[发明专利]镀敷设备、镀敷方法和转换用于可拆卸地保持基板的基板保持器的姿势的方法

说明书

本申请为下述申请的分案申请：

原申请的申请日：2012年03月15日

原申请的申请号：201210069120.8

原申请的发明名称：镀敷设备和镀敷方法

技术领域

本发明涉及一种用于诸如半导体晶片的工件(基板)的表面进行镀敷的设备及镀敷方法，特别涉及一种适于在基板的表面中限定的微细互通的沟槽、孔或阻抗开口中形成镀敷薄膜，或者适于在基板的表面上形成与封装体(package)等的电极电连接的凸块(凸出电极)。对于用于半导体芯片等的三维外壳，需要在基板中形成多个被称为插入器(interposer)或分隔件(spacer)的直通塞(through via plug)。为了形成这种直通插头，根据本发明的镀敷设备和镀敷方法还可以用于填充通过孔以形成这样的直通塞。更具体地说，本发明是涉及一种用于通过将基板浸在镀敷槽中的镀敷溶液中，对由基板保持器保持的基板进行镀敷的浸没型(dip-type)镀敷设备和浸没型镀敷方法。

背景技术

用于对基板镀敷的设备大致分为面向下型(face-down type)镀敷设备和浸没型镀敷设备。

面向下型镀敷设备执行对例如半导体晶片的基板的镀敷时，基板被通过头部被水平地保持，并且其将要被镀敷的表面面向下。通常，基板被收容在例如前开式标准槽(Front Opening Unified Pod)等的承载容器(carrier receptacle)中，并且基板被水平地保持，其将要被镀敷的表面面向上。因此，在基板被面向下型镀敷设备镀敷前，基板需要在面向下镀敷设备中被转动成上下翻转。

另一方面，浸没型设备通过使得基板竖直地进入镀敷槽内的镀敷溶液中对由基板保持器保持的基板进行镀敷。因此，当基板保持在基板保持器中时，需要保持基板保持器水平，并且当要将基板浸没在镀敷溶液中时，必需要保持基板保持器竖直。因此，浸没型镀敷设备具有用于将基板从竖直状态转动成水平状态并且将基板从水平状态转动成垂直状态的机构。

如图33所示，例如，常规的镀敷设备具有可转动地安装在运送器300上的臂304，臂304能够通过马达302而被转动。在臂304夹住基板保持器306的一端后，马达302被通电，以将臂304竖直转动90°，以将基板保持器306从竖直状态转动成水平状态。基板保持器306于是被水平地放置在台308上。如图34所示，另一个常规的镀敷设备具有固定区域316，固定区域316包括可竖直旋转的台310和可旋转的轴314，轴314夹住基板保持器312的一端并旋转基板保持器312。旋转的轴314围绕它自己的轴线旋转，以将基板保持器312从竖直状态转动成水平状态。

近些年，由于基板的尺寸较大，用于旋转这种基板的臂或台的机构的尺寸也较大，并且将基板保持器从竖直状态转动到水平状态所需的时间并将基板保持器从水平状态转动到竖直状态所需的时间也较长。用于旋转臂或台的大型机构需要镀敷设备内有较大的空间以旋转臂或台。因此，镀敷设备自身的尺寸较大且制造成本较高。

传统的镀敷设备还包括基板保持器开启和闭合机构，例如，用来将基板设置在基板保持器上的自动固定装置(fixing robot)。基板保持器开启和闭合机构具有以下问题：

已知一种镀敷设备，包括用于竖直地保持基板并将基板浸没在镀敷溶液中的基板保持器。在这个镀敷设备中，基板保持器通过将基板夹持在固定支撑构件和可动支撑构件之间来保持基板，该可动支撑构件能够围绕铰合部打开和闭合。可动支撑构件具有不可拆卸的可旋转支撑构件。当支撑构件被旋转以其外圆周部分滑入固定支撑构件的夹紧装置中时，可动支撑构件的密封环密封基板的外圆周边缘和固定支撑构件的某些区域，使固定支撑构件的电力馈送接触件能够接触基板的外圆周边缘(参见日本专利No3979847、日本专利No3778282、日本专利No3940265和日本专利No4162440)。

根据上述镀敷设备，当支撑构件旋转时，其本身被磨损，并导致可动支撑构件旋转，可能使基板偏移到无法与密封环对齐的位置并损坏密封环的密封能力。为了避免这种缺点，使用按压杆来按压可动支撑构件，并且按压杆被旋转且减少支撑构件与按压杆的磨损。然而，为了在旋转支撑构件时减少对支撑构件的磨损，镀敷设备需要沿着竖直轴竖直地往复运动且能够旋转的复杂机构。复杂机构使得基板保持器开启和闭合机构上比较复杂。复杂的基板保持器开启和闭合机构占据镀敷设备内的较大空间，使镀敷设备尺寸较大且制造昂贵。