【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば基板の被めっき面にめっきを施すめっき装置に係り、特に半導体ウエハ等の基板の表面に、パッケージの電極等と電気的に接続するバンプ（突起状電極）を形成するのに使用されるめっき装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）やフリップチップにおいては、配線が形成された半導体チップの表面の所定箇所（電極）に金、銅、はんだ、或いはニッケル、更にはこれらを多層に積層した突起状接続電極（バンプ）を形成し、このバンプを介してパッケージの電極やＴＡＢ電極と電気的に接続することが広く行われている。このバンプの形成方法としては、電気めっき法、蒸着法、印刷法、ボールバンプ法といった種々の手法があるが、半導体チップのＩ／Ｏ数の増加、細ピッチ化に伴い、微細化が可能で性能が比較的安定している電気めっき法が多く用いられるようになってきている。
【０００３】
この電気めっき法を用いて基板表面の所定の位置にバンプを形成する一般的な形成方法を以下に説明すると、先ず、スパッタ法や蒸着法等で基板の表面にシード層を形成し、このシード層の上にレジストを塗布してレジスト膜を形成した後、露光及び現像を行って、レジスト膜の所定の位置に開口部を形成する。そして、このレジスト開口部内に、電気めっき法を用いて、例えばＡｕやＣｕ等のバンプ材料となるめっき金属を析出させ成長させる。次に、不要となったレジスト膜を剥離除去し、しかる後、バンプ以外の不要なシード層をエッチング除去する。そして、必要に応じて、バンプのリフローを行って、球状のバンプにする。
【０００４】
従来、この種の一連のバンプ形成処理に使用されるめっき装置は、一般に、めっき処理を行うめっき処理部と、基板の洗浄やめっきの前処理等のめっきに付帯する処理を行う付帯処理部と、これらの各処理部との間で基板の受渡しを行う搬送ロボットとを備えている。そして、所定の位置にレジスト開口部を予め形成した基板を用意し、この基板を収納した基板カセットから、基板を一枚ずつ取出し、この基板のレジスト開口部内にＡｕやＣｕ等のバンプ材料となるめっき金属を成長させ、洗浄及び乾燥等のめっき後処理を施した後、基板カセットに戻すように構成されていた。
【０００５】
そして、めっき装置でめっき処理が施されて基板カセットに収納された基板は、基板カセットに収納されたまま、次工程のレジスト剥離装置やエッチング装置等に順次搬送され、これらの各装置で、レジスト膜の隔離除去やシード層のエッチング除去等の各処理が施される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バンプ形成処理に使用される従来のめっき装置にあっては、前述のように、例えば製造リードタイムを考慮し、少品種・大量生産に適すように、めっき処理までを行うように構成されていたため、バンプ完成までの一連の処理を連続して行うことができず、その後の処理に使用されるレジスト剥離装置やエッチング装置等を含めた装置全体としての大型化に繋がり、しかもフレキシビリティーに欠けるといった問題があった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、例えばバンプ形成処理等の一連のめっき処理を含む処理を連続的に行うことができて、装置全体としての省スペース化を図ることができ、しかも多品種・少量生産に適しためっき装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、レジストを使用して基板表面の所定の位置にめっき金属を析出させてめっき膜を形成するめっき装置であって、めっき処理を行うめっきモジュールを備えためっき装置に、独立したモジュールからなるレジスト剥離モジュールとエッチングモジュールを一体に組み込んだことを特徴とするめっき装置である。
【０００９】
このように、めっき装置に独立したモジュールからなるレジスト剥離モジュールとエッチングモジュールを一体に組み込むことで、めっき処理後のレジスト膜の剥離除去処理及びシード層のエッチング除去処理を連続的に行うことができ、しかも、目的とするめっきにより柔軟に対応することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、基板を洗浄する洗浄モジュールと、めっきの前処理を行う前処理モジュールを更に有することを特徴とする請求項１記載のめっき装置である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、基板表面の所定の位置に形成した前記めっき膜のリフローを行うリフローモジュールを更に有することを特徴とする請求項１または２記載のめっき装置である。これにより、めっき膜のリフローが必要な場合に、このめっき膜のリフロー処理を連続的に行うことができる。
