镀覆装置以及基板的膜厚测定方法与流程

1.本发明涉及镀覆装置以及基板的膜厚测定方法。


背景技术：

2.以往，作为能够对基板实施镀覆处理的镀覆装置，公知有所谓的杯式的镀覆装置(例如参照专利文献1)。这样的镀覆装置具备：镀覆槽，存积镀覆液并且在内部配置有阳极；基板保持架，配置于比阳极靠上方，保持作为阴极的基板；以及旋转机构，在对基板实施镀覆处理的镀覆处理时使基板保持架旋转。
3.专利文献1：日本特开2008-19496号公报
4.上述那样的现有的镀覆装置没有成为在镀覆处理时能够测定基板的膜厚那样的构造。


技术实现要素：

5.本发明是鉴于上述状况而完成的，其目的之一在于提供能够在镀覆处理时测定基板的膜厚的技术。
6.(方式1)
7.为了实现上述目的，本发明的一方式所涉及的镀覆装置具备：镀覆槽，存积镀覆液，并且在内部配置有阳极；基板保持架，配置于比上述阳极靠上方，保持作为阴极的基板；旋转机构，在对上述基板实施镀覆处理的镀覆处理时使上述基板保持架旋转；接触部件，配置于上述基板保持架，并且在上述基板保持架的周向上配置有多个，与上述基板的下表面的外周缘接触，在上述镀覆处理时向上述基板供电；线圈，构成为通过基于因在上述镀覆处理时与上述基板保持架一起旋转的上述接触部件流动的电流而产生的磁场的电磁感应来产生电流；电流传感器，对在上述线圈产生的电流进行检测；以及膜厚测定装置，在上述镀覆处理时，基于上述电流传感器检测出的电流来对上述基板的膜厚进行测定。
8.根据该方式，能够在镀覆处理时测定基板的膜厚。
9.(方式2)
10.在上述的方式1中，也可以是，上述线圈以在与上述基板保持架之间具有空间的方式在上述基板保持架的径向上配置于比上述基板保持架靠外侧。
11.(方式3)
12.在上述的方式1或者方式2中，也可以是，多个上述接触部件在上述基板保持架的周向上均匀地配置，上述电流传感器构成为对通过基于上述镀覆处理时与上述基板保持架一起旋转的上述接触部件中的最接近上述线圈的上述接触部件的上述磁场的电磁感应而在上述线圈产生的电流进行检测。
13.根据该方式，能够对基板的周向上的膜厚的分布进行测定。
14.(方式4)
15.为了实现上述目的，本发明的一个方式所涉及的基板的膜厚测定方法是使用了镀
覆装置的上述基板的膜厚测定方法，上述镀覆装置具备：镀覆槽，存积镀覆液，并且在内部配置有阳极；基板保持架，配置于比上述阳极靠上方，保持作为阴极的基板；旋转机构，在对上述基板实施镀覆处理的镀覆处理时使上述基板保持架旋转；接触部件，配置于上述基板保持架，并且在上述基板保持架的周向上配置有多个，与上述基板的下表面的外周缘接触，在上述镀覆处理时向上述基板供电；以及线圈，构成为通过基于因在上述镀覆处理时与上述基板保持架一起旋转的上述接触部件流动的电流而产生的磁场的电磁感应来产生电流，在上述镀覆处理时，对在上述线圈产生的电流进行检测，基于该检测出的电流来对上述基板的膜厚进行测定。
16.根据该方式，能够在镀覆处理时测定基板的膜厚。
附图说明
17.图1是表示实施方式所涉及的镀覆装置的整体结构的立体图。
18.图2是表示实施方式所涉及的镀覆装置的整体结构的俯视图。
19.图3是用于对实施方式所涉及的镀覆装置的镀覆模块的结构进行说明的示意图。
20.图4是表示在镀覆处理时基板浸渍于镀覆液的状态的示意图。
21.图5的(a)是将图3的a1部分放大而示出的示意性的剖视图。图5的(b)是表示从上方目视确认接触部件的周边结构的截面的状况的示意性的剖视图。
22.图6是用于对实施方式所涉及的膜厚测定方法进行说明的示意图。
具体实施方式
23.以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，附图是为了容易理解物品的特征而示意性地图示的，各构成要素的尺寸比率等未必与实际物品相同。另外，在几个附图中，作为参考用而图示了x-y-z的正交坐标。该正交坐标中的z方向相当于上方，－z方向相当于下方(重力作用的方向)。
