無電解めっき装置
【課題】生産性の高いバッチ処理方式を採用しながら、めっき液を含む薬液の持ち出し量を低減させて洗浄工程での洗浄時間を短縮させ、しかも、めっき液循環ラインの内部等のフラッシングを容易かつ迅速に行うことができるめっき装置の提供。
【解決手段】めっき前処理を行うめっき前処理槽６０を有するめっき前処理モジュール６４と、基板表面に無電解めっきを行うめっき槽６６，７２を有するめっきモジュール７０，７６と、めっき前処理モジュール６４とめっきモジュール７０，７６の間で基板を搬送するモジュール間基板搬送装置８６を有し、めっき前処理槽は、めっき前処理液の温度調節機能を備えためっき前処理液循環ラインを有し、めっき槽は、フィルタとめっき液の温度調節機能を備えためっき液循環ラインを有し、めっき液循環ラインは、めっき液循環ライン及びめっき槽の内部をフラッシングするフラッシングライン１１４，１２２に接続されている。
【解決手段】めっき前処理を行うめっき前処理槽６０を有するめっき前処理モジュール６４と、基板表面に無電解めっきを行うめっき槽６６，７２を有するめっきモジュール７０，７６と、めっき前処理モジュール６４とめっきモジュール７０，７６の間で基板を搬送するモジュール間基板搬送装置８６を有し、めっき前処理槽は、めっき前処理液の温度調節機能を備えためっき前処理液循環ラインを有し、めっき槽は、フィルタとめっき液の温度調節機能を備えためっき液循環ラインを有し、めっき液循環ラインは、めっき液循環ライン及びめっき槽の内部をフラッシングするフラッシングライン１１４，１２２に接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電解めっき装置に係り、特に生産性の高いバッチ処理方式を採用しながら、半導体ウェーハ等の基板の表面により均一な処理を安定して行うことができるようにした無電解めっき装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップ間の電気的な接続を行う３次元実装として、例えば、図１に示すように、ＣＰＵ１０の所定位置に設けたマイクロバンプ１２と、メモリ１４の所定位置に設けたマイクロバンプ１６を共に電極として用い、マイクロバンプ（電極）１２，１６を互いに接合することが提案されている。
【０００３】
メモリ１４に設けたマイクロバンプ１６は、例えばＣｕ−Ｓｎからなる。ＣＰＵ１０に設けたマイクロバンプ１２は、例えばＡｌまたはＣｕからなるバンプパッド１８の表面に、例えば２〜１０μｍのＮｉめっき膜２０を成膜し、このＮｉめっき膜２０の表面に、例えば５０〜２００ｎｍのＡｕめっき膜２２を成膜して形成される。Ａｕめっき膜２２は、マイクロバンプ１２，１６の接合時に、例えばＣｕ−Ｓｎからなるマイクロバンプ１６へ拡散する。そのため、Ａｕめっき膜２２自身は、接合に影響しないが、Ｎｉめっき膜２０の表面の酸化を防止して接合強度を保つ役割を持つ。
【０００４】
また、ＴＳＶ（Through Silicon Via）配線接続においても、図２に示すように、ＴＳＶ３０の表面側にＮｉめっき膜３２とＡｕめっき膜３４とを順次積層して形成した表面バンプ３６と、ＴＳＶ３０の裏面側に形成した裏面バンプ３８とを互いに接合することが提案されている。
【０００５】
上記のような、Ｎｉめっき膜２０，３２やＡｕめっき膜２２，３４を成膜する手法として、電解めっきに代わって、無電解めっきの採用が検討されている。また、ＮｉやＡｕの他に、無電解めっき可能なＣｏ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ａｇ，Ｒｈ，Ｒｕ等の単体材料および複合材料からなるめっき膜にあっても、電解めっきに代わって、無電解めっきの採用が検討されている。
【０００６】
図１に示す、マイクロバンプ１２の下地金属（バンプパッド１８）には、ＡｌやＣｕ等が多く使われている。ＡｌやＣｕは、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ等のような触媒金属ではない。このため、めっき前処理として、下地金属がＡｌの場合はジンケート処理が、下地金属がＣｕの場合はＰｄ触媒付与処理（または初期通電）が一般に行われる。Ａｌ表面のジンケート処理では、一般に、置換めっきによってＡｌ表面に亜鉛を付与する。無電解めっきに際して、亜鉛は、無電解めっき可能な触媒金属に置換される。
【０００７】
無電解めっき装置は、一般に、基板を一枚ずつ処理する枚葉処理方式を採用した無電解めっき装置と、複数枚の基板を同時に保持して処理するバッチ処理方式を採用した無電解めっき装置に大別される。無電解めっきのめっきレートは、一般に１〜２０μｍ／ｓで、電解めっきのめっきレートと比較して格段に遅い。このため、無電解めっきをバンプ形成等の多大な時間を要する処理に適用する場合には、枚葉処理方式よりバッチ処理方式を検討するのが一般的である。
【０００８】
バッチ処理方式の無電解めっき装置は、同一フットプリントでのスループットが枚葉処理方式のものに比べて非常に高いという利点がある。しかし、バッチ処理方式の無電解めっき装置は、鉛直方向に平行に並べて保持した複数枚の基板を、めっき前処理液やめっき液等の処理液中に同時に浸漬させて処理するようにしており、このため、１回のバッチ処理によって消費される、例えばめっき液中の金属の消費量が一般に大きく、また基板に付着して外部に持ち出される薬液や純水等の量も一般に多い。更に、例えばめっき液循環ラインの内部等に付着した付着物をエッチング液等で除去するフラッシングをかなり頻繁に行う必要がある。
【０００９】
ここに、バッチ処理方式を採用した無電解めっきでは、被めっき面の面積及びめっき時間を基として算出される金属の消費量に対する金属の見込み補給と、定期的なめっき液の分析結果に基づく金属の補給によるめっき液の運用が一般に行われている。例えば、バッチ毎での金属イオンの見込み補給と、数日に１回のめっき液の分析による金属イオンの補給を行い、金属の析出量がある一定の値に達した段階で、めっき液の全交換を行うようにしている。
【００１０】
バッチ処理方式を採用した基板処理装置として、出願人は、複数枚の基板を保持して処理槽内の処理液に浸漬させる基板ホルダを、複数枚の基板を保持したまま処理槽内の処理液中で回転させるようにしたものを提案している（特許文献１参照）。また、バッチ処理方式を採用した基板処理装置として、キャリア載置部、水平移載ロボット、姿勢変換機構、プッシャ、搬送機構及び基板処理部を備え、複数枚の基板を同時に搬送しながら処理するようにしたものが提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−５７５９３号公報
【特許文献２】特許第３９７４９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
バッチ処理方式を採用した無電解めっきを行う無電解めっき装置としては、複数枚の基板を鉛直方向に保持して水平方向に走行する１台の搬送ロボットと、搬送ロボットの走行方向に沿って配置された複数の処理槽を備え、複数枚の基板を搬送ロボットで保持して搬送しつつ、搬送ロボットで保持した複数枚の基板を、処理槽内の処理液中に浸漬させて順次処理するようにしたものが一般に知られている。複数枚の基板を鉛直方向に装着した基板キャリアを搬送ロボットで搬送することも広く行われている。
【００１３】
しかしながら、１台の搬送ロボットや基板キャリアを用いて複数枚の基板を搬送しつつ、処理槽内の処理液に浸漬させて処理を行うと、例えば各薬液槽からの薬液の持ち出し量が多く、そのため、次工程での水洗処理時間が長くなり、且つそこでの純水使用量も多くなり、結果として、スループットの低下及びコストの増加に繋がってしまう。
【００１４】
また、バッチ処理方式を採用した無電解めっきを行う無電解めっき装置では、例えばめっき液循環ラインの内部等に付着した付着物をエッチング液等で除去するフラッシングをかなり頻繁に必要があり、このフラッシングを容易かつ迅速に行うことができるようにした無電解めっき装置の開発が強く望まれていた。
【００１５】
更に、見込みや定期分析に基づいて、めっき液に金属を補給するようにしためっき液の運用を行うと、めっき直前のめっき液状態が把握しにくく、また、めっき液の金属濃度を金属の調整によって補正したとしても、めっき装置の状態までを考慮したものではないため、めっき中での金属の思わぬ析出などで、めっき膜の膜厚の変動が大きく、また予想以上にめっき膜の膜厚が減少することがあった。
【００１６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、生産性の高いバッチ処理方式を採用しながら、めっき液を含む薬液の持ち出し量を低減させて洗浄工程での洗浄時間を短縮させ、しかも、めっき液循環ラインの内部等のフラッシングを容易かつ迅速に行うことができ、更に、めっき液の状態及びめっき装置の状態を判断して、安定且つ長寿命のめっき液管理を行うこともできるようにした無電解めっき装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１に記載の発明は、めっき前処理を行うめっき前処理槽、めっき前処理後の基板を水洗する水洗槽、及びそれらの間で複数枚の基板を基板の下方で支持して搬送する基板ホルダを有するめっき前処理モジュールと、めっき前処理後の基板表面に無電解めっきを行うめっき槽、無電解めっき後の基板を水洗する水洗槽、及びそれらの間で複数枚の基板を下方で支持して搬送する基板ホルダを有するめっきモジュールと、前記めっき前処理モジュール及び前記めっきモジュールの間で複数枚の基板を上方から把持して搬送するモジュール間基板搬送装置を有し、前記めっき前処理槽は、めっき前処理液の温度調節機能を備えためっき前処理液循環ラインを有し、前記めっき槽は、フィルタとめっき液の温度調節機能を備えためっき液循環ラインを有し、前記めっき液循環ラインは、該めっき液循環ライン及び前記めっき槽の内部をフラッシングするフラッシングラインに接続されていることを特徴とする無電解めっき装置である。
【００１８】
このように、各モジュール毎に基板ホルダを備えることで、基板ホルダの構成をより簡素化して、めっき液を含む薬液の外部への持ち出し量を減少させ、併せて、洗浄工程での洗浄時間を短縮させて、スループットを向上させることができる。しかも、めっき液循環ラインに接続したフラッシングラインを通して、めっき液循環ライン及びめっき槽内部のエッチング液等によるフラッシングを容易かつ迅速に行うことができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、前記めっき前処理は、Ａｌ表面のジンケート処理で、めっき前処理槽は、ジンケート処理槽であることを特徴とする請求項１記載の無電解めっき装置である。
