專(zhuān)利名稱(chēng)：電鍍夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)晶圓實(shí)施無(wú)電解電鍍時(shí)所^使用的電鍍夾具。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，電鍍技術(shù)應(yīng)用于各種技術(shù)領(lǐng)域中，也使用于半導(dǎo) 體的配線技術(shù)中。在半導(dǎo)體領(lǐng)域中，為了實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體的高集成 化以及高性能化，力求縮小半導(dǎo)體的配線間距，最近，多使用 在形成在硅晶圓上的氧化膜上以千蝕刻形成配線用的槽并對(duì)該 槽施加電鍍而將配線材料埋入的工法。
作為這樣的對(duì)晶圓等被鍍物實(shí)施電鍍的方法，與浸漬于鍍 液中的被鍍物的被鍍面相面對(duì)地配置陽(yáng)極板，向被鍍面噴出新 的鍍液，同時(shí)在被鍍物與陽(yáng)極板之間通電而對(duì)被鍍面實(shí)施電鍍 的電鍍法(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)l)。
但是，電鍍層形成的程序一般而言較長(zhǎng)，在必須對(duì)每個(gè)被 鍍物進(jìn)行一連串的作業(yè)的上述以往的電鍍法中，并不適合于對(duì) 許多的被鍍物實(shí)施電鍍加工的情況下的縮短合理化。
因此，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，如圖7所示，將多個(gè)能以使作為被 鍍物的晶圓120的被鍍面121露出的狀態(tài)保持晶圓120的電鍍夾 具IIO以上下堆疊起來(lái)的狀態(tài)進(jìn)行連結(jié)，使其浸漬于儲(chǔ)存于電 鍍槽130的電鍍液131而進(jìn)行無(wú)電解電鍍用的夾具110已經(jīng)被公 開(kāi)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)l:日本特開(kāi)2002—327291號(hào)7>才艮 專(zhuān)利文獻(xiàn)2:曰本并爭(zhēng)開(kāi)2002—339078號(hào)乂>才艮 電鍍槽130內(nèi)的鍍液131由于隨著電鍍加工而產(chǎn)生氫，移動(dòng)至上部的氬濃度變高。因此，使用以往的電鍍夾具110的無(wú)電 解電鍍方法中，配置于上方的晶圓120與配置于下方的晶圓120 之間，會(huì)有鍍膜厚度不均的問(wèn)題。
另外，鍍液130由于上部的溫度變高，與下部相比，上部 鍍膜的成長(zhǎng)速度快，配置于上方的晶圓120與配置于下方的晶 圓120之間，會(huì)有鍍膜厚度不均的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題，提供一種在對(duì)多個(gè)被鍍 物同時(shí)實(shí)施電鍍加工時(shí)，每個(gè)被鍍物不會(huì)產(chǎn)生鍍膜不均而可均 勻地實(shí)施電鍍加工的電鍍夾具。
為了解決上述課題，本發(fā)明的電鍍夾具安裝著被鍍物在浸 漬于電鍍液中的狀態(tài)下繞水平軸線旋轉(zhuǎn)，其特征在于，該電鍍 夾具包括與旋轉(zhuǎn)軸線平行配置的多根夾持棒和用于固定上述多 根夾持棒的兩端的一對(duì)端板，上述夾持棒配置于可與其他夾持 棒一起夾持上述被鍍物的位置上，在該夾持棒上沿上述旋轉(zhuǎn)軸 線以規(guī)定間隔形成有多個(gè)槽。
上述電鍍夾具為旋轉(zhuǎn)軸線呈水平配置的夾具，在使被鍍物 旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下實(shí)施電鍍加工，因此，即^吏在因鍍液深度而溫度 及氫濃度不同的情況下，也可防止在被鍍面產(chǎn)生鍍膜厚度不均。 另外，可利用形成有多個(gè)槽的夾持棒夾持多片被鍍物，因此， 可對(duì)多片被鍍物同時(shí)實(shí)施電鍍加工，可使電鍍加工的工期縮短 合理化。
另外，對(duì)于上述電鍍夾具，若上述槽呈V字形截面，則被 鍍物與夾持棒的接觸面變小，并且槽內(nèi)可以流通鍍液，從而可 以更大范圍實(shí)施電鍍加工，因此優(yōu)選。
另外，對(duì)于上述電鍍夾具，若上述多根夾持棒以等間隔配置，則通過(guò)平衡較好地夾持被鍍物而將均勻的應(yīng)力作用于被鍍 物上，因此，可防止被鍍物產(chǎn)生破損。