24.图1是表示本实施方式的镀覆装置1000的整体结构的立体图。图2是表示本实施方式的镀覆装置1000的整体结构的俯视图。如图1以及图2所示，镀覆装置1000具备装载口100、输送机械臂110、对准器120、预湿模块200、预浸模块300、镀覆模块400、清洗模块500、自旋冲洗干燥器600、输送装置700以及控制模块800。
25.装载口100是用于将收容于未图示的foup等盒的基板搬入于镀覆装置1000或者从镀覆装置1000向盒搬出基板的模块。在本实施方式中，4台装载口100沿水平方向排列配置，但装载口100的数量及配置是任意的。输送机械臂110是用于输送基板的机械臂，构成为在装载口100、对准器120以及输送装置700之间交接基板。输送机械臂110以及输送装置700能够在输送机械臂110与输送装置700之间交接基板时经由临时放置台(未图示)进行基板的交接。
26.对准器120是用于使基板的定向平面、凹槽等的位置与规定的方向对准的模块。在本实施方式中，2台对准器120沿水平方向排列配置，但对准器120的数量及配置是任意的。预湿模块200通过利用纯水或脱气水等处理液浸湿镀覆处理前的基板的被镀覆面，将在基板表面形成的图案内部的空气置换为处理液。预湿模块200构成为实施预湿处理，上述预湿处理通过在镀覆时将图案内部的处理液置换为镀覆液而容易向图案内部供给镀覆液。在本
实施方式中，2台预湿模块200沿上下方向排列配置，但预湿模块200的数量及配置是任意的。
27.预浸模块300构成为实施预浸处理，上述预浸处理例如利用硫酸、盐酸等处理液对在镀覆处理前的基板的被镀覆面形成的种子层表面等存在的电阻大的氧化膜进行蚀刻除去而对镀覆基底表面进行清洗或者活化。在本实施方式中，2台预浸模块300沿上下方向排列配置，但预浸模块300的数量及配置是任意的。镀覆模块400对基板实施镀覆处理。在本实施方式中，存在2组沿上下方向排列配置3台且沿水平方向排列配置4台的12台镀覆模块400，合计设置有24台镀覆模块400，但镀覆模块400的数量及配置是任意的。
28.清洗模块500构成为为了除去残留于镀覆处理后的基板的镀覆液等而对基板实施清洗处理。在本实施方式中，2台清洗模块500沿上下方向排列配置，但清洗模块500的数量及配置是任意的。自旋冲洗干燥器600是用于使清洗处理后的基板高速旋转而干燥的模块。在本实施方式中，2台自旋冲洗干燥器600沿上下方向排列配置，但自旋冲洗干燥器600的数量及配置是任意的。输送装置700是用于在镀覆装置1000内的多个模块之间输送基板的装置。控制模块800构成为控制镀覆装置1000的多个模块，例如能够由具备与操作人员之间的输入输出接口的一般的计算机或者专用计算机构成。
29.对镀覆装置1000进行的一系列镀覆处理的一个例子进行说明。首先，将收容于盒基板搬入于装载口100。接着，输送机械臂110从装载口100的盒取出基板，并将基板输送至对准器120。对准器120使基板的定向平面、凹槽等位置与规定的方向对准。输送机械臂110将由对准器120对准了方向的基板交接给输送装置700。
30.输送装置700将从输送机械臂110接受到的基板输送给预湿模块200。预湿模块200对基板实施预湿处理。输送装置700将实施了预湿处理的基板输送给预浸模块300。预浸模块300对基板实施预浸处理。输送装置700将实施了预浸处理的基板输送给镀覆模块400。镀覆模块400对基板实施镀覆处理。
31.输送装置700将实施了镀覆处理的基板输送给清洗模块500。清洗模块500对基板实施清洗处理。输送装置700将实施了清洗处理的基板输送给自旋冲洗干燥器600。自旋冲洗干燥器600对基板实施干燥处理。输送装置700将实施了干燥处理的基板交接给输送机械臂110。输送机械臂110将从输送装置700接受到的基板输送给装载口100的盒。最后，从装载口100搬出收容有基板的盒。