銅表面に無電解めっきを行う場合には、めっき前処理として、例えばＰｄ触媒付与処理が行われる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、前記めっきモジュールの水洗槽は、めっき膜表面の酸化膜を除去する薬液を供給する薬液供給ラインを有することを特徴とする請求項１または２記載の無電解めっき装置である。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、前記めっき前処理モジュールの前記めっき前処理槽及び前記水洗槽、並びに前記めっきモジュールの前記水洗槽の少なくとも一つの槽は、ＱＤＲ機能を有す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無電解めっき装置である。
このように、ＱＤＲ（Quick Dump Rinse）機能を備えることで、短時間で十分な基板表面のリンス（水洗）を行って、装置の小型コンパクト化を図ることができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、前記めっき前処理モジュール及び前記めっきモジュールは、空気をダウンフローとする空調機能を有するハウジング内に収容されてい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電解めっき装置である。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、めっき後に水洗した基板を乾燥させる乾燥ユニットを有す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電解めっき装置である。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、処理前の複数枚の基板を仮置きする仮置きステーションを有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無電解めっき装置である。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、前記めっき槽は、めっき直前のめっき液の金属濃度とめっき直後のめっき液の金属濃度を測定し、これらの金属濃度の差から析出した金属量を算出し、析出した金属量と目標値を比較して、析出した金属量に応じて、予め決められた金属濃度に補正した補給液に補給する補給液補給装置を有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無電解めっき装置である。
【００２６】
これにより、めっき液の状態及びめっき装置の状態を的確に判断しためっき液の運用を行って、めっき装置に不具合が生じて製品にダメージを与えることを防止しつつ、めっき膜厚の変動幅を小さく抑え、しかも予期しないめっきレートの減少にも対応することができる。
【００２７】
請求項９に記載の発明は、補給液の金属濃度を補正する補正回数が、事前に設定した補正回数を超えた場合に、再建浴を行うことを特徴とする請求項８記載の無電解めっき装置である。
【００２８】
請求項１０に記載の発明は、めっき後にめっきで析出した金属量に見合った金属を補給した後のめっき液の金属濃度と、次回のめっき直前のめっき液の金属濃度を測定し、前者の金属濃度の方が後者の金属濃度よりも低い場合に、前記フィルタの洗浄を行うことを特徴とする請求項８または９記載の無電解めっき装置である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、めっき液を含む薬液の外部への持ち出し量を低減させて、基板一枚あたりの液コストを低減させ、併せて洗浄工程での洗浄時間を短縮させて、スループットを向上させることができる。しかも、めっき液循環ラインの内部等のエッチング液等によるフラッシングを容易かつ迅速に行うことができる。
また、めっき液の金属濃度を通して、めっき液及びめっき装置の状態を常にモニタ管理することにより、めっき装置不具合を事前に回避し、製品にダメージを与えることのない装置運用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】マイクロバンプの接合例を示す断面図である。
【図２】ＴＳＶ配線の接続例を示す断面図である。
【図３】バンプパッドの表面にＮｉめっき膜及びＡｕめっき膜を無電解めっきで形成する例を工程順に示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態の無電解めっき装置の全体平面図である。
【図５】モジュール間基板搬送装置の基板保持具の概要を示す正面図である。
【図６】図５の右側面図である。
【図７】ジンケート処理モジュールのジンケート処理槽と基板ホルダを示す概略縦断正面図である。
【図８】ジンケート処理モジュールのジンケート処理槽と基板ホルダを示す概略側断面図である。
【図９】ジンケート処理モジュールのジンケート処理槽と基板ホルダを示す概略縦断正面図である。
【図１０】ＮｉめっきモジュールのＮｉめっき槽と基板ホルダを示す概略縦断正面図である。
【図１１】図４に示す無電解めっき装置による一連の処理を示すブロック図である。
【図１２】無電解Ｎｉめっきに使用されるＮｉめっき液の管理の説明に付するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下の例において、同一または相当部材には、同一符号を付して重複した説明を省略する。
【００３２】
以下の例では、図３（ａ）に示すように、例えば直径Ｄが数μｍのＡｌからなるバンプパッド４０を設けた半導体ウェーハ等の基板Ｗを用意する。そして、図３（ｂ）に示すように、この基板Ｗの表面に、めっき前処理としてのジンケート処理を行って、バンプパッド４０の表面に置換めっきにより亜鉛めっき膜４２を形成し、この亜鉛めっき膜４２の表面に、無電解めっきによって、例えば１．６μｍのＮｉめっき膜４４を形成し、このＮｉめっき膜４４の表面に、置換めっき（無電解めっき）によって、例えば０．１μｍのＡｕめっき膜４６を形成するようにしている。
【００３３】
図４は、本発明の実施形態の無電解めっき装置の概要を示す全体平面図である。図４に示すように、この無電解めっき装置は、空気をダウンフローとする空調機能を有する略矩形状のハウジング５０と、ハウジング５０に隣接して配置され、多数の半導体ウェーハ等の基板をストックする基板カセットが載置されるロードポート５２を備えている。ロードポート５２には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard Manufacturing Interface）ポッド、またはＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載することができる。
【００３４】
ハウジング５０の内部には、ロードポート５２の反対側から順に、前洗浄槽５４と水洗槽５６を有する前洗浄モジュール５８、めっき前処理としてジンケート処理を行うジンケート処理槽（めっき前処理槽）６０と水洗槽６２を有するジンケート処理（めっき前処理）モジュール６４、Ｎｉめっき槽６６と水洗槽６８を有するＮｉめっきモジュール７０、Ａｕめっき槽７２と水洗槽７４を有するＡｕめっきモジュール７６、及び乾燥ユニット７８が直列に配置されている。
【００３５】
前洗浄モジュール５８には、上下及び左右に移動自在で、前洗浄槽５４と水洗槽５６との間で基板を搬送して前洗浄槽５４と水洗槽５６の処理液に基板を浸漬させる基板ホルダ８０ａが備えられている。同様に、ジンケート処理モジュール６４には、ジンケート処理槽６０と水洗槽６２との間で基板を搬送する基板ホルダ８０ｂが、Ｎｉめっきモジュール７０には、Ｎｉめっき槽６６と水洗槽６８との間で基板を搬送する基板ホルダ８０ｃが、Ａｕめっきモジュール７６には、Ａｕめっき槽７２と水洗槽７４との間で基板を搬送する基板ホルダ８０ｄがそれぞれ備えられている。
【００３６】
ここに、ジンケート処理モジュール６４のジンケート処理槽６０及び水洗槽６２、並びにめっきモジュール７０，７６の水洗槽６８、７４の少なくとも一つの槽は、ＱＤＲ（Quick Dump Rinse）機能を有することが好ましく、これにより、短時間で十分な基板表面のリンス（水洗）を行って、装置の小型コンパクト化を図ることができる。
【００３７】
更に、これらの基板ホルダ８０ａ〜８０ｄ及び乾燥ユニット７８と平行に、ガイド８２に沿って走行自在な基板保持具８４を有し、複数枚の基板を搬送して各基板ホルダ８０ａ〜８０ｄ及び乾燥ユニット７８との間で複数枚の基板の受け渡しを行うモジュール間基板搬送装置８６が配置されている。
【００３８】
このように、モジュール間基板搬送装置８６とは別に、各モジュール６４，７０，７６内に基板ホルダ８０ａ〜８０ｄを備えることで、基板ホルダ８０ａ〜８０ｄの構成をより簡素化して、めっき液を含む薬液の外部への持ち出し量を減少させ、併せて、洗浄工程での洗浄時間を短縮させて、スループットを向上させることができる。基板ホルダ８０ａ〜８０ｄは、各処理液中での処理中に、必要に応じて基板を上下動または振動させる基板移動機構を備えている。
【００３９】
この例では、モジュール間基板搬送装置８６は、基板保持具８４で保持した複数枚の基板を乾燥ユニット７８に搬送して乾燥させるのにも使用される。
【００４０】
更に、ハウジングの内部には、ロードポート５２側に位置して、ロードポート５２内の複数枚の基板をハウジング５０内に同時に搬入またはハウジング５０内の複数枚の基板をロードポート５２に搬出する搬出入用基板搬送装置９０が走行自在に配置され、この搬出入用基板搬送装置９０と乾燥モジュール７８との間に、複数枚の基板を仮置きする仮置きステーション９２が配置されている。
【００４１】
これにより、搬出入用基板搬送装置９０は、ロードポート５２内にストックされた、例えば２５枚の基板を同時に受け取って搬送し、仮置きステーション９２に鉛直方向に仮置きし、これを２度繰返ことで、仮置きステーション９２に、例えば５０枚の基板を鉛直方向に仮置きする。モジュール間基板搬送装置８６は、仮置きステーション９２に鉛直方向に仮置きされた、例えば５０枚の基板を同時に受け取って、例えば、前洗浄モジュール５８に搬送し、前洗浄モジュール５８の基板ホルダ８０ａに同時に受け渡す。また、処理後の基板は、上記と逆の動作で一旦仮置きステーション９２に仮置きした後、搬出入用基板搬送装置９０によりロードポート５２に戻される。
【００４２】
前洗浄槽５４は、この例では、基板Ｗの表面の酸化膜を除去し、更にダブルジンケート処理の時に、バンプパッド４０（図３参照）の表面に置換めっきで形成される亜鉛めっき膜の表面を除去するため、前洗浄液として硝酸を使用している。ハウジング５０の外部には、この前洗浄液（硝酸）を溜める前洗浄液（硝酸）貯槽１００が配置され、この前洗浄液貯槽１００から延びる前洗浄液供給ライン１０２は前洗浄槽５４に接続されている。
【００４３】