請求項４に記載の発明は、前記めっき膜はバンプであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のめっき装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態のめっき装置の全体配置図を示す。図１に示すように、このめっき装置は、半導体ウエハ等の基板を収納した基板カセットを搭載する１台又は複数台（図示では３台）のカセット台１０を備え、更に、それぞれ独立したモジュールである、洗浄モジュール１２、前処理モジュール１４、めっきモジュール１６、レジスト剥離モジュール１８、エッチングモジュール２０及びリフローモジュール２２を各２台ずつ備えており、各異なるモジュール１２〜２２がそれぞれ一列をなすように配置されて一体に組み込まれている。
【００１３】
更に、カセット台１０と洗浄モジュール１２との間に位置して、これらの間で基板の受渡しを行う第１搬送ロボット２４が配置されている。また、列をなすモジュール１２〜２２の間に位置して、これらの各モジュール１２〜２２の間で基板の受渡しを行う第２搬送ロボット２６が、これらのモジュール１２〜２２に沿って走行自在に配置されている。
【００１４】
洗浄モジュール１２は、例えば基板を純水中に浸漬させる等、基板表面を純水に接触させて洗浄（リンス）しスピン乾燥させるモジュールである。前処理モジュール１４は、例えば基板を硫酸や塩酸などの薬液中に浸漬させ電気抵抗の大きな酸化膜等をエッチング除去して、清浄な金属面を露出させたり、めっき液の一成分である前処理液（プレディップ液）を基板表面に均一に塗布して、基板表面のめっき付着性を向上させたりするモジュールである。
【００１５】
めっきモジュール１６は、基板表面のレジスト開口部に、例えば電気めっき処理を施すモジュールである。レジスト剥離モジュール１８は、基板表面に残った不要となったレジスト膜を剥離除去するモジュールである。エッチングモジュール２０は、基板表面に形成されたバンプ等のめっき膜以外の不要なシード層をエッチング除去するモジュールである。リフローモジュール２２は、基板を加熱して、基板表面に形成されたバンプ等のめっき膜を溶融させ半球状に（リフロー）するモジュールである。
【００１６】
次に、上記のように構成しためっき装置による一連のバンプ形成処理を、図２を参照して説明する。先ず、図２（ａ）に示すように、基板Ｗの表面に給電層としてのシード層５００をスパッタ法や蒸着法で成膜し、このシード層５００の表面に、例えば高さＨが２０〜１２０μｍのレジスト膜５０２を全面に塗布し形成した後、露光及び現像を行って、このレジスト膜５０２の所定の位置に、例えば直径Ｄが２０〜２００μｍ程度の開口部５０２ａを設けた基板Ｗを用意する。そして、この基板を基板カセットに収容し、この基板カセットをカセット台１０に搭載する。
【００１７】
そして、このカセット台１０に搭載した基板カセットから、第１搬送ロボット２４で基板Ｗを１枚取出して、洗浄モジュール１２に搬送し、この洗浄モジュール１２で基板Ｗの表面を純水で洗浄する。この洗浄後の基板Ｗを第２搬送ロボット２６で前処理モジュール１４に搬送し、この前処理モジュール１４で、例えば基板Ｗを硫酸や塩酸などの薬液中に浸漬させたり、めっき液の一成分である前処理液（プレディップ液）を基板Ｗの表面に均一に塗布したりする前処理を行う。
【００１８】
次に、この前処理後の基板Ｗを、必要に応じて洗浄モジュール１２で洗浄した後、第２搬送ロボット２６でめっきモジュール１６に搬送し、このめっきモジュール１６で、基板Ｗの表面に電気めっき等のめっき処理を施す。これによって、図２（ｂ）に示すように、レジスト膜５０２に設けた開口部５０２ａ内にめっき金属を析出させ成長させて、めっき膜５０４を形成する。
【００１９】
そして、このめっき後の基板Ｗを、必要に応じて洗浄モジュール１２で洗浄した後、第２搬送ロボット２６でレジスト剥離モジュール１８に搬送し、このレジスト剥離モジュール１８で、基板Ｗを、例えば温度が５０〜６０℃のアセトン等の溶剤に浸漬させて、図２（ｃ）に示すように、基板Ｗ上のレジスト膜５０２を剥離除去する。
【００２０】
次に、このレジスト膜剥離後の基板Ｗを、必要に応じて洗浄モジュール１２で洗浄した後、第２搬送ロボット２６でエッチングモジュール２０に搬送し、このエッチングモジュール２０で、図２（ｄ）に示すように、めっき後の外部に露出する不要となったシード層５００をエッチング除去する。
【００２１】
更に、このエッチング処理後の基板Ｗを、必要に応じて洗浄モジュール１２で洗浄した後、第２搬送ロボット２６でリフローモジュール２２に搬送し、このリフローモジュール２２で基板Ｗを加熱しめっき膜５０４をリフローさせることで、図２（ｅ）に示すように、表面張力で丸くなったバンプ５０６を形成する。更に、この基板Ｗを、例えば、１００℃以上の温度でアニールし、バンプ５０６内の残留応力を除去する。
【００２２】
そして、このリフロー後の基板Ｗを第２搬送ロボット２６で洗浄モジュール１２に搬送し、この洗浄モジュール１２で純水による洗浄及びスピンドライによる水切りを行い、この水切り後の基板Ｗを第１搬送ロボット２４でカセット台１０に搭載された基板カセットに戻す。
【００２３】
以上説明したように、この例によれば、めっき処理を含む一連のバンプ形成処理を連続的に行うことができ、これによって、装置全体として省スペース化を図ることができる。しかも、各処理を行う独立したモジュールをめっき装置に組み込むことで、目的とするめっきにより柔軟に対応することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、例えばバンプ形成処理等の一連のめっき処理を含む処理を連続的に行うことができて、装置全体としての省スペース化を図ることができ、しかも目的とするめっきにより柔軟に対応した、多品種・少量生産に適しためっき装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のめっき装置の全体配置図である。
