、本発明はこれの限定されない。シリコンウエハ以外にも、例えば、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）ウエハ、ガリウムヒソ(ＧａＡｓ)ウエハ、ガリウムリン(ＧａＰ)ウエハ、ガリウムナイトライド（ＧａＮ）ウエハなど、光に曝されることによって光起電力を生じる半導体ウエハを用いることができる。
【００９４】
また、本実施形態では、単一の遮光筐体１０の内部に仕切り板１１を設けることによって、処理室１０Ａと前室１０Ｂとに区分しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、遮光筐体１０とは異なる遮光部材を連設することによって、前室１０Ｂを形成してもよい。
【００９５】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、無電解メッキ処理によってシリコンウエハに電極を形成する場合に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１ 無電解メッキ処理装置
１０ 遮光筐体
１０Ａ 処理室
１０Ｂ 前室
１１ 仕切り板
１２ 処理室用ライト（第１の光源）
１３ 前室用ライト（第２の光源）
２０ 処理槽
３０ 搬送ユニット
Ｗ シリコンウエハ（半導体ウエハ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮光筐体内部の処理室で半導体ウエハに無電解メッキ処理を施して電極を形成する無電解メッキ処理装置において、
上記処理室は、上記半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である第１の可視光を照射可能な第１の光源を備えることを特徴とする無電解メッキ処理装置。
【請求項２】
上記第１の可視光は、波長が５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下であり、照度が０ｌｘ超、１０ｌｘ以下であることを特徴とする請求項１に記載の無電解メッキ処理装置。
【請求項３】
上記第１の光源は、波長および照度を調整可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の無電解メッキ処理装置。
【請求項４】
上記第１の光源は、上記第１の可視光よりも照度の高い第２の可視光を照射可能であることを特徴とする請求項３に記載の無電解メッキ処理装置。
【請求項５】
遮光状態に維持され、上記処理室の内部を観察可能な前室を備え、
上記前室は、上記半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である第３の可視光を照射可能な第２の光源を備えていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の無電解メッキ処理装置。
【請求項６】
上記第３の可視光は、波長が５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下であり、照度が０ｌｘ超、１０ｌｘ以下であることを特徴とする請求項５に記載の無電解メッキ処理装置。
【請求項７】
上記半導体ウエハは、シリコンからなることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の無電解メッキ処理装置。
【請求項８】
遮光状態に維持された処理室で半導体ウエハに無電解メッキ処理を施して電極を形成する無電解メッキ処理方法において、
上記半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である可視光を、上記半導体ウエハに照射する照射ステップを含むことを特徴とする無電解メッキ処理方法。
【請求項９】
上記可視光は、波長が５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下であり、照度が０ｌｘ超、１０ｌｘ以下であることを特徴とする請求項８に記載の無電解メッキ処理方法。
【請求項１】
遮光筐体内部の処理室で半導体ウエハに無電解メッキ処理を施して電極を形成する無電解メッキ処理装置において、
上記処理室は、上記半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である第１の可視光を照射可能な第１の光源を備えることを特徴とする無電解メッキ処理装置。
【請求項２】
上記第１の可視光は、波長が５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下であり、照度が０ｌｘ超、１０ｌｘ以下であることを特徴とする請求項１に記載の無電解メッキ処理装置。
【請求項３】
上記第１の光源は、波長および照度を調整可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の無電解メッキ処理装置。
【請求項４】
上記第１の光源は、上記第１の可視光よりも照度の高い第２の可視光を照射可能であることを特徴とする請求項３に記載の無電解メッキ処理装置。
【請求項５】
遮光状態に維持され、上記処理室の内部を観察可能な前室を備え、
上記前室は、上記半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である第３の可視光を照射可能な第２の光源を備えていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の無電解メッキ処理装置。
【請求項６】
上記第３の可視光は、波長が５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下であり、照度が０ｌｘ超、１０ｌｘ以下であることを特徴とする請求項５に記載の無電解メッキ処理装置。
【請求項７】
上記半導体ウエハは、シリコンからなることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の無電解メッキ処理装置。
【請求項８】
遮光状態に維持された処理室で半導体ウエハに無電解メッキ処理を施して電極を形成する無電解メッキ処理方法において、
上記半導体ウエハへの照射時に発生する光起電力が所定値以下である可視光を、上記半導体ウエハに照射する照射ステップを含むことを特徴とする無電解メッキ処理方法。
【請求項９】
上記可視光は、波長が５００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下であり、照度が０ｌｘ超、１０ｌｘ以下であることを特徴とする請求項８に記載の無電解メッキ処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−３１４５３（Ｐ２０１２−３１４５３Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７０３４３（Ｐ２０１０−１７０３４３）
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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