ハウジング５０の外部には、例えば水酸化ナトリウムベースの酸化亜鉛含有液からなるジンケート液を溜めるジンケート液貯槽１０４が配置され、このジンケート液貯槽１０４から延びるジンケート液供給ライン１０６はジンケート処理槽６０に接続されている。
【００４４】
ハウジング５０の外部には、Ｎｉめっき液を溜めるＮｉめっき液貯槽１０８と、この例では硝酸からなり、下記のエッチング液によるフラッシングに使用されるフラッシング液を溜めるフラッシング液貯槽１１０が配置され、このＮｉめっき液貯槽１０８から延びるＮｉめっき液供給ライン１１２及びフラッシング液貯槽１１０から延びるフラッシングライン１１４は、Ｎｉめっき槽６６に接続されている。
【００４５】
ハウジング５０の外部には、Ａｕめっき液を溜めるＡｕめっき液貯槽１１６と、この例では硝酸と塩酸の混合液からなり、下記のエッチング液によるフラッシングに使用されるフラッシング液を溜めるフラッシング液貯槽１１８が配置され、このＡｕめっき液貯槽１１６から延びるＡｕめっき液供給ライン１２０及びフラッシング液貯槽１１８から延びるフラッシングライン１２２は、Ａｕめっき槽７２に接続されている。
【００４６】
Ｎｉめっき液貯槽１０８には、Ｎｉめっき液を分析して、Ｎｉめっき液の金属（Ｎｉ）イオン濃度やｐＨ等を計測するめっき液分析装置１２４が付設されている。Ａｕめっき液貯槽１１６に同様に、Ａｕめっき液を分析して、金属（Ａｕ）イオン濃度やｐＨ等を計測するめっき液分析装置１２６が付設されている。
【００４７】
図５は、モジュール間基板搬送装置８６の基板保持具８４の概要を示す正面図で、図６は、図５の右側面図である。図５及び図６に示すように、基板保持具８４は、基部１３０と、開閉自在な複数対の搬送アーム１３２を有している。そして、搬送アーム１３２を開いた状態で、鉛直方向に並列に配置した複数枚の基板Ｗの上方から搬送アーム１３２を下降させ、搬送アーム１３２を閉じることで、複数枚（例えば５０枚）の基板Ｗを上方から同時に把持し、逆の動作で、基板Ｗの保持を解くようになっている。モジュール間基板搬送装置８６は、各槽でのコンタミネーションを防ぐために、時期を見て搬送アーム１３２を洗浄するように構成されている。
【００４８】
図７は、ジンケート処理モジュール６４のジンケート処理槽６０と基板ホルダ８０ｂを示す概略縦断正面図で、図８は、同じく概略側断面図である。図７及び図８に示すように、ジンケート処理槽６０は、内槽１４０と外槽１４２とを有しており、内槽１４０と外槽１４２との間にオーバフロー槽１４４が形成されている。ジンケート処理槽６０のオーバフロー槽１４４の底部には、ポンプ１４６、温度調整器１４８及びフィルタ１５０を介装したジンケート液（めっき前処理液）循環ライン１５２の一端が接続され、このジンケート液循環ライン１５２の他端は、内槽１４０の底部に接続されている。更に、内槽１４０の底部には、処理液の流れを整える整流板１５４が配置されている。
【００４９】
これによって、ジンケート処理槽６０内のジンケート液は、ポンプ１４６の駆動に伴って、フィルタ１５０でフィルタリングされ、温度調整器１４８で、例えば５０℃に温度が調整されながら、内槽１４０の内部とオーバフロー槽１４４との間を循環するようになっている。ジンケート液循環ライン１５２のポンプ１４６の上流側とフィルタ１５０の下流側は、短絡ライン１５６で結ばれており、更に、ジンケート液循環ライン１５２に、前記ジンケート液貯槽１０４から延びるジンケート液供給ライン１０６が接続されている。
【００５０】
なお、前洗浄槽５４は、ジンケート処理槽６０の同様な構成を有している。ただし、前洗浄槽５４において、処理液（硝酸）は、一般に温度を調整する必要がない（常温で使用される）ため、温度調整器１０８を省略してもよい。
【００５１】
図７及び図８に示すように、基板ホルダ８０ｂは、所定間隔離間した位置に対向して配置される一対の側板１６４と該側板１６４間に跨って延び基板Ｗの外周部を下方から支持する複数の支持棒１６６を有している。
【００５２】
これにより、基板ホルダ８０ｂの基板ホルダ１６２は、複数枚（例えば５０枚）の基板Ｗを基板Ｗの下方で支持棒１６６で支持し、これによって、基板Ｗを上方から把持するモジュール間基板搬送装置８６の基板保持具８４との間で、基板の受け渡しをスムーズに行えるようになっている。なお、他の基板ホルダ８０ａ，８０ｃ，８０ｄにあっても、基板ホルダ８０ｂと同様の構成を有している。
【００５３】
図９は、ジンケート処理モジュール６４の水洗槽６２と基板ホルダ８０ｂを示す概略縦断正面図である。水洗槽６２は、処理液として純水を使用している。水洗槽６２は、内槽１７０と外槽１７２とを有しており、内槽１７０と外槽１７２との間にオーバフロー槽１７４が形成されている。そして、内槽１７０の底部に純水供給ライン１７６が接続され、オーバフロー槽１７４の底部に排水ライン１７８が接続されている。これによって、純水供給ライン１７６を通して内槽１７０に供給された純水は、内槽１７０の内部を満し、しかる後、オーバフロー槽１７４内にオーバフローして、排水ライン１７８から排水されるようになっている。
【００５４】
なお、他の水洗槽５６，６８，７４も、水洗槽６２と同様な構成を有している。ただし、めっきモジュール７０，７８の水洗槽６８，７４にあっては、図９に仮想線で示すように、内槽１７０の底部に、めっき膜表面の酸化膜を除去する薬液を供給する薬液供給ライン１８０を接続するようにしてもよい。
【００５５】
図１０は、Ｎｉめっきモジュール７０のＮｉめっき槽６６と基板ホルダ８０ｃを示す概略縦断正面図で、図１１は、同じく概略側断面図である。なお、基板ホルダ８０ｃは、前述のように、基板ホルダ８０ｂと同様な構成を有しているので、同一部材には同一符号を付して重複した説明を省略する。
【００５６】
図１０に示すように、Ｎｉめっき槽６６は、内槽１９０と外槽１９２とを有しており、内槽１９０と外槽１９２との間にオーバフロー槽１９４が形成されている。Ｎｉめっき槽６６には、ポンプ１９６、温度調整器１９８及びフィルタ２００を介装しためっき液循環ライン２０２の一端が接続され、このめっき液循環ライン２０２の他端は、内槽１９０の底部に接続されている。更に、内槽１９０の底部には、Ｎｉめっき液の流れを整える整流板２０４４が配置されている。
【００５７】
これによって、Ｎｉめっき槽６６内のめっき液は、ポンプ１９６の駆動に伴って、フィルタ２００でフィルタリングされ、温度調整器１９８で、例えば８０℃に温度が調整されながら、内槽１９０の内部とオーバフロー槽１９４との間を循環するようになっている。めっき液循環ライン２０２のポンプ１９６の上流側とフィルタ２００の下流側は、短絡ライン２０６で結ばれている。
【００５８】
更に、めっき液循環ライン１５２に、前記Ｎｉめっき液貯槽１０８から延びるＮｉめっき液供給ライン１１２と、前記フラッシング液貯槽１１０から延びるフラッシングライン１１４が接続されている。これにより、Ｎｉめっき槽６６及びめっき液循環ライン２０２内のＮｉめっき液を除去した後、フラッシングライン１１４を通して、硝酸等のフラッシング液（エッチング液）をめっき液循環ライン２０２からＮｉめっき液貯槽１０８の内部に導入し、このフラッシング液をポンプ１９６を介して循環させることで、めっき液循環ライン２０２及びＮｉめっき液貯槽１０８の内部をフラッシング液（エッチング液）でフラッシングできるようになっている。
【００５９】
オーバフロー槽１９４には、オーバフロー槽１９４内のＮｉめっき液を分析して、Ｎｉめっき液の金属（Ｎｉ）イオン濃度やｐＨ等を計測するめっき液分析装置２１０と、このめっき液分析装置２１０の分析結果を基に、オーバフロー槽１９４内のＮｉめっき液に、所定の金属濃度の補給液を補給するめっき液補給装置２１２が付設されている。
【００６０】
なお、Ａｕめっき槽７２は、Ｎｉめっき槽６６とほぼ同様な構成を有している。ただし、Ａｕめっき槽７２において、Ａｕめっき液の液温は、例えば７５℃に調整される。
【００６１】
次に、図４に示す無電解めっき装置による一連の処理を、図１１を更に参照して説明する。
【００６２】
先ず、前述のように、仮置きステーション９２に仮置きした複数枚（例えば５０枚）の基板を、モジュール間基板搬送装置８６の基板保持部８４で上方から把持して前洗浄モジュール５８に搬送する。前洗浄モジュール５８の基板ホルダ８０ａは、モジュール間基板搬送装置８６の基板保持部８４から複数枚の基板Ｗを同時に受け取って鉛直方向に保持する。この時、基板ホルダ８０ａは、前洗浄槽５４の直上方に位置している。
【００６３】
そして、基板ホルダ８０ａを下降させて、基板ホルダ８０ａで保持した複数枚の基板Ｗを、前洗浄槽５４内の処理液（硝酸）に、例えば１分間浸漬させ、これによって、基板Ｗの表面の酸化膜を除去する。
【００６４】
次に、基板ホルダ８０ａで保持した複数枚の基板Ｗを、前洗浄槽５４内の処理液（硝酸）から引き上げ、水洗槽５６の直上方に移動させる。そして、基板ホルダ８０ａを下降させて、基板ホルダ８０ａで保持した複数枚の基板Ｗを、水洗槽５６内の処理液（純水）に、例えば５分間浸漬させ、これによって、基板Ｗの表面を水洗する。しかる後、基板ホルダ８０ａで保持した複数枚の基板Ｗを、水洗槽５２内の処理液（純水）から引き上げる。
【００６５】
次に、基板ホルダ８０ａで鉛直方向に保持した複数枚の基板Ｗを、モジュール間基板搬送装置８６の基板保持具８４を経由して、ジンケート処理モジュール６４の基板ホルダ８０ｂに受け渡す。この基板ホルダ８０ｂは、ジンケート処理槽６０の直上方に位置している。
【００６６】
次に、基板ホルダ８０ｂを下降させて、基板ホルダ８０ｂで保持した複数枚の基板Ｗを、ジンケート処理槽６０内の処理液（ジンケート液）に、例えば３０秒浸漬させ、これによって、Ａｌからなるバンプパッド４０（図３参照）の表面の１回目のジンケート処理を行う。そして、基板ホルダ８０ｂで保持した複数枚の基板Ｗを、ジンケート処理槽５６内の処理液（ジンケート液）から引き上げる。
【００６７】
次に、前述とほぼ同様に、基板ホルダ８０ｂで保持した複数枚の基板Ｗを、水洗槽６２の直上方に移動させる。そして、基板ホルダ８０ｂを下降させて、基板ホルダ８０ｂで保持した複数枚の基板Ｗを、水洗槽６２内の処理液（純水）に、例えば１分間浸漬させ、これによって、基板Ｗの表面を水洗する。しかる後、基板ホルダ８０ｂで保持した複数枚の基板Ｗを水洗槽６２内の処理液（純水）から引き上げる。
【００６８】
上記基板の硝酸中への浸漬及びその後の水洗、ジンケート液中への浸漬及びその後の水洗を１サイクルとして、このサイクルを２回繰返し、これによって、いわゆるダブルジンケート処理を行う。このように、ダブルジンケート処理を行うことで、Ａｌからなるバンプパッド４０（図３参照）の表面に、１回目のジンケート処理で粗く付与された亜鉛（亜鉛めっき膜）を硝酸で除去し、しかる後、バンプパッド４０の表面を、２回目のジンケート処理で細かく亜鉛に置換することができる。これによって、図３（ｂ）に示す亜鉛めっき膜４２を形成する。