【図２】図１に示すめっき装置を用いて基板上にバンプ（突起状電極）を形成する過程を工程順に示す断面図である。
【符号の説明】
１２ 洗浄モジュール
１４ 前処理モジュール
１６ めっきモジュール
１８ レジスト剥離モジュール
２０ エッチングモジュール
２２ リフローモジュール
２４，２６ 搬送ロボット
５００ シード層
５０２ レジスト膜
５０２ａ 開口部
５０４ めっき膜
５０６ バンプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to, for example, a plating apparatus for plating a surface to be plated of a substrate, and particularly to forming a bump (protruding electrode) on a surface of a substrate such as a semiconductor wafer so as to be electrically connected to an electrode of a package. It relates to the plating equipment used.
[0002]
[Prior art]
For example, in a TAB (Tape Automated Bonding) or a flip chip, gold, copper, solder, or nickel, or a protruding connection in which these are stacked in a multilayer at predetermined positions (electrodes) on the surface of a semiconductor chip on which wiring is formed. 2. Description of the Related Art It is widely practiced to form electrodes (bumps) and electrically connect to electrodes of a package or TAB electrodes via the bumps. As a method of forming the bump, there are various methods such as an electroplating method, a vapor deposition method, a printing method, and a ball bump method. However, with the increase in the number of I / Os and the fine pitch of the semiconductor chip, miniaturization is possible. Electroplating methods, which have relatively stable performance, have been increasingly used.
[0003]
A general method of forming a bump at a predetermined position on the substrate surface by using the electroplating method will be described below. First, a seed layer is formed on the surface of the substrate by sputtering, vapor deposition, or the like. After applying a resist on the layer to form a resist film, exposure and development are performed to form openings at predetermined positions in the resist film. Then, a plating metal, such as Au or Cu, serving as a bump material is deposited and grown in the resist opening using an electroplating method. Next, the unnecessary resist film is peeled off, and thereafter, unnecessary seed layers other than the bumps are removed by etching. Then, if necessary, the bumps are reflowed into spherical bumps.