另外，對(duì)于上述電鍍夾具，上述夾持棒可以配設(shè)4根。 采用本發(fā)明的夾具，在對(duì)多個(gè)被鍍物同時(shí)實(shí)施電鍍加工時(shí)， 每個(gè)被鍍物不會(huì)產(chǎn)生鍍膜不均而可均勻地實(shí)施電鍍加工。


圖1為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式的電鍍裝置的概略構(gòu)造的立 體圖。
圖2為圖l所示的電鍍裝置的正視圖。
圖3為圖l所示的電鍍夾具的機(jī)構(gòu)的側(cè)剖視圖。
圖4為圖l所示的電鍍夾具的正視圖。
圖5為用于說(shuō)明被鍍物安裝于圖l所示的電鍍夾具的方法 的立體分解圖。
圖6的(a) (c)為用于說(shuō)明將電鍍夾具相對(duì)于構(gòu)成圖l所示 的電鍍裝置的支承構(gòu)件進(jìn)行安裝、拆卸、固定的方法的部分立 體圖。
圖7為以往的電鍍夾具的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
在此，圖l為本實(shí)施方式的電鍍裝置的概略構(gòu)造的立體圖， 圖2為同一裝置的正視圖。另外，圖3為表示本實(shí)施方式的夾具 的機(jī)構(gòu)的側(cè)剖視圖。圖4為同一電鍍夾具的正視圖。而且，圖5 為用于說(shuō)明被鍍物安裝于同一電鍍夾具上的方法的分解立體 圖。圖6的(a) (c)為用于說(shuō)明將電鍍夾具相對(duì)于形成本實(shí)施方 式的電鍍裝置的支承構(gòu)件進(jìn)行安裝、拆卸及固定的方法的部分立體圖。
本實(shí)施方式的電鍍裝置l為對(duì)作為被鍍物的硅制的晶圓
3(參照?qǐng)D3或圖4)實(shí)施電鍍的裝置，如圖1及圖2所示，包括保持 被鍍物的電鍍夾具2、可旋轉(zhuǎn)地支承電鍍夾具2的支承構(gòu)件4、 將繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)力給予電鍍夾具2的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5 。
如圖3所示，電鍍裝置l在至少電鍍夾具2浸漬于貯存于電 鍍槽6內(nèi)的鍍液61內(nèi)的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。通過(guò)驅(qū)動(dòng)電鍍裝置l,電鍍 夾具2與晶圓3以水平軸線為中心而旋轉(zhuǎn)。
如圖l及圖2所示，電鍍夾具2借助兩端的滑動(dòng)軸承24而可 旋轉(zhuǎn)地由支承構(gòu)件4的下部所支承。電鍍夾具2的一端(齒輪25) 連結(jié)于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5，配置于支承構(gòu)件4的上部的馬達(dá)50的旋轉(zhuǎn)由 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5(齒輪51 53)傳遞。
以下對(duì)電鍍裝置l的各部進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
電鍍夾具2為安裝有晶圓3，在浸漬于鍍液中的狀態(tài)下繞水 平軸線旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件，與旋轉(zhuǎn)軸線CL平行，包括以該旋轉(zhuǎn)軸線 CL為中心而配置于圓周上的四根夾持棒20以及固定夾持棒20 的兩端的一對(duì)端^反21。
夾持棒20是以等間隔配置，可與其他的夾持棒20同時(shí)夾持 晶圓3。然后，夾持棒20在安裝晶圓3時(shí)，使作用于晶圓3的應(yīng) 力均等(參照?qǐng)D3)。
如圖4所示，夾持棒20借助螺栓22固定于配設(shè)在夾持棒20 兩端的端纟反21上。
如圖4所示，為了使晶圓3的卡合變得容易，在夾持棒20上 沿著旋轉(zhuǎn)軸線CL以規(guī)定間隔形成五個(gè)槽20a。通過(guò)在夾持棒20 上形成五個(gè)槽20a，可一次將五片晶圓3安裝到電鍍夾具2上。
形成于夾持棒20上的槽20a呈V字形截面，與晶圓3的接觸 面變少，并且在槽20a內(nèi)流通電鍍液。而且，配置于電鍍夾具2上的夾持棒20的根數(shù)并不限定。 例如可適當(dāng)?shù)豝殳置三才艮或五根以上。