【００６９】
次に、ダブルジンケート処置後の基板を、モジュール間基板搬送装置８６の基板保持具８４を経由して、Ｎｉめっきモジュール７０の基板ホルダ８０ｃに受け渡す。そして、前述のジンケート処理とほぼ同様にして、基板ホルダ８０ｃで鉛直方向に保持した複数枚の基板を、Ｎｉめっき槽６６内の、例えば液温が８０℃のＮｉめっき液に、例えば５０分間浸漬させ、これによって、図３（ｂ）に示すＮｉめっき膜４４を形成する。しかる後、Ｎｉめっき後の基板を、水洗槽６８内の処理液（純水）に、例えば５分間浸漬させて水洗する。
【００７０】
次に、Ｎｉめっき後の基板を、モジュール間基板搬送装置８６の基板保持具８４を経由して、Ａｕめっきモジュール７６の基板ホルダ８０ｄに受け渡す。そして、前述のジンケート処理とほぼ同様にして、基板ホルダ８０ｄで鉛直方向に保持した複数枚の基板を、Ａｕめっき槽７２内の、例えば液温が７５℃のＡｕめっき液に、例えば１０分間浸漬させ、これによって、図３（ｂ）に示すＡｕめっき膜４６を形成する。しかる後、Ａｕめっき後の基板を、水洗槽７４内の処理液（純水）に、例えば５分間浸漬させて水洗する。
【００７１】
次に、Ａｕめっき後の基板を、モジュール間基板搬送装置８６の基板保持具８４で保持して乾燥ユニット７８に搬送し、乾燥ユニット７８で、例えばエアブローまたはＩＰＡ（イソプロピルアルコール）蒸気を使用した乾燥方法で乾燥させる。
【００７２】
そして、モジュール間基板搬送装置８６の基板保持具８４は、乾燥後の基板Ｗを仮置きステーション９２に搬送して仮置きし、仮置き後の基板をロードポート５２に戻す。これにより、一連の無電解めっき処理を終了する。
【００７３】
上記のように、バッチ処理方式を採用して無電解Ｎｉめっきを行うと、Ｎｉめっき槽６６やめっき液循環ライン２０２の内部にＮｉ等の付着物が付着する。このため、例えば１００枚の基板を処理した後、Ｎｉめっき槽６６やめっき液循環ライン２０２の内部に付着した付着物を、エッチング液等でフラッシングする必要がある。
【００７４】
そこで、この例では、このように、フラッシングを行う必要が生じた時に、Ｎｉめっき槽６６及びめっき液循環ライン２０２からＮｉめっき液を除去し、フラッシングライン１１４を通して、Ｎｉめっき槽６６及びめっき液循環ライン２０２内に、例えばＮｉエッチングに使われる硝酸等のフラッシング液を導入して循環させることで、Ｎｉめっき槽６６及びめっき液循環ライン２０２内のエッチング液等によるフラッシングを行う。これにより、Ｎｉめっき槽６６及びめっき液循環ライン２０２内のエッチング液等によるフラッシングを容易かつ迅速に行うことができる。
【００７５】
このことは、Ａｕめっき槽７２にあっても同様で、Ａｕめっき槽７２の場合、フラッシング液として、例えばＡｕエッチングに使われる硝酸と塩酸の混合液が用いられる。
【００７６】
次に、図１２に示すフローチャートを参照して、無電解Ｎｉめっきに使用されるＮｉめっき液の管理について説明する。
【００７７】
先ず、基板のパターン開口率とめっき時間等のめっき条件を設定する。これにより、めっきによる金属析出量が、予め求められた成膜レートより、目標金属析出量Ｆ（めっき条件）として求められる。次に、めっき液の建浴時の金属濃度Ａを測定し（ステップ２）、この建浴時の金属濃度Ａが規定値に入っているか否かの確認を行う（ステップ３）。めっき液の建浴時の金属濃度Ａが規定値に入っていない場合には、めっき液の金属補給を行い（ステップ４）、再度ステップ３に戻る。このめっき液の金属補給（ステップ３）を２度繰り返した時には、装置異常と判断し（ステップ５）、例えばアラームを鳴らす。
【００７８】
めっき液の建浴時の金属濃度Ａが規定値に入っていることを確認した場合には、めっき液のめっき直前の金属濃度Ｂを測定する（ステップ６）。建浴とめっきを連続して行う場合には、ステップ６をスキップしても良い。そして、実際にめっきを行い（ステップ７）、めっき液のめっき直後の金属濃度Ｃを測定する（ステップ８）。
【００７９】
次に、めっき液のめっき直前の金属濃度Ｂとめっき直後の金属濃度Ｃの濃度差と既知のめっき液量から、めっき時に実際に析出した実際金属析出量Ｆ（Ｂ，Ｃ）を算出し、目標金属析出量Ｆ（めっき条件）との比較を行う（ステップ９）。この比較により、めっき液の老化程度、及び老化に伴うめっきレートの低下を補正する。
【００８０】
即ち、実際金属析出量Ｆ（Ｂ，Ｃ）が目標金属析出量値Ｆ（めっき条件）より少ない（Ｆ（Ｂ，Ｃ）＜Ｆ（めっき条件））場合には、補給する補給液の金属濃度を予め実測などで求めておいた値に補正する（ステップ１０）。一方、実際金属析出量Ｆ（Ｂ，Ｃ）が目標金属析出量値Ｆ（めっき条件）と同等以上の場合（（Ｆ（Ｂ，Ｃ）≧Ｆ（めっき条件））には、補給する補給液の金属濃度の補正は行わない。そして、析出した金属量に応じて、めっき液補給装置２０６（図１０参照）を通して、めっき液に補給液を補給し（ステップ１１）、めっき液の補給液を補給した直後の金属濃度Ｄを測定する（ステップ１２）。このように運用することで、めっきレートの変動を最小限に留めつつ、めっき液寿命を延命することができる。
【００８１】
再びめっきを行う際にめっき液のめっき直前の金属濃度Ｂを再度測定する。そして、めっき液の補給液補給直後の金属濃度Ｄとめっき直前の金属濃度Ｂの差を求めて、めっき液濃度が経時的に減少しているかいないかの有無を判断する。つまり、めっき液の補給直後の金属濃度Ｄとめっき直前の金属濃度Ｂの差が正の場合（Ｄ−Ｂ＞０）、めっき装置（Ｎｉめっき槽６６及びめっき液循環ライン２０２）内にめっきされる金属が析出していると判断し、前記フィルタ２００（図１０参照）をエッチング液等で洗浄してステップ１１に戻る。
【００８２】
この補給液の補給直後の金属濃度Ｄとめっき液直前の金属濃度Ｂの差が負の場合（Ｄ−Ｂ≦０）には、補給液の金属濃度を補正した補正回数ｎが予め定めた所定の補正回数ｎｒに達していないかを判断し（ステップ１５）、所定の補正回数に達していない（ｎ≦ｎｒ）場合には、ステップ７に戻り、所定の補正回数に達した場合（ｎ＞ｎｒ）には、再建浴を行って（ステップ１７）、スタートに戻る。
【００８３】
このように、めっき前後のめっき液の金属濃度からめっき量（めっき膜厚に換算可）を求め、想定めっき量との差分に応じて、予め決められた金属濃度の補給液をめっき液に補給する。この時、めっき液に補給液を補給することによって、めっき前のめっき液の金属濃度が初期濃度に戻るようにしても良いが、初期濃度よりも高くなるようにしても良い。これにより、めっき液の金属濃度以外の要因でめっきレートが減少することを防止し、全体として、めっき膜厚の変動幅をより小さくして、予期しないめっきレートの減少にも対応可能となる。
【００８４】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８５】
４０ バンプパッド
４２ 亜鉛めっき膜
４４ Ｎｉめっき膜
４６ Ａｕめっき膜
５４ 前洗浄槽
５６，６２，６８，７４ 水洗槽
５８ 前洗浄モジュール
６０ ジンケート処理（めっき前処理）槽
６４ ジンケート処理（めっき前処理）モジュール
６６ Ｎｉめっき槽
７０ Ｎｉめっきモジュール
７２ Ａｕめっき槽
７６ Ａｕめっきモジュール
７８ 乾燥ユニット
８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ 基板ホルダ
８４ 基板捕治具
８６ モジュール間基板搬送装置
９２ 仮置きステーション
１００ 前処理液（硝酸）貯槽
１０２ 前処理液供給ライン
１０４ ジンケート液貯槽
１０６ ジンケート液供給ライン
１０８ Ｎｉめっき液貯槽
１１０，１１８ フラッシング液貯槽
１１２ Ｎｉめっき液供給ライン
１１４，１２２ フラッシングライン
１１６ Ａｕめっき液貯槽
１２０ Ａｕめっき液供給ライン
１２４，１２６，２１０ めっき液分析装置
１３２ 搬送アーム
１４８，１９８ 温度調整器
１５０，２００ フィルタ
１５２ ジンケート液循環ライン
１６４ 側板
１６６ 支持棒
２０２ めっき液循環ライン
２０６ 補給液補給装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電解めっき装置に係り、特に生産性の高いバッチ処理方式を採用しながら、半導体ウェーハ等の基板の表面により均一な処理を安定して行うことができるようにした無電解めっき装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップ間の電気的な接続を行う３次元実装として、例えば、図１に示すように、ＣＰＵ１０の所定位置に設けたマイクロバンプ１２と、メモリ１４の所定位置に設けたマイクロバンプ１６を共に電極として用い、マイクロバンプ（電極）１２，１６を互いに接合することが提案されている。
【０００３】
メモリ１４に設けたマイクロバンプ１６は、例えばＣｕ−Ｓｎからなる。ＣＰＵ１０に設けたマイクロバンプ１２は、例えばＡｌまたはＣｕからなるバンプパッド１８の表面に、例えば２〜１０μｍのＮｉめっき膜２０を成膜し、このＮｉめっき膜２０の表面に、例えば５０〜２００ｎｍのＡｕめっき膜２２を成膜して形成される。Ａｕめっき膜２２は、マイクロバンプ１２，１６の接合時に、例えばＣｕ−Ｓｎからなるマイクロバンプ１６へ拡散する。そのため、Ａｕめっき膜２２自身は、接合に影響しないが、Ｎｉめっき膜２０の表面の酸化を防止して接合強度を保つ役割を持つ。
【０００４】
また、ＴＳＶ（Through Silicon Via）配線接続においても、図２に示すように、ＴＳＶ３０の表面側にＮｉめっき膜３２とＡｕめっき膜３４とを順次積層して形成した表面バンプ３６と、ＴＳＶ３０の裏面側に形成した裏面バンプ３８とを互いに接合することが提案されている。
【０００５】
上記のような、Ｎｉめっき膜２０，３２やＡｕめっき膜２２，３４を成膜する手法として、電解めっきに代わって、無電解めっきの採用が検討されている。また、ＮｉやＡｕの他に、無電解めっき可能なＣｏ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ａｇ，Ｒｈ，Ｒｕ等の単体材料および複合材料からなるめっき膜にあっても、電解めっきに代わって、無電解めっきの採用が検討されている。
【０００６】
図１に示す、マイクロバンプ１２の下地金属（バンプパッド１８）には、ＡｌやＣｕ等が多く使われている。ＡｌやＣｕは、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ等のような触媒金属ではない。このため、めっき前処理として、下地金属がＡｌの場合はジンケート処理が、下地金属がＣｕの場合はＰｄ触媒付与処理（または初期通電）が一般に行われる。Ａｌ表面のジンケート処理では、一般に、置換めっきによってＡｌ表面に亜鉛を付与する。無電解めっきに際して、亜鉛は、無電解めっき可能な触媒金属に置換される。
【０００７】