[0004]
Conventionally, a plating apparatus used for a series of bump forming processes of this type generally includes a plating section for performing a plating process, and an auxiliary processing section for performing a process accompanying the plating such as cleaning of a substrate and pretreatment of plating. And a transfer robot that transfers a substrate to and from each of these processing units. Then, a substrate in which a resist opening is formed in advance at a predetermined position is prepared, and the substrates are taken out one by one from a substrate cassette containing the substrate, and a bump material such as Au or Cu is formed in the resist opening of the substrate. It has been configured to grow a plated metal, perform post-plating treatment such as washing and drying, and then return to the substrate cassette.
[0005]
The substrate, which has been subjected to the plating process in the plating apparatus and stored in the substrate cassette, is sequentially transported to the resist stripping apparatus or the etching apparatus in the next process while being stored in the substrate cassette. Various processes such as isolation removal of the film and etching removal of the seed layer are performed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional plating apparatus used for the bump formation processing, as described above, for example, in consideration of the manufacturing lead time, the plating apparatus is configured to perform the plating processing so as to be suitable for a small number of kinds and mass production. As a result, a series of processes until the completion of the bump cannot be performed continuously, which leads to an increase in the size of the entire apparatus including a resist stripping apparatus and an etching apparatus used in the subsequent processing, and furthermore, flexibility. There was a problem that lacked.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, for example, it is possible to continuously perform a process including a series of plating processes such as a bump forming process, it is possible to achieve space saving as a whole apparatus, Moreover, it is an object of the present invention to provide a plating apparatus suitable for high-mix low-volume production.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a plating apparatus for forming a plating film by depositing a plating metal at a predetermined position on a substrate surface using a resist, the plating apparatus having a plating module for performing a plating process. A plating apparatus characterized in that a resist stripping module and an etching module, each of which is an independent module, are integrally incorporated.
[0009]
In this way, by integrally incorporating the resist stripping module and the etching module, which are independent modules, in the plating apparatus, the stripping removal process of the resist film after the plating process and the etching removal process of the seed layer can be continuously performed. Moreover, it is possible to flexibly cope with the intended plating.
[0010]
The invention according to claim 2 is the plating apparatus according to claim 1, further comprising a cleaning module for cleaning the substrate, and a pretreatment module for performing pretreatment for plating.
[0011]
The invention according to claim 3 is the plating apparatus according to claim 1 or 2, further comprising a reflow module that reflows the plating film formed at a predetermined position on the substrate surface. Thereby, when the reflow of the plating film is necessary, the reflow processing of the plating film can be continuously performed.
The invention according to claim 4 is the plating apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the plating film is a bump.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an overall layout of a plating apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the plating apparatus includes one or a plurality of (three in the drawing) cassette tables 10 on which substrate cassettes storing substrates such as semiconductor wafers are mounted, and further includes independent modules. There are provided two cleaning modules 12, a pretreatment module 14, a plating module 16, a resist stripping module 18, an etching module 20, and a reflow module 22. Each of the different modules 12 to 22 is arranged in a line. Being integrated into one.
[0013]
Further, a first transfer robot 24 that is located between the cassette table 10 and the cleaning module 12 and that transfers substrates between them is arranged. In addition, a second transfer robot 26 that is located between the modules 12 to 22 in a row and that transfers a substrate between the modules 12 to 22 can move freely along the modules 12 to 22. Are located.
[0014]
The cleaning module 12 is a module for cleaning (rinsing) the substrate surface by contacting the substrate surface with pure water and spin-drying, for example, immersing the substrate in pure water. The pretreatment module 14 is, for example, immersed in a chemical solution such as sulfuric acid or hydrochloric acid to remove an oxide film or the like having a large electric resistance by etching to expose a clean metal surface or to perform a pretreatment which is a component of the plating solution. This module applies a liquid (pre-dip liquid) uniformly to the substrate surface to improve the plating adhesion on the substrate surface.