另外，通過(guò)使夾持棒20的長(zhǎng)度變長(zhǎng)而可安裝更多的晶圓3。 另外，槽20a的個(gè)數(shù)并不限定，可適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。另外，槽20a 的截面并不限定成V字形截面，可適當(dāng)?shù)豬殳定。
如圖4所示，端板21配置于夾持棒20的兩端部，借助螺栓 22而固定四才艮夾持棒20。
如圖5所示，在端板21上形成U字槽21a，在安裝或拆下晶 圓3時(shí)，使四根夾持棒20中的一根夾持棒20'可自由拆下。另 外，在端板21上的對(duì)應(yīng)于其他夾持棒20的位置上形成有未圖示 的螺拴孔。
另外，如圖2所示，在端板21上突設(shè)有與電鍍夾具2的旋轉(zhuǎn) 軸線C L形成同軸的軸棒2 3 。滑動(dòng)軸承2 4固定于各軸棒2 3上， 通過(guò)支承構(gòu)件4而可旋轉(zhuǎn)地支承。而且，齒輪25是與一軸棒 23(圖2中左側(cè)的軸棒23)的頂端一體成型，馬達(dá)50的動(dòng)力經(jīng)由 齒輪51、 52、 53而傳遞，使電鍍夾具2旋轉(zhuǎn)。
如圖l及圖2所示，支承部4為構(gòu)成用于支承電鍍夾具2及驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)5的電鍍裝置l的框體的丙烯樹(shù)脂制的構(gòu)件。
在本實(shí)施方式中，如圖2所示，支承構(gòu)件4由一對(duì)側(cè)板40以 及在橫設(shè)于兩側(cè)板40之間的狀態(tài)下連結(jié)側(cè)板40之間的橫向部 件41所構(gòu)成。在支承構(gòu)件4的一邊的側(cè)板40的側(cè)方借助橫向部 件41設(shè)置有蓋體構(gòu)件42,該蓋體構(gòu)件42覆蓋齒輪51、 52、 53 及25。
如圖6的(a)、圖6的(b)所示，在側(cè)板40上形成有使軸棒23 所插入的滑動(dòng)軸承2 4滑動(dòng)而加以支承的導(dǎo)槽4 3 。
如圖6的(a)所示，導(dǎo)槽43形成為底部比開(kāi)口低而傾斜，可 防止插入的電鍍夾具2的滑動(dòng)軸承24由于重力而拔出。如圖6的(a)、圖6的(b)所示，導(dǎo)槽43的槽寬形成為與滑動(dòng) 軸承2 4的外徑相同，通過(guò)使軸棒2 3所插入的滑動(dòng)軸承2 4滑動(dòng)， 可使電鍍夾具2相對(duì)于支承構(gòu)件4自由裝卸。由此，由于電鍍夾 具2能容易地拆下，可容易地進(jìn)行電鍍夾具2的交換及晶圓3的
裝卸，可提高作業(yè)性。
而且，如圖6的(c)所示，在支承構(gòu)件4上安裝有固定構(gòu)件44,
以避免在電鍍裝置l的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中(電鍍夾具2的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)過(guò)程 中)，軸棒23所插入的滑動(dòng)軸承24從導(dǎo)槽43脫落。
另外，電鍍裝置1的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中(電鍍夾具2的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中)， 如圖l、圖6的(c)所示，通過(guò)安裝固定構(gòu)件44而防止電鍍夾具2 從支承構(gòu)件4脫出。
如圖6的(b)及6的(c)所示，固定構(gòu)件4 4為使電鍍夾具2的旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)中軸棒2 3不會(huì)從支承構(gòu)件4 (導(dǎo)槽4 3)脫落、借助滑動(dòng)軸承 24使軸棒23可旋轉(zhuǎn)地卡合的丙烯樹(shù)脂制的構(gòu)件。固定構(gòu)件44 通過(guò)對(duì)應(yīng)于滑動(dòng)軸岸義24的外徑所形成的凹部44a而4吏滑動(dòng)軸 K 24可旋轉(zhuǎn)地卡合。由此，電鍍裝置l運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中(電鍍夾具2的 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)過(guò)程中)，電鍍夾具2不會(huì)脫落或偏離，可穩(wěn)定地進(jìn)行 電鍍作業(yè)。