32.此外，图1、图2中说明的镀覆装置1000的结构只不过是一个例子，镀覆装置1000的结构不限定于图1、图2的结构。
33.接着，对镀覆模块400进行说明。此外，本实施方式所涉及的镀覆装置1000所具有的多个镀覆模块400具有相同的结构，因此，对一个镀覆模块400进行说明。
34.图3是用于对本实施方式所涉及的镀覆装置1000的镀覆模块400的结构进行说明的示意图。图4是表示在镀覆处理时基板wf浸渍于镀覆液ps的状态的示意图。本实施方式所涉及的镀覆装置1000是杯式的镀覆装置。镀覆装置1000的镀覆模块400主要具备镀覆槽10、基板保持架20、旋转机构30、升降机构40、接触部件50、线圈60、电流传感器65、膜厚测定装置70。此外，在图3以及图4中，示意性地图示了镀覆装置1000的一部分部件(例如镀覆槽10、基板保持架20等)的截面。
35.本实施方式所涉及的镀覆槽10由在上方具有开口的有底的容器构成。具体而言，
镀覆槽10具有底部10a和从该底部10a的外周缘向上方延伸的外周部10b，该外周部10b的上部开口。此外，镀覆槽10的外周部10b的形状不特别限定，但作为一个例子，本实施方式所涉及的外周部10b具有圆筒形状。
36.在镀覆槽10的内部存积有镀覆液ps。作为镀覆液ps，只要是包含构成镀膜的金属元素的离子的溶液即可，其具体例不特别限定。在本实施方式中，作为镀覆处理的一个例子，使用镀铜处理，作为镀覆液ps的一个例子，使用硫酸铜溶液。另外，在本实施方式中，镀覆液ps包含规定的添加剂。但是，不限定于该构成，镀覆液ps也能够是不包含添加剂的构成。
37.此外，在镀覆槽10设置有用于向镀覆槽10供给镀覆液ps的供给口(未图示)和用于从镀覆槽10排出镀覆液ps的排出口(未图示)。从排出口排出的镀覆液ps在暂时存积于贮存罐(未图示)之后，由泵(未图示)压送而再次从供给口供给至镀覆槽10。
38.在镀覆槽10的内部配置有阳极11。阳极11的具体种类不特别限定，能够使用溶解阳极、不溶解阳极。在本实施方式中，作为阳极11，使用不溶解阳极。该不溶解阳极的具体种类不特别限定，能够使用铂、氧化铱等。
39.在镀覆槽10的内部的比阳极11靠上方配置有多孔质的电阻体12。具体而言，电阻体12由具有多个孔(细孔)的多孔质的板构件构成。比电阻体12靠下方侧的镀覆液ps能够通过电阻体12而流动至比电阻体12靠上方侧。该电阻体12是为了实现形成于阳极11与基板wf之间的电场的均匀化而设置的部件。这样，通过在镀覆槽10配置有电阻体12，从而能够容易地实现形成于基板wf的镀膜(镀覆层)的膜厚的均匀化。此外，电阻体12在本实施方式中不是必需的结构，镀覆装置1000也能够是不具备电阻体12的结构。
40.基板保持架20是能够保持作为阴极的基板wf的部件。具体而言，基板保持架20配置于比阳极11靠上方(在本实施方式中，进一步比电阻体12靠上方)。基板保持架20以基板wf的下表面wfa与阳极11、电阻体12对置的方式保持基板wf。此外，基板wf的下表面wfa相当于被镀覆面。
41.图5的(a)是将图3的a1部分放大而示出的示意性的剖视图。本实施方式所涉及的基板保持架20具有第1保持部件部件21和第2保持部件部件22。第1保持部件21保持基板wf的上表面wfb。第2保持部件22经由密封部件23来保持基板wf的下表面wfa的外周缘。基板保持架20通过由第1保持部件21和第2保持部件22夹持基板wf来保持基板wf。此外，第1保持部件21具有圆板形状，第2保持部件22具有大致环状。密封部件23是用于在基板wf浸渍于镀覆液ps的情况下抑制镀覆液ps与接触部件50接触的密封部件。密封部件23具有环状。
42.此外，上述的基板保持架20的结构只不过是一个例子，基板保持架20只要能够保持基板wf则不限定于上述的结构。