[0015]
The plating module 16 is a module that performs, for example, an electroplating process on a resist opening on the substrate surface. The resist stripping module 18 strips and removes unnecessary resist film remaining on the substrate surface. The etching module 20 is a module for etching and removing unnecessary seed layers other than plating films such as bumps formed on the substrate surface. The reflow module 22 is a module that heats the substrate, melts a plating film such as a bump formed on the surface of the substrate, and makes the film semispherical (reflow).
[0016]
Next, a series of bump forming processes by the plating apparatus configured as described above will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 2A, a seed layer 500 as a power supply layer is formed on the surface of the substrate W by a sputtering method or a vapor deposition method. After coating and forming a 120 μm resist film 502 over the entire surface, exposure and development are performed to prepare a substrate W provided with an opening 502 a having a diameter D of, for example, about 20 to 200 μm at a predetermined position of the resist film 502. I do. Then, the substrate is accommodated in a substrate cassette, and the substrate cassette is mounted on the cassette table 10.
[0017]
Then, one substrate W is taken out from the substrate cassette mounted on the cassette table 10 by the first transport robot 24 and transported to the cleaning module 12, where the surface of the substrate W is cleaned with pure water. The washed substrate W is transferred to the pre-processing module 14 by the second transfer robot 26, and the substrate W is immersed in a chemical solution such as sulfuric acid or hydrochloric acid, or A pretreatment is performed such that a certain pretreatment liquid (pre-dip liquid) is uniformly applied to the surface of the substrate W.
[0018]
Next, the substrate W after the pre-treatment is cleaned by the cleaning module 12 as necessary, and then transported to the plating module 16 by the second transport robot 26, and the surface of the substrate W is electroplated by the plating module 16. And the like. In this way, as shown in FIG. 2B, a plating metal is deposited and grown in the opening 502a provided in the resist film 502 to form a plating film 504.
[0019]
Then, the substrate W after plating is washed by the washing module 12 as necessary, and then transported by the second transport robot 26 to the resist peeling module 18. As shown in FIG. 2C, the resist film 502 on the substrate W is peeled off and immersed in a solvent such as acetone at 50 to 60 ° C.
[0020]
Next, the substrate W from which the resist film has been removed is washed by the washing module 12 as necessary, and then transported to the etching module 20 by the second transport robot 26. As shown, the unnecessary seed layer 500 exposed to the outside after plating is removed by etching.
[0021]
Further, the substrate W after the etching process is cleaned by the cleaning module 12 as necessary, and then is transported to the reflow module 22 by the second transport robot 26, and the substrate W is heated by the reflow module 22 to remove the plating film 504. By reflowing, as shown in FIG. 2E, a bump 506 rounded by surface tension is formed. Further, the substrate W is annealed, for example, at a temperature of 100 ° C. or higher to remove the residual stress in the bump 506.
[0022]
Then, the substrate W after the reflow is transported to the cleaning module 12 by the second transport robot 26, and the cleaning module 12 performs cleaning with pure water and draining by spin drying. At 24, the substrate is returned to the substrate cassette mounted on the cassette table 10.
[0023]
As described above, according to this example, a series of bump forming processes including a plating process can be continuously performed, and thereby, the space of the entire apparatus can be saved. Moreover, by incorporating an independent module for performing each processing into the plating apparatus, it is possible to flexibly cope with the intended plating.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to continuously perform a process including a series of plating processes such as a bump forming process, so that it is possible to save the space of the entire apparatus, and It is possible to provide a plating apparatus which can flexibly cope with the above plating and is suitable for high-mix low-volume production.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall layout view of a plating apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a process of forming a bump (protruding electrode) on a substrate using the plating apparatus shown in FIG.
[Explanation of symbols]
12 Cleaning Module 14 Pretreatment Module 16 Plating Module 18 Resist Stripping Module 20 Etching Module 22 Reflow Module 24, 26 Transfer Robot 500 Seed Layer 502 Resist Film 502a Opening 504 Plating Film 506 Bump