而且，固定構(gòu)件44由例如未圖示的PEEK樹(shù)脂制的螺栓等 固定于支承構(gòu)件4上，由此可防止電鍍夾具2在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)過(guò)程中 從支承構(gòu)件4脫落。
在本實(shí)施方式中，雖然使軸棒23所插入的軸承24滑動(dòng)或者 由固定構(gòu)件44固定，但只要電鍍夾具2是可旋轉(zhuǎn)地被支承，也 可以不設(shè)置滑動(dòng)軸承24而使軸棒23直接在導(dǎo)槽43中滑動(dòng)，由支 承構(gòu)件4可旋轉(zhuǎn)地支承。而且，此時(shí)，軸棒23由固定構(gòu)件44直 接可旋轉(zhuǎn)地固定。
另外，通過(guò)在導(dǎo)槽43上形成作為卡合部的凸部，而可以省略作為卡合滑動(dòng)軸承24的結(jié)構(gòu)的固定構(gòu)件44等，電鍍夾具2的 卡合方法并不限定。
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5為用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電鍍夾具2的動(dòng)力源與動(dòng)力傳 遞裝置，如圖2所示，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5由馬達(dá)50、安裝于馬達(dá)50 的驅(qū)動(dòng)軸50a上的齒輪51、與齒輪51嚙合的齒輪52以及與齒輪 52嚙合的齒輪53所構(gòu)成。馬達(dá)50配置于支承構(gòu)件4的上部，齒 輪51、 52、 53配置于支承構(gòu)件4的側(cè)面(在圖2中的左側(cè)側(cè)面)。
通過(guò)將馬達(dá)50配置于固定在支承構(gòu)件4上的蓋體構(gòu)件54的 內(nèi)部，在電鍍裝置1配置于電鍍槽6內(nèi)時(shí)或旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電鍍夾具2 時(shí)等，可防止鍍液61濺到馬達(dá)50上。
釆用這樣的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)50，馬達(dá)50的驅(qū)動(dòng)軸50a 的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由齒輪51傳遞至齒輪52而使齒輪52旋轉(zhuǎn)，齒輪52的旋 轉(zhuǎn)再經(jīng)由齒輪52傳遞至齒輪53而使齒輪53旋轉(zhuǎn)，由此使嚙合于 齒輪53的齒輪25旋轉(zhuǎn)。由此，經(jīng)由連接于齒輪25的軸棒23驅(qū)動(dòng) 電鍍夾具2以及安裝于電鍍夾具2上的晶圓3繞旋轉(zhuǎn)軸線CL旋 轉(zhuǎn)。
而且，構(gòu)成齒輪51、 52、 53的材料只要是具有耐藥品性(耐 鍍液性)的材料即可，并不限定，例如由聚甲烯戊烷樹(shù)脂(TPX 注冊(cè)商標(biāo))、聚乙烯(PP)樹(shù)脂等形成。另外，在本實(shí)施方式中， 雖然馬達(dá)50的旋轉(zhuǎn)可經(jīng)由齒輪51、 52、 53及25傳遞至電鍍夾具 2,但也可經(jīng)由例如由耐藥品性的材料形成的皮帶等將馬達(dá)50 的旋轉(zhuǎn)傳遞至電鍍夾具2，只要是可將馬達(dá)50的旋轉(zhuǎn)力傳遞至 電鍍夾具2，其傳遞機(jī)構(gòu)并不限定。
而且，在本實(shí)施方式中，雖然電鍍夾具2、支承構(gòu)件4以及 固定構(gòu)件44由丙烯樹(shù)脂形成，只要是具有耐藥品性、耐熱性(大 約95。C的高溫)且像丙烯樹(shù)脂一般硬即可，也可以由其他樹(shù)脂形 成該構(gòu)件。接著，對(duì)本實(shí)施方式的電鍍裝置l的動(dòng)作的概要進(jìn)行說(shuō)明。
首先，如圖4及圖5所示，將作為被鍍物的晶圓3裝載于電 鍍夾具2上。晶圓3的安裝通過(guò)在將夾持棒20'從端板21上卸下 的狀態(tài)下、使晶圓3滑入其他的夾持棒20的槽20a中后、固定夾 持棒20'來(lái)進(jìn)行。此時(shí)，使電鍍夾具2的旋轉(zhuǎn)軸線CL與晶圓3 的中心點(diǎn)重合地安裝晶圓3。
接著，如圖6的(a)及圖6的(b)所示，旋轉(zhuǎn)軸線CL在水平狀 態(tài)下，電鍍夾具2的軸棒23所插入的滑動(dòng)軸承24在導(dǎo)槽43內(nèi)滑 動(dòng)，電鍍夾具2可旋轉(zhuǎn)地安裝于支承構(gòu)件4上。然后，連接于電