43.再次参照图3，基板保持架20与旋转机构30的旋转轴31连接。旋转机构30是用于使基板保持架20旋转的机构。作为旋转机构30，能够使用马达等公知的机构。升降机构40由沿上下方向延伸的支承轴45支承。升降机构40是用于使基板保持架20以及旋转机构30沿上下方向升降的机构。作为升降机构40，能够使用直动式的促动器等公知的升降机构。旋转机构30以及升降机构40由控制模块800控制。
44.在对基板wf实施镀覆处理的镀覆处理时，旋转机构30使基板保持架20旋转，并且升降机构40使基板保持架20向下方移动，使基板wf浸渍于镀覆槽10的镀覆液ps(参照图4)。
在基板wf浸渍于镀覆液ps的状态下，通过通电装置(未图示)，使电流在阳极11与基板wf之间流动。由此，在基板wf的下表面wfa形成镀膜。
45.镀覆模块400的动作由控制模块800控制。控制模块800具备微电脑，该微电脑具备作为处理器的cpu(central processing unit)801、作为非暂时的存储介质的存储部802等。控制模块800通过cpu801根据存储于存储部802的程序的指令而工作来控制镀覆模块400的旋转机构30以及升降机构40。
46.图5的(b)是表示从上方目视确认接触部件50的周边结构的截面(b1-b1线截面)的状况的示意性的剖视图。此外，在图5的(b)中，省略第1保持部件21的图示。参照图5的(a)以及图5的(b)，接触部件50是用于与基板wf的下表面wfa的外周缘接触而向基板wf供电的部件。接触部件50配置于基板保持架20(具体而言，在本实施方式中为第2保持部件22)，并且沿基板保持架20的周向配置有多个。
47.具体而言，本实施方式所涉及的多个接触部件50沿基板保持架20的周向均匀地配置。此外，多个接触部件50的数量不特别限定，在本实施方式中，作为一个例子，为12个。多个接触部件50与通电装置(未图示)电连接，将从通电装置供给的电力供给至基板wf。
48.接着，对线圈60、电流传感器65以及膜厚测定装置70进行说明。参照图3、图4、图5的(a)以及图5的(b)，本实施方式所涉及的线圈60在基板保持架20的径向上配置在比基板保持架20靠外侧。另外，本实施方式所涉及的线圈60配置为在与基板保持架20之间具有空间(即不与基板保持架20接触)。
49.线圈60经由用于保持线圈60的保持部件(未图示)而固定于镀覆模块400。构成为即便在基板保持架20旋转的情况下线圈60也不旋转。另外，线圈60构成为在基板保持架20升降的情况下与基板保持架20一起升降。具体而言，本实施方式所涉及的线圈60经由保持部件(未图示)与升降机构40连接。由此，在基板保持架20升降的情况下，线圈60也与基板保持架20一起升降。
50.另外，如图4所示，在本实施方式中，以即便在基板wf浸渍于镀覆液ps的情况下线圈60也不浸渍于镀覆液ps的方式设定线圈60的配置位置。但是，不限定于该结构，例如也能够构成为在基板wf浸渍于镀覆液ps的情况下线圈60也浸渍于镀覆液ps。
51.另外，如图5的(a)所示，在本实施方式中，线圈60配置为线圈60的线圈轴60a沿上下方向延伸。但是，线圈轴60a的延伸方向不限定于此。若举其他例子，则线圈轴60a也可以沿水平方向延伸，或者也可以沿相对于水平方向以大于0
°
且不足90
°
的角度倾斜的方向延伸。
52.图6是用于对膜厚测定方法进行说明的示意图。此外，在图6中，图示了从与图5的(b)相同的方向目视确认第2保持部件22、接触部件50以及线圈60的状况。
53.在对基板wf实施镀覆处理的镀覆处理时，通过在接触部件50流动的电流，在接触部件50的周围产生磁场ma。在镀覆处理时，接触部件50与基板保持架20一起旋转，因此，该磁场ma也与基板保持架20一起旋转。通过该旋转的磁场ma产生的电磁感应，在线圈60产生电流(具体而言为微弱电流)。即，在该线圈60产生的电流是通过电磁感应产生的感应电流。