無電解めっき装置は、一般に、基板を一枚ずつ処理する枚葉処理方式を採用した無電解めっき装置と、複数枚の基板を同時に保持して処理するバッチ処理方式を採用した無電解めっき装置に大別される。無電解めっきのめっきレートは、一般に１〜２０μｍ／ｓで、電解めっきのめっきレートと比較して格段に遅い。このため、無電解めっきをバンプ形成等の多大な時間を要する処理に適用する場合には、枚葉処理方式よりバッチ処理方式を検討するのが一般的である。
【０００８】
バッチ処理方式の無電解めっき装置は、同一フットプリントでのスループットが枚葉処理方式のものに比べて非常に高いという利点がある。しかし、バッチ処理方式の無電解めっき装置は、鉛直方向に平行に並べて保持した複数枚の基板を、めっき前処理液やめっき液等の処理液中に同時に浸漬させて処理するようにしており、このため、１回のバッチ処理によって消費される、例えばめっき液中の金属の消費量が一般に大きく、また基板に付着して外部に持ち出される薬液や純水等の量も一般に多い。更に、例えばめっき液循環ラインの内部等に付着した付着物をエッチング液等で除去するフラッシングをかなり頻繁に行う必要がある。
【０００９】
ここに、バッチ処理方式を採用した無電解めっきでは、被めっき面の面積及びめっき時間を基として算出される金属の消費量に対する金属の見込み補給と、定期的なめっき液の分析結果に基づく金属の補給によるめっき液の運用が一般に行われている。例えば、バッチ毎での金属イオンの見込み補給と、数日に１回のめっき液の分析による金属イオンの補給を行い、金属の析出量がある一定の値に達した段階で、めっき液の全交換を行うようにしている。
【００１０】
バッチ処理方式を採用した基板処理装置として、出願人は、複数枚の基板を保持して処理槽内の処理液に浸漬させる基板ホルダを、複数枚の基板を保持したまま処理槽内の処理液中で回転させるようにしたものを提案している（特許文献１参照）。また、バッチ処理方式を採用した基板処理装置として、キャリア載置部、水平移載ロボット、姿勢変換機構、プッシャ、搬送機構及び基板処理部を備え、複数枚の基板を同時に搬送しながら処理するようにしたものが提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−５７５９３号公報
【特許文献２】特許第３９７４９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
バッチ処理方式を採用した無電解めっきを行う無電解めっき装置としては、複数枚の基板を鉛直方向に保持して水平方向に走行する１台の搬送ロボットと、搬送ロボットの走行方向に沿って配置された複数の処理槽を備え、複数枚の基板を搬送ロボットで保持して搬送しつつ、搬送ロボットで保持した複数枚の基板を、処理槽内の処理液中に浸漬させて順次処理するようにしたものが一般に知られている。複数枚の基板を鉛直方向に装着した基板キャリアを搬送ロボットで搬送することも広く行われている。
【００１３】
しかしながら、１台の搬送ロボットや基板キャリアを用いて複数枚の基板を搬送しつつ、処理槽内の処理液に浸漬させて処理を行うと、例えば各薬液槽からの薬液の持ち出し量が多く、そのため、次工程での水洗処理時間が長くなり、且つそこでの純水使用量も多くなり、結果として、スループットの低下及びコストの増加に繋がってしまう。
【００１４】
また、バッチ処理方式を採用した無電解めっきを行う無電解めっき装置では、例えばめっき液循環ラインの内部等に付着した付着物をエッチング液等で除去するフラッシングをかなり頻繁に必要があり、このフラッシングを容易かつ迅速に行うことができるようにした無電解めっき装置の開発が強く望まれていた。
【００１５】
更に、見込みや定期分析に基づいて、めっき液に金属を補給するようにしためっき液の運用を行うと、めっき直前のめっき液状態が把握しにくく、また、めっき液の金属濃度を金属の調整によって補正したとしても、めっき装置の状態までを考慮したものではないため、めっき中での金属の思わぬ析出などで、めっき膜の膜厚の変動が大きく、また予想以上にめっき膜の膜厚が減少することがあった。
【００１６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、生産性の高いバッチ処理方式を採用しながら、めっき液を含む薬液の持ち出し量を低減させて洗浄工程での洗浄時間を短縮させ、しかも、めっき液循環ラインの内部等のフラッシングを容易かつ迅速に行うことができ、更に、めっき液の状態及びめっき装置の状態を判断して、安定且つ長寿命のめっき液管理を行うこともできるようにした無電解めっき装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１に記載の発明は、めっき前処理を行うめっき前処理槽、めっき前処理後の基板を水洗する水洗槽、及びそれらの間で複数枚の基板を基板の下方で支持して搬送する基板ホルダを有するめっき前処理モジュールと、めっき前処理後の基板表面に無電解めっきを行うめっき槽、無電解めっき後の基板を水洗する水洗槽、及びそれらの間で複数枚の基板を下方で支持して搬送する基板ホルダを有するめっきモジュールと、前記めっき前処理モジュール及び前記めっきモジュールの間で複数枚の基板を上方から把持して搬送するモジュール間基板搬送装置を有し、前記めっき前処理槽は、めっき前処理液の温度調節機能を備えためっき前処理液循環ラインを有し、前記めっき槽は、フィルタとめっき液の温度調節機能を備えためっき液循環ラインを有し、前記めっき液循環ラインは、該めっき液循環ライン及び前記めっき槽の内部をフラッシングするフラッシングラインに接続されていることを特徴とする無電解めっき装置である。
【００１８】
このように、各モジュール毎に基板ホルダを備えることで、基板ホルダの構成をより簡素化して、めっき液を含む薬液の外部への持ち出し量を減少させ、併せて、洗浄工程での洗浄時間を短縮させて、スループットを向上させることができる。しかも、めっき液循環ラインに接続したフラッシングラインを通して、めっき液循環ライン及びめっき槽内部のエッチング液等によるフラッシングを容易かつ迅速に行うことができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、前記めっき前処理は、Ａｌ表面のジンケート処理で、めっき前処理槽は、ジンケート処理槽であることを特徴とする請求項１記載の無電解めっき装置である。
銅表面に無電解めっきを行う場合には、めっき前処理として、例えばＰｄ触媒付与処理が行われる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、前記めっきモジュールの水洗槽は、めっき膜表面の酸化膜を除去する薬液を供給する薬液供給ラインを有することを特徴とする請求項１または２記載の無電解めっき装置である。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、前記めっき前処理モジュールの前記めっき前処理槽及び前記水洗槽、並びに前記めっきモジュールの前記水洗槽の少なくとも一つの槽は、ＱＤＲ機能を有す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無電解めっき装置である。
このように、ＱＤＲ（Quick Dump Rinse）機能を備えることで、短時間で十分な基板表面のリンス（水洗）を行って、装置の小型コンパクト化を図ることができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、前記めっき前処理モジュール及び前記めっきモジュールは、空気をダウンフローとする空調機能を有するハウジング内に収容されてい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電解めっき装置である。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、めっき後に水洗した基板を乾燥させる乾燥ユニットを有す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電解めっき装置である。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、処理前の複数枚の基板を仮置きする仮置きステーションを有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無電解めっき装置である。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、前記めっき槽は、めっき直前のめっき液の金属濃度とめっき直後のめっき液の金属濃度を測定し、これらの金属濃度の差から析出した金属量を算出し、析出した金属量と目標値を比較して、析出した金属量に応じて、予め決められた金属濃度に補正した補給液に補給する補給液補給装置を有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無電解めっき装置である。
【００２６】
これにより、めっき液の状態及びめっき装置の状態を的確に判断しためっき液の運用を行って、めっき装置に不具合が生じて製品にダメージを与えることを防止しつつ、めっき膜厚の変動幅を小さく抑え、しかも予期しないめっきレートの減少にも対応することができる。
【００２７】
請求項９に記載の発明は、補給液の金属濃度を補正する補正回数が、事前に設定した補正回数を超えた場合に、再建浴を行うことを特徴とする請求項８記載の無電解めっき装置である。
【００２８】
請求項１０に記載の発明は、めっき後にめっきで析出した金属量に見合った金属を補給した後のめっき液の金属濃度と、次回のめっき直前のめっき液の金属濃度を測定し、前者の金属濃度の方が後者の金属濃度よりも低い場合に、前記フィルタの洗浄を行うことを特徴とする請求項８または９記載の無電解めっき装置である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、めっき液を含む薬液の外部への持ち出し量を低減させて、基板一枚あたりの液コストを低減させ、併せて洗浄工程での洗浄時間を短縮させて、スループットを向上させることができる。しかも、めっき液循環ラインの内部等のエッチング液等によるフラッシングを容易かつ迅速に行うことができる。
また、めっき液の金属濃度を通して、めっき液及びめっき装置の状態を常にモニタ管理することにより、めっき装置不具合を事前に回避し、製品にダメージを与えることのない装置運用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】マイクロバンプの接合例を示す断面図である。
【図２】ＴＳＶ配線の接続例を示す断面図である。
【図３】バンプパッドの表面にＮｉめっき膜及びＡｕめっき膜を無電解めっきで形成する例を工程順に示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態の無電解めっき装置の全体平面図である。