夾具2與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5相連結(jié)，并且安裝固定構(gòu)件44,借助滑動(dòng)軸 承24而使軸纟奉23可旋轉(zhuǎn)地卡合。
接著，將電鍍裝置l配置成在貯存有鍍液61的電鍍槽6內(nèi)， 電鍍夾具2完全浸漬于鍍液61中(參照?qǐng)D3)。然后，驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)5的馬達(dá)50,其旋轉(zhuǎn)經(jīng)由齒輪51、 52、 53及25使電鍍夾具2 旋轉(zhuǎn)。
以上，采用本實(shí)施方式的電鍍夾具2， 一邊使晶圓3以水平 配置的旋轉(zhuǎn)軸線為中心一邊對(duì)晶圓3進(jìn)行電鍍，因此在貯存于 電鍍槽6的鍍液61中，即使由于深度不同而氫濃度不同，由于 晶圓3在上下方向上旋轉(zhuǎn)，因此不會(huì)產(chǎn)生鍍膜不均。
同樣地，即使由于鍍液61的深度而產(chǎn)生溫度差異，由于晶 圓3在上下方向上旋轉(zhuǎn)，也不會(huì)產(chǎn)生鍍膜成長(zhǎng)速度不同所造成 的不均勻的現(xiàn)象。
另外，由于電鍍夾具2可安裝多個(gè)晶圓3，因此，可一次對(duì) 多個(gè)晶圓3進(jìn)行電鍍。
另外，由于夾持棒20的槽20a形成V字形截面，可容易地進(jìn) 行晶圓3的卡合，同時(shí)晶圓3與夾持棒3的接觸面積最小，可實(shí)施相當(dāng)廣范圍的加工。
以上，雖然以較佳實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā) 明并不限于上述的實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi) 可做適當(dāng)設(shè)計(jì)的變更。
例如，在上述實(shí)施方式中，雖然是對(duì)作為被鍍物的圓形硅 晶圓進(jìn)行電鍍的情況作說(shuō)明，但構(gòu)成被鍍物的材質(zhì)及形狀并無(wú) 限定。
另外，夾持棒的長(zhǎng)度及形成于夾持棒的槽的數(shù)量、槽的間 距等可做適當(dāng)?shù)脑O(shè)定。
另外，雖然夾持棒的槽是沿著夾持棒的周?chē)较蛐纬?，?可僅在安裝的晶圓側(cè)形成槽。
另外，夾持棒與端板的固定方法并不限定于以螺栓螺合。
權(quán)利要求
1. 一種電鍍夾具，其安裝著被鍍物在浸漬于電鍍液中的狀態(tài)下繞水平軸線旋轉(zhuǎn)，其特征在于，該電鍍夾具包括與旋轉(zhuǎn)軸線平行配置的多根夾持棒；用于固定上述多根夾持棒的兩端的一對(duì)端板，上述夾持棒配置于可與其他夾持棒一起夾持上述被鍍物的位置上，在該夾持棒上沿上述旋轉(zhuǎn)軸線以規(guī)定間隔形成有多個(gè)槽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電鍍夾具，其特征在于，上述槽 為V字形截面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電鍍夾具，其特征在于，上述多根夾持棒以等間隔配置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的電鍍夾具，其特征在 于，配設(shè)有4根上述夾持棒。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電鍍夾具，在對(duì)多個(gè)被鍍物同時(shí)實(shí)施電鍍加工時(shí)，在每個(gè)被鍍物上不會(huì)產(chǎn)生電鍍不均而可實(shí)施均勻電鍍加工的電鍍夾具。一種在浸漬于電鍍液中的狀態(tài)下繞水平軸旋轉(zhuǎn)的電鍍夾具(2)，包括與旋轉(zhuǎn)軸線(CL)平行且配置在以該旋轉(zhuǎn)軸線(CL)為中心的圓周上的多根夾持棒(20)和用于固定上述多根夾持棒(20)的兩端的一對(duì)端板(21)，在該夾持棒(20)上沿上述旋轉(zhuǎn)軸線(CL)以規(guī)定間隔形成有多個(gè)槽。
文檔編號(hào)C25D7/12GK101435103SQ200810177019
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月12日
發(fā)明者山本渡, 秋山勝德 申請(qǐng)人:株式會(huì)社山本鍍金試驗(yàn)器