54.具体而言，调整本实施方式所涉及的线圈60的配置位置，以使得通过基于在镀覆处理时与基板保持架20一起旋转的接触部件50中的最接近线圈60的接触部件50的磁场ma的电磁感应而在线圈60产生电流。
55.电流传感器65与线圈60电连接，对在线圈60产生的电流的值进行检测。具体而言，本实施方式所涉及的电流传感器65构成为对通过基于与基板保持架20一起旋转的接触部件50中的最接近线圈60的接触部件50的磁场ma的电磁感应而在线圈60产生的电流的值进行检测。
56.膜厚测定装置70与电流传感器65电连接。膜厚测定装置70配置于镀覆槽10的外部，基于电流传感器65检测出的电流来对形成于基板wf的下表面wfa的镀膜的膜厚(即“基板wf的膜厚”)进行测定。
57.具体而言，本实施方式所涉及的膜厚测定装置70具备微电脑，该微电脑具备作为处理器的cpu71、作为非暂时的存储介质的存储部72等。在存储部72存储有程序。膜厚测定装置70通过cpu71根据存储于存储部72的程序的指令而工作来测定基板wf的膜厚。由该膜厚测定装置70进行的膜厚测定的具体例如以下那样。
58.首先，具有如下趋势：在接触部件50流动的电流的值越小(其结果是通过该电流产生的磁场ma越弱)，则基板wf的膜厚越小。因此，基板wf的膜厚越小，则在线圈60产生的电流的值也越小。这样，基板wf的膜厚与在线圈60产生的电流的值之间存在相关关系。因此，本实施方式所涉及的膜厚测定装置70利用这样的基板wf的膜厚与在线圈60产生的电流的值之间的相关关系来测定基板wf的膜厚。
59.具体而言，本实施方式所涉及的膜厚测定装置70的存储部72预先存储有规定了在线圈60产生的电流的值与基板wf的膜厚之间的关系的数据映射。该数据映射以在线圈60产生的电流的值越小则基板wf的膜厚越小的方式规定在线圈60产生的电流的值与基板wf的膜厚之间的关系。而且，膜厚测定装置70取得电流传感器65检测出的电流的值(即在线圈60产生的电流的值)，从存储部72的数据映射提取与该取得的电流的值对应的基板wf的膜厚，并取得该提取的基板wf的膜厚作为基板wf的膜厚的测定值。膜厚测定装置70如以上那样测定了基板wf的膜厚。
60.另外，本实施方式所涉及的电流传感器65如前述那样检测了通过基于最接近线圈60的接触部件50的磁场ma的电磁感应而在线圈60产生的电流，因此，本实施方式所涉及的膜厚测定装置70测定了与最接近该线圈60的接触部件50的旋转相位(θ)对应的基板wf的膜厚。
61.例如，图6所示的电流传感器65对通过基于旋转相位(θ)处于180
°
的位置的接触部件50的磁场ma的电磁感应而在线圈60产生的电流进行检测。而且，膜厚测定装置70基于由该电流传感器65检测出的电流来对旋转相位(θ)为180
°
处的基板wf的膜厚进行测定。这在每当多个接触部件50接近线圈60时进行。由此，膜厚测定装置70能够对基板wf的周向上的膜厚的分布(换言之，接触部件50的每个旋转相位的膜厚)进行测定。
62.此外，通过上述的镀覆装置1000实现了本实施方式所涉及的基板wf的膜厚测定方法。该膜厚测定方法的说明与镀覆装置1000的说明重复，因此省略。
63.根据以上说明过那样的本实施方式，能够在镀覆处理时测定基板wf的膜厚。另外，根据本实施方式，还能够对基板wf的周向上的膜厚的分布进行测定。
64.以上，对本发明的实施方式进行了详述，但本发明不限定于上述的特定的实施方式，在权利要求书所记载的本发明的主旨的范围内，能够进行进一步的各种变形、变更。
65.附图标记说明
66.10...镀覆槽；11...阳极；20...基板保持架；30...旋转机构；50...接触部件；60...线圈；65...电流传感器；70...膜厚测定装置；400...镀覆模块；1000...镀覆装置；wf...基板；wfa...下表面；ps...镀覆液；ma...磁场。