【図５】モジュール間基板搬送装置の基板保持具の概要を示す正面図である。
【図６】図５の右側面図である。
【図７】ジンケート処理モジュールのジンケート処理槽と基板ホルダを示す概略縦断正面図である。
【図８】ジンケート処理モジュールのジンケート処理槽と基板ホルダを示す概略側断面図である。
【図９】ジンケート処理モジュールのジンケート処理槽と基板ホルダを示す概略縦断正面図である。
【図１０】ＮｉめっきモジュールのＮｉめっき槽と基板ホルダを示す概略縦断正面図である。
【図１１】図４に示す無電解めっき装置による一連の処理を示すブロック図である。
【図１２】無電解Ｎｉめっきに使用されるＮｉめっき液の管理の説明に付するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下の例において、同一または相当部材には、同一符号を付して重複した説明を省略する。
【００３２】
以下の例では、図３（ａ）に示すように、例えば直径Ｄが数μｍのＡｌからなるバンプパッド４０を設けた半導体ウェーハ等の基板Ｗを用意する。そして、図３（ｂ）に示すように、この基板Ｗの表面に、めっき前処理としてのジンケート処理を行って、バンプパッド４０の表面に置換めっきにより亜鉛めっき膜４２を形成し、この亜鉛めっき膜４２の表面に、無電解めっきによって、例えば１．６μｍのＮｉめっき膜４４を形成し、このＮｉめっき膜４４の表面に、置換めっき（無電解めっき）によって、例えば０．１μｍのＡｕめっき膜４６を形成するようにしている。
【００３３】
図４は、本発明の実施形態の無電解めっき装置の概要を示す全体平面図である。図４に示すように、この無電解めっき装置は、空気をダウンフローとする空調機能を有する略矩形状のハウジング５０と、ハウジング５０に隣接して配置され、多数の半導体ウェーハ等の基板をストックする基板カセットが載置されるロードポート５２を備えている。ロードポート５２には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard Manufacturing Interface）ポッド、またはＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載することができる。
【００３４】
ハウジング５０の内部には、ロードポート５２の反対側から順に、前洗浄槽５４と水洗槽５６を有する前洗浄モジュール５８、めっき前処理としてジンケート処理を行うジンケート処理槽（めっき前処理槽）６０と水洗槽６２を有するジンケート処理（めっき前処理）モジュール６４、Ｎｉめっき槽６６と水洗槽６８を有するＮｉめっきモジュール７０、Ａｕめっき槽７２と水洗槽７４を有するＡｕめっきモジュール７６、及び乾燥ユニット７８が直列に配置されている。
【００３５】
前洗浄モジュール５８には、上下及び左右に移動自在で、前洗浄槽５４と水洗槽５６との間で基板を搬送して前洗浄槽５４と水洗槽５６の処理液に基板を浸漬させる基板ホルダ８０ａが備えられている。同様に、ジンケート処理モジュール６４には、ジンケート処理槽６０と水洗槽６２との間で基板を搬送する基板ホルダ８０ｂが、Ｎｉめっきモジュール７０には、Ｎｉめっき槽６６と水洗槽６８との間で基板を搬送する基板ホルダ８０ｃが、Ａｕめっきモジュール７６には、Ａｕめっき槽７２と水洗槽７４との間で基板を搬送する基板ホルダ８０ｄがそれぞれ備えられている。
【００３６】
ここに、ジンケート処理モジュール６４のジンケート処理槽６０及び水洗槽６２、並びにめっきモジュール７０，７６の水洗槽６８、７４の少なくとも一つの槽は、ＱＤＲ（Quick Dump Rinse）機能を有することが好ましく、これにより、短時間で十分な基板表面のリンス（水洗）を行って、装置の小型コンパクト化を図ることができる。
【００３７】
更に、これらの基板ホルダ８０ａ〜８０ｄ及び乾燥ユニット７８と平行に、ガイド８２に沿って走行自在な基板保持具８４を有し、複数枚の基板を搬送して各基板ホルダ８０ａ〜８０ｄ及び乾燥ユニット７８との間で複数枚の基板の受け渡しを行うモジュール間基板搬送装置８６が配置されている。
【００３８】
このように、モジュール間基板搬送装置８６とは別に、各モジュール６４，７０，７６内に基板ホルダ８０ａ〜８０ｄを備えることで、基板ホルダ８０ａ〜８０ｄの構成をより簡素化して、めっき液を含む薬液の外部への持ち出し量を減少させ、併せて、洗浄工程での洗浄時間を短縮させて、スループットを向上させることができる。基板ホルダ８０ａ〜８０ｄは、各処理液中での処理中に、必要に応じて基板を上下動または振動させる基板移動機構を備えている。
【００３９】
この例では、モジュール間基板搬送装置８６は、基板保持具８４で保持した複数枚の基板を乾燥ユニット７８に搬送して乾燥させるのにも使用される。
【００４０】
更に、ハウジングの内部には、ロードポート５２側に位置して、ロードポート５２内の複数枚の基板をハウジング５０内に同時に搬入またはハウジング５０内の複数枚の基板をロードポート５２に搬出する搬出入用基板搬送装置９０が走行自在に配置され、この搬出入用基板搬送装置９０と乾燥モジュール７８との間に、複数枚の基板を仮置きする仮置きステーション９２が配置されている。
【００４１】
これにより、搬出入用基板搬送装置９０は、ロードポート５２内にストックされた、例えば２５枚の基板を同時に受け取って搬送し、仮置きステーション９２に鉛直方向に仮置きし、これを２度繰返ことで、仮置きステーション９２に、例えば５０枚の基板を鉛直方向に仮置きする。モジュール間基板搬送装置８６は、仮置きステーション９２に鉛直方向に仮置きされた、例えば５０枚の基板を同時に受け取って、例えば、前洗浄モジュール５８に搬送し、前洗浄モジュール５８の基板ホルダ８０ａに同時に受け渡す。また、処理後の基板は、上記と逆の動作で一旦仮置きステーション９２に仮置きした後、搬出入用基板搬送装置９０によりロードポート５２に戻される。
【００４２】
前洗浄槽５４は、この例では、基板Ｗの表面の酸化膜を除去し、更にダブルジンケート処理の時に、バンプパッド４０（図３参照）の表面に置換めっきで形成される亜鉛めっき膜の表面を除去するため、前洗浄液として硝酸を使用している。ハウジング５０の外部には、この前洗浄液（硝酸）を溜める前洗浄液（硝酸）貯槽１００が配置され、この前洗浄液貯槽１００から延びる前洗浄液供給ライン１０２は前洗浄槽５４に接続されている。
【００４３】
ハウジング５０の外部には、例えば水酸化ナトリウムベースの酸化亜鉛含有液からなるジンケート液を溜めるジンケート液貯槽１０４が配置され、このジンケート液貯槽１０４から延びるジンケート液供給ライン１０６はジンケート処理槽６０に接続されている。
【００４４】
ハウジング５０の外部には、Ｎｉめっき液を溜めるＮｉめっき液貯槽１０８と、この例では硝酸からなり、下記のエッチング液によるフラッシングに使用されるフラッシング液を溜めるフラッシング液貯槽１１０が配置され、このＮｉめっき液貯槽１０８から延びるＮｉめっき液供給ライン１１２及びフラッシング液貯槽１１０から延びるフラッシングライン１１４は、Ｎｉめっき槽６６に接続されている。
【００４５】
ハウジング５０の外部には、Ａｕめっき液を溜めるＡｕめっき液貯槽１１６と、この例では硝酸と塩酸の混合液からなり、下記のエッチング液によるフラッシングに使用されるフラッシング液を溜めるフラッシング液貯槽１１８が配置され、このＡｕめっき液貯槽１１６から延びるＡｕめっき液供給ライン１２０及びフラッシング液貯槽１１８から延びるフラッシングライン１２２は、Ａｕめっき槽７２に接続されている。
【００４６】
Ｎｉめっき液貯槽１０８には、Ｎｉめっき液を分析して、Ｎｉめっき液の金属（Ｎｉ）イオン濃度やｐＨ等を計測するめっき液分析装置１２４が付設されている。Ａｕめっき液貯槽１１６に同様に、Ａｕめっき液を分析して、金属（Ａｕ）イオン濃度やｐＨ等を計測するめっき液分析装置１２６が付設されている。
【００４７】
図５は、モジュール間基板搬送装置８６の基板保持具８４の概要を示す正面図で、図６は、図５の右側面図である。図５及び図６に示すように、基板保持具８４は、基部１３０と、開閉自在な複数対の搬送アーム１３２を有している。そして、搬送アーム１３２を開いた状態で、鉛直方向に並列に配置した複数枚の基板Ｗの上方から搬送アーム１３２を下降させ、搬送アーム１３２を閉じることで、複数枚（例えば５０枚）の基板Ｗを上方から同時に把持し、逆の動作で、基板Ｗの保持を解くようになっている。モジュール間基板搬送装置８６は、各槽でのコンタミネーションを防ぐために、時期を見て搬送アーム１３２を洗浄するように構成されている。
【００４８】
図７は、ジンケート処理モジュール６４のジンケート処理槽６０と基板ホルダ８０ｂを示す概略縦断正面図で、図８は、同じく概略側断面図である。図７及び図８に示すように、ジンケート処理槽６０は、内槽１４０と外槽１４２とを有しており、内槽１４０と外槽１４２との間にオーバフロー槽１４４が形成されている。ジンケート処理槽６０のオーバフロー槽１４４の底部には、ポンプ１４６、温度調整器１４８及びフィルタ１５０を介装したジンケート液（めっき前処理液）循環ライン１５２の一端が接続され、このジンケート液循環ライン１５２の他端は、内槽１４０の底部に接続されている。更に、内槽１４０の底部には、処理液の流れを整える整流板１５４が配置されている。
【００４９】
これによって、ジンケート処理槽６０内のジンケート液は、ポンプ１４６の駆動に伴って、フィルタ１５０でフィルタリングされ、温度調整器１４８で、例えば５０℃に温度が調整されながら、内槽１４０の内部とオーバフロー槽１４４との間を循環するようになっている。ジンケート液循環ライン１５２のポンプ１４６の上流側とフィルタ１５０の下流側は、短絡ライン１５６で結ばれており、更に、ジンケート液循環ライン１５２に、前記ジンケート液貯槽１０４から延びるジンケート液供給ライン１０６が接続されている。
【００５０】
なお、前洗浄槽５４は、ジンケート処理槽６０の同様な構成を有している。ただし、前洗浄槽５４において、処理液（硝酸）は、一般に温度を調整する必要がない（常温で使用される）ため、温度調整器１０８を省略してもよい。
【００５１】
図７及び図８に示すように、基板ホルダ８０ｂは、所定間隔離間した位置に対向して配置される一対の側板１６４と該側板１６４間に跨って延び基板Ｗの外周部を下方から支持する複数の支持棒１６６を有している。
【００５２】
これにより、基板ホルダ８０ｂの基板ホルダ１６２は、複数枚（例えば５０枚）の基板Ｗを基板Ｗの下方で支持棒１６６で支持し、これによって、基板Ｗを上方から把持するモジュール間基板搬送装置８６の基板保持具８４との間で、基板の受け渡しをスムーズに行えるようになっている。なお、他の基板ホルダ８０ａ，８０ｃ，８０ｄにあっても、基板ホルダ８０ｂと同様の構成を有している。
【００５３】
図９は、ジンケート処理モジュール６４の水洗槽６２と基板ホルダ８０ｂを示す概略縦断正面図である。水洗槽６２は、処理液として純水を使用している。水洗槽６２は、内槽１７０と外槽１７２とを有しており、内槽１７０と外槽１７２との間にオーバフロー槽１７４が形成されている。そして、内槽１７０の底部に純水供給ライン１７６が接続され、オーバフロー槽１７４の底部に排水ライン１７８が接続されている。これによって、純水供給ライン１７６を通して内槽１７０に供給された純水は、内槽１７０の内部を満し、しかる後、オーバフロー槽１７４内にオーバフローして、排水ライン１７８から排水されるようになっている。
【００５４】
なお、他の水洗槽５６，６８，７４も、水洗槽６２と同様な構成を有している。ただし、めっきモジュール７０，７８の水洗槽６８，７４にあっては、図９に仮想線で示すように、内槽１７０の底部に、めっき膜表面の酸化膜を除去する薬液を供給する薬液供給ライン１８０を接続するようにしてもよい。
【００５５】
図１０は、Ｎｉめっきモジュール７０のＮｉめっき槽６６と基板ホルダ８０ｃを示す概略縦断正面図で、図１１は、同じく概略側断面図である。なお、基板ホルダ８０ｃは、前述のように、基板ホルダ８０ｂと同様な構成を有しているので、同一部材には同一符号を付して重複した説明を省略する。
【００５６】
図１０に示すように、Ｎｉめっき槽６６は、内槽１９０と外槽１９２とを有しており、内槽１９０と外槽１９２との間にオーバフロー槽１９４が形成されている。Ｎｉめっき槽６６には、ポンプ１９６、温度調整器１９８及びフィルタ２００を介装しためっき液循環ライン２０２の一端が接続され、このめっき液循環ライン２０２の他端は、内槽１９０の底部に接続されている。更に、内槽１９０の底部には、Ｎｉめっき液の流れを整える整流板２０４４が配置されている。
【００５７】
これによって、Ｎｉめっき槽６６内のめっき液は、ポンプ１９６の駆動に伴って、フィルタ２００でフィルタリングされ、温度調整器１９８で、例えば８０℃に温度が調整されながら、内槽１９０の内部とオーバフロー槽１９４との間を循環するようになっている。めっき液循環ライン２０２のポンプ１９６の上流側とフィルタ２００の下流側は、短絡ライン２０６で結ばれている。
【００５８】
更に、めっき液循環ライン１５２に、前記Ｎｉめっき液貯槽１０８から延びるＮｉめっき液供給ライン１１２と、前記フラッシング液貯槽１１０から延びるフラッシングライン１１４が接続されている。これにより、Ｎｉめっき槽６６及びめっき液循環ライン２０２内のＮｉめっき液を除去した後、フラッシングライン１１４を通して、硝酸等のフラッシング液（エッチング液）をめっき液循環ライン２０２からＮｉめっき液貯槽１０８の内部に導入し、このフラッシング液をポンプ１９６を介して循環させることで、めっき液循環ライン２０２及びＮｉめっき液貯槽１０８の内部をフラッシング液（エッチング液）でフラッシングできるようになっている。
【００５９】
オーバフロー槽１９４には、オーバフロー槽１９４内のＮｉめっき液を分析して、Ｎｉめっき液の金属（Ｎｉ）イオン濃度やｐＨ等を計測するめっき液分析装置２１０と、このめっき液分析装置２１０の分析結果を基に、オーバフロー槽１９４内のＮｉめっき液に、所定の金属濃度の補給液を補給するめっき液補給装置２１２が付設されている。
【００６０】
なお、Ａｕめっき槽７２は、Ｎｉめっき槽６６とほぼ同様な構成を有している。ただし、Ａｕめっき槽７２において、Ａｕめっき液の液温は、例えば７５℃に調整される。
【００６１】
次に、図４に示す無電解めっき装置による一連の処理を、図１１を更に参照して説明する。
【００６２】
先ず、前述のように、仮置きステーション９２に仮置きした複数枚（例えば５０枚）の基板を、モジュール間基板搬送装置８６の基板保持部８４で上方から把持して前洗浄モジュール５８に搬送する。前洗浄モジュール５８の基板ホルダ８０ａは、モジュール間基板搬送装置８６の基板保持部８４から複数枚の基板Ｗを同時に受け取って鉛直方向に保持する。この時、基板ホルダ８０ａは、前洗浄槽５４の直上方に位置している。
【００６３】
そして、基板ホルダ８０ａを下降させて、基板ホルダ８０ａで保持した複数枚の基板Ｗを、前洗浄槽５４内の処理液（硝酸）に、例えば１分間浸漬させ、これによって、基板Ｗの表面の酸化膜を除去する。
【００６４】
次に、基板ホルダ８０ａで保持した複数枚の基板Ｗを、前洗浄槽５４内の処理液（硝酸）から引き上げ、水洗槽５６の直上方に移動させる。そして、基板ホルダ８０ａを下降させて、基板ホルダ８０ａで保持した複数枚の基板Ｗを、水洗槽５６内の処理液（純水）に、例えば５分間浸漬させ、これによって、基板Ｗの表面を水洗する。しかる後、基板ホルダ８０ａで保持した複数枚の基板Ｗを、水洗槽５２内の処理液（純水）から引き上げる。
【００６５】
次に、基板ホルダ８０ａで鉛直方向に保持した複数枚の基板Ｗを、モジュール間基板搬送装置８６の基板保持具８４を経由して、ジンケート処理モジュール６４の基板ホルダ８０ｂに受け渡す。この基板ホルダ８０ｂは、ジンケート処理槽６０の直上方に位置している。
【００６６】
次に、基板ホルダ８０ｂを下降させて、基板ホルダ８０ｂで保持した複数枚の基板Ｗを、ジンケート処理槽６０内の処理液（ジンケート液）に、例えば３０秒浸漬させ、これによって、Ａｌからなるバンプパッド４０（図３参照）の表面の１回目のジンケート処理を行う。そして、基板ホルダ８０ｂで保持した複数枚の基板Ｗを、ジンケート処理槽５６内の処理液（ジンケート液）から引き上げる。
【００６７】
次に、前述とほぼ同様に、基板ホルダ８０ｂで保持した複数枚の基板Ｗを、水洗槽６２の直上方に移動させる。そして、基板ホルダ８０ｂを下降させて、基板ホルダ８０ｂで保持した複数枚の基板Ｗを、水洗槽６２内の処理液（純水）に、例えば１分間浸漬させ、これによって、基板Ｗの表面を水洗する。しかる後、基板ホルダ８０ｂで保持した複数枚の基板Ｗを水洗槽６２内の処理液（純水）から引き上げる。
【００６８】
上記基板の硝酸中への浸漬及びその後の水洗、ジンケート液中への浸漬及びその後の水洗を１サイクルとして、このサイクルを２回繰返し、これによって、いわゆるダブルジンケート処理を行う。このように、ダブルジンケート処理を行うことで、Ａｌからなるバンプパッド４０（図３参照）の表面に、１回目のジンケート処理で粗く付与された亜鉛（亜鉛めっき膜）を硝酸で除去し、しかる後、バンプパッド４０の表面を、２回目のジンケート処理で細かく亜鉛に置換することができる。これによって、図３（ｂ）に示す亜鉛めっき膜４２を形成する。
【００６９】
次に、ダブルジンケート処置後の基板を、モジュール間基板搬送装置８６の基板保持具８４を経由して、Ｎｉめっきモジュール７０の基板ホルダ８０ｃに受け渡す。そして、前述のジンケート処理とほぼ同様にして、基板ホルダ８０ｃで鉛直方向に保持した複数枚の基板を、Ｎｉめっき槽６６内の、例えば液温が８０℃のＮｉめっき液に、例えば５０分間浸漬させ、これによって、図３（ｂ）に示すＮｉめっき膜４４を形成する。しかる後、Ｎｉめっき後の基板を、水洗槽６８内の処理液（純水）に、例えば５分間浸漬させて水洗する。
【００７０】
次に、Ｎｉめっき後の基板を、モジュール間基板搬送装置８６の基板保持具８４を経由して、Ａｕめっきモジュール７６の基板ホルダ８０ｄに受け渡す。そして、前述のジンケート処理とほぼ同様にして、基板ホルダ８０ｄで鉛直方向に保持した複数枚の基板を、Ａｕめっき槽７２内の、例えば液温が７５℃のＡｕめっき液に、例えば１０分間浸漬させ、これによって、図３（ｂ）に示すＡｕめっき膜４６を形成する。しかる後、Ａｕめっき後の基板を、水洗槽７４内の処理液（純水）に、例えば５分間浸漬させて水洗する。
【００７１】
次に、Ａｕめっき後の基板を、モジュール間基板搬送装置８６の基板保持具８４で保持して乾燥ユニット７８に搬送し、乾燥ユニット７８で、例えばエアブローまたはＩＰＡ（イソプロピルアルコール）蒸気を使用した乾燥方法で乾燥させる。
【００７２】
そして、モジュール間基板搬送装置８６の基板保持具８４は、乾燥後の基板Ｗを仮置きステーション９２に搬送して仮置きし、仮置き後の基板をロードポート５２に戻す。これにより、一連の無電解めっき処理を終了する。
【００７３】
上記のように、バッチ処理方式を採用して無電解Ｎｉめっきを行うと、Ｎｉめっき槽６６やめっき液循環ライン２０２の内部にＮｉ等の付着物が付着する。このため、例えば１００枚の基板を処理した後、Ｎｉめっき槽６６やめっき液循環ライン２０２の内部に付着した付着物を、エッチング液等でフラッシングする必要がある。
【００７４】
そこで、この例では、このように、フラッシングを行う必要が生じた時に、Ｎｉめっき槽６６及びめっき液循環ライン２０２からＮｉめっき液を除去し、フラッシングライン１１４を通して、Ｎｉめっき槽６６及びめっき液循環ライン２０２内に、例えばＮｉエッチングに使われる硝酸等のフラッシング液を導入して循環させることで、Ｎｉめっき槽６６及びめっき液循環ライン２０２内のエッチング液等によるフラッシングを行う。これにより、Ｎｉめっき槽６６及びめっき液循環ライン２０２内のエッチング液等によるフラッシングを容易かつ迅速に行うことができる。
【００７５】
このことは、Ａｕめっき槽７２にあっても同様で、Ａｕめっき槽７２の場合、フラッシング液として、例えばＡｕエッチングに使われる硝酸と塩酸の混合液が用いられる。
【００７６】
次に、図１２に示すフローチャートを参照して、無電解Ｎｉめっきに使用されるＮｉめっき液の管理について説明する。
【００７７】
先ず、基板のパターン開口率とめっき時間等のめっき条件を設定する。これにより、めっきによる金属析出量が、予め求められた成膜レートより、目標金属析出量Ｆ（めっき条件）として求められる。次に、めっき液の建浴時の金属濃度Ａを測定し（ステップ２）、この建浴時の金属濃度Ａが規定値に入っているか否かの確認を行う（ステップ３）。めっき液の建浴時の金属濃度Ａが規定値に入っていない場合には、めっき液の金属補給を行い（ステップ４）、再度ステップ３に戻る。このめっき液の金属補給（ステップ３）を２度繰り返した時には、装置異常と判断し（ステップ５）、例えばアラームを鳴らす。
【００７８】
めっき液の建浴時の金属濃度Ａが規定値に入っていることを確認した場合には、めっき液のめっき直前の金属濃度Ｂを測定する（ステップ６）。建浴とめっきを連続して行う場合には、ステップ６をスキップしても良い。そして、実際にめっきを行い（ステップ７）、めっき液のめっき直後の金属濃度Ｃを測定する（ステップ８）。
【００７９】
次に、めっき液のめっき直前の金属濃度Ｂとめっき直後の金属濃度Ｃの濃度差と既知のめっき液量から、めっき時に実際に析出した実際金属析出量Ｆ（Ｂ，Ｃ）を算出し、目標金属析出量Ｆ（めっき条件）との比較を行う（ステップ９）。この比較により、めっき液の老化程度、及び老化に伴うめっきレートの低下を補正する。
【００８０】
即ち、実際金属析出量Ｆ（Ｂ，Ｃ）が目標金属析出量値Ｆ（めっき条件）より少ない（Ｆ（Ｂ，Ｃ）＜Ｆ（めっき条件））場合には、補給する補給液の金属濃度を予め実測などで求めておいた値に補正する（ステップ１０）。一方、実際金属析出量Ｆ（Ｂ，Ｃ）が目標金属析出量値Ｆ（めっき条件）と同等以上の場合（（Ｆ（Ｂ，Ｃ）≧Ｆ（めっき条件））には、補給する補給液の金属濃度の補正は行わない。そして、析出した金属量に応じて、めっき液補給装置２０６（図１０参照）を通して、めっき液に補給液を補給し（ステップ１１）、めっき液の補給液を補給した直後の金属濃度Ｄを測定する（ステップ１２）。このように運用することで、めっきレートの変動を最小限に留めつつ、めっき液寿命を延命することができる。
【００８１】
再びめっきを行う際にめっき液のめっき直前の金属濃度Ｂを再度測定する。そして、めっき液の補給液補給直後の金属濃度Ｄとめっき直前の金属濃度Ｂの差を求めて、めっき液濃度が経時的に減少しているかいないかの有無を判断する。つまり、めっき液の補給直後の金属濃度Ｄとめっき直前の金属濃度Ｂの差が正の場合（Ｄ−Ｂ＞０）、めっき装置（Ｎｉめっき槽６６及びめっき液循環ライン２０２）内にめっきされる金属が析出していると判断し、前記フィルタ２００（図１０参照）をエッチング液等で洗浄してステップ１１に戻る。
【００８２】
この補給液の補給直後の金属濃度Ｄとめっき液直前の金属濃度Ｂの差が負の場合（Ｄ−Ｂ≦０）には、補給液の金属濃度を補正した補正回数ｎが予め定めた所定の補正回数ｎｒに達していないかを判断し（ステップ１５）、所定の補正回数に達していない（ｎ≦ｎｒ）場合には、ステップ７に戻り、所定の補正回数に達した場合（ｎ＞ｎｒ）には、再建浴を行って（ステップ１７）、スタートに戻る。
【００８３】
このように、めっき前後のめっき液の金属濃度からめっき量（めっき膜厚に換算可）を求め、想定めっき量との差分に応じて、予め決められた金属濃度の補給液をめっき液に補給する。この時、めっき液に補給液を補給することによって、めっき前のめっき液の金属濃度が初期濃度に戻るようにしても良いが、初期濃度よりも高くなるようにしても良い。これにより、めっき液の金属濃度以外の要因でめっきレートが減少することを防止し、全体として、めっき膜厚の変動幅をより小さくして、予期しないめっきレートの減少にも対応可能となる。
【００８４】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８５】
４０ バンプパッド
４２ 亜鉛めっき膜
４４ Ｎｉめっき膜
４６ Ａｕめっき膜
５４ 前洗浄槽
５６，６２，６８，７４ 水洗槽
５８ 前洗浄モジュール
６０ ジンケート処理（めっき前処理）槽
６４ ジンケート処理（めっき前処理）モジュール
６６ Ｎｉめっき槽
７０ Ｎｉめっきモジュール
７２ Ａｕめっき槽
７６ Ａｕめっきモジュール
７８ 乾燥ユニット
８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ 基板ホルダ
８４ 基板捕治具
８６ モジュール間基板搬送装置
９２ 仮置きステーション
１００ 前処理液（硝酸）貯槽
１０２ 前処理液供給ライン
１０４ ジンケート液貯槽
１０６ ジンケート液供給ライン
１０８ Ｎｉめっき液貯槽
１１０，１１８ フラッシング液貯槽
１１２ Ｎｉめっき液供給ライン
１１４，１２２ フラッシングライン
１１６ Ａｕめっき液貯槽
１２０ Ａｕめっき液供給ライン
１２４，１２６，２１０ めっき液分析装置
１３２ 搬送アーム
１４８，１９８ 温度調整器
１５０，２００ フィルタ
１５２ ジンケート液循環ライン
１６４ 側板
１６６ 支持棒
２０２ めっき液循環ライン
２０６ 補給液補給装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき前処理を行うめっき前処理槽、めっき前処理後の基板を水洗する水洗槽、及びそれらの間で複数枚の基板を基板の下方で支持して搬送する基板ホルダを有するめっき前処理モジュールと、
めっき前処理後の基板表面に無電解めっきを行うめっき槽、無電解めっき後の基板を水洗する水洗槽、及びそれらの間で複数枚の基板を下方で支持して搬送する基板ホルダを有するめっきモジュールと、
前記めっき前処理モジュール及び前記めっきモジュールの間で複数枚の基板を上方から把持して搬送するモジュール間基板搬送装置を有し、
前記めっき前処理槽は、めっき前処理液の温度調節機能を備えためっき前処理液循環ラインを有し、
前記めっき槽は、フィルタとめっき液の温度調節機能を備えためっき液循環ラインを有し、
前記めっき液循環ラインは、該めっき液循環ライン及び前記めっき槽の内部をフラッシングするフラッシングラインに接続されていることを特徴とする無電解めっき装置。
【請求項２】
前記めっき前処理は、Ａｌ表面のジンケート処理で、めっき前処理槽は、ジンケート処理槽であることを特徴とする請求項１記載の無電解めっき装置。
【請求項３】
前記めっきモジュールの水洗槽は、めっき膜表面の酸化膜を除去する薬液を供給する薬液供給ラインを有することを特徴とする請求項１または２記載の無電解めっき装置。
【請求項４】
前記めっき前処理モジュールの前記めっき前処理槽及び前記水洗槽、並びに前記めっきモジュールの前記水洗槽の少なくとも一つの槽は、ＱＤＲ機能を有す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無電解めっき装置。
【請求項５】
前記めっき前処理モジュール及び前記めっきモジュールは、空気をダウンフローとする空調機能を有するハウジング内に収容されてい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電解めっき装置。
【請求項６】
めっき後に水洗した基板を乾燥させる乾燥ユニットを有す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電解めっき装置。
【請求項７】
処理前の複数枚の基板を仮置きする仮置きステーションを有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無電解めっき装置。
【請求項８】
前記めっき槽は、めっき直前のめっき液の金属濃度とめっき直後のめっき液の金属濃度を測定し、これらの金属濃度の差から析出した金属量を算出し、析出した金属量と目標値を比較して、析出した金属量に応じて、予め決められた金属濃度に補正しためっき液に補給するめっき液補給装置を有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無電解めっき装置。
【請求項９】
補給するめっき液の金属濃度を補正する補正回数が、事前に設定した補正回数を超えた場合に、再建浴を行うことを特徴とする請求項８記載の無電解めっき装置。
【請求項１０】
めっき後にめっきで析出した金属量に見合った金属を補給した後のめっき液の金属濃度と、次回のめっき直前のめっき液の金属濃度を測定し、前者の金属濃度の方が後者の金属濃度よりも低い場合に、前記フィルタの洗浄を行うことを特徴とする請求項８または９記載の無電解めっき装置。
【請求項１】
めっき前処理を行うめっき前処理槽、めっき前処理後の基板を水洗する水洗槽、及びそれらの間で複数枚の基板を基板の下方で支持して搬送する基板ホルダを有するめっき前処理モジュールと、
めっき前処理後の基板表面に無電解めっきを行うめっき槽、無電解めっき後の基板を水洗する水洗槽、及びそれらの間で複数枚の基板を下方で支持して搬送する基板ホルダを有するめっきモジュールと、
前記めっき前処理モジュール及び前記めっきモジュールの間で複数枚の基板を上方から把持して搬送するモジュール間基板搬送装置を有し、
前記めっき前処理槽は、めっき前処理液の温度調節機能を備えためっき前処理液循環ラインを有し、
前記めっき槽は、フィルタとめっき液の温度調節機能を備えためっき液循環ラインを有し、
前記めっき液循環ラインは、該めっき液循環ライン及び前記めっき槽の内部をフラッシングするフラッシングラインに接続されていることを特徴とする無電解めっき装置。
【請求項２】
前記めっき前処理は、Ａｌ表面のジンケート処理で、めっき前処理槽は、ジンケート処理槽であることを特徴とする請求項１記載の無電解めっき装置。
【請求項３】
前記めっきモジュールの水洗槽は、めっき膜表面の酸化膜を除去する薬液を供給する薬液供給ラインを有することを特徴とする請求項１または２記載の無電解めっき装置。
【請求項４】
前記めっき前処理モジュールの前記めっき前処理槽及び前記水洗槽、並びに前記めっきモジュールの前記水洗槽の少なくとも一つの槽は、ＱＤＲ機能を有す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無電解めっき装置。
【請求項５】
前記めっき前処理モジュール及び前記めっきモジュールは、空気をダウンフローとする空調機能を有するハウジング内に収容されてい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電解めっき装置。
【請求項６】
めっき後に水洗した基板を乾燥させる乾燥ユニットを有す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電解めっき装置。
【請求項７】
処理前の複数枚の基板を仮置きする仮置きステーションを有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無電解めっき装置。
【請求項８】
前記めっき槽は、めっき直前のめっき液の金属濃度とめっき直後のめっき液の金属濃度を測定し、これらの金属濃度の差から析出した金属量を算出し、析出した金属量と目標値を比較して、析出した金属量に応じて、予め決められた金属濃度に補正しためっき液に補給するめっき液補給装置を有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無電解めっき装置。
【請求項９】
補給するめっき液の金属濃度を補正する補正回数が、事前に設定した補正回数を超えた場合に、再建浴を行うことを特徴とする請求項８記載の無電解めっき装置。
【請求項１０】
めっき後にめっきで析出した金属量に見合った金属を補給した後のめっき液の金属濃度と、次回のめっき直前のめっき液の金属濃度を測定し、前者の金属濃度の方が後者の金属濃度よりも低い場合に、前記フィルタの洗浄を行うことを特徴とする請求項８または９記載の無電解めっき装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１０４１１８（Ｐ２０１３−１０４１１８Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５０４３３（Ｐ２０１１−２５０４３３）
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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