镀覆方法及镀覆装置与流程

文档序号:31694785发布日期:2022-10-01 04:31阅读:272来源:国知局
镀覆方法及镀覆装置与流程

1.本发明涉及镀覆方法及镀覆装置。


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,公知有日本特开2004-225089号公报(专利文献1)记载的所谓杯式的镀覆装置。这种镀覆装置具备存积镀覆液并且配置有阳极的镀覆槽、和配置于比阳极靠上方并对作为阴极的基板进行保持的基板保持架(也称为镀覆头)。这种基板保持架具备用于与晶圆(基板)的外周部的接点区域接触而进行供电的多个接点、和对多个接点进行遮蔽以免受到镀覆液影响的密封部件。
3.另外,如日本特开2003-27288号公报(专利文献2)的基板保持部那样,往往利用圆筒状的密封材料包围各接点,并利用不存在金属离子的导电性的液体填满密封材料内部,由此气泡从圆筒状的密封材料之间容易地漏掉,并且在接点不附着镀覆液的结晶。
4.专利文献1:日本特开2004-225089号公报
5.专利文献2:日本特开2003-27288号公报
6.当在其他单元中对基板进行了预湿等的前处理后,在将基板输送至镀覆槽的情况下,基板外周部的与接点接触的区域(接点区域)成为湿润的状态。若欲使基板的接点区域干燥后进行镀覆处理,则基板外周部的图案也干燥,从而存在成为镀覆不良的担忧。即,在使基板的接点区域干燥的情况下,直至周围的图案开口内为止的水分被抽走,从而存在在镀覆过程中在图案开口内残留气泡而产生未被镀覆的异常的担忧。
7.另外,若在附着于接点表面的污垢、从基板保持架的部件的间隙渗出的镀覆液附着于基板与接点的接触部位附近的状态下进行镀覆处理,则接触部位附近的种层溶解,产生供电不均,从而存在镀覆膜厚的面内均匀性降低的担忧。另外,若在接点清洗后,在接点尚未完全干燥(局部湿润)的状态下进行镀覆处理,则存在对基板上的种层造成损伤的可能性。
8.在日本特开2003-27288号公报(专利文献2)所记载的基板保持部中,由于利用导电性的液体填满针对每个接点而设置的圆筒状的密封材料内,所以推测为即便使湿润的基板与接点接触,问题也比较少,但需要针对每个接点而配置圆筒状的密封材料,并向各圆筒状的密封材料内供给导电性的液体。


技术实现要素:

9.本发明是鉴于上述情况而完成的,目的之一在于提供一种在镀覆处理中通过简易的结构抑制基板的种层劣化的技术。
10.根据本发明的一个方面,提供一种镀覆方法,其包括:在基板保持架保持基板的工序,在该工序中,在上述基板保持架保持了上述基板的状态下,形成保护向上述基板供电的接点不受镀覆液影响的密封空间,在上述密封空间内利用液体局部覆盖上述基板与上述接点的接触部位;使被上述基板保持架保持的上述基板浸渍在镀覆液中并使其与阳极对置的
工序;以及在利用液体覆盖上述基板与上述接点的接触部位的状态下,向上述基板与上述阳极之间供给电流来对上述基板进行镀覆处理的工序。
附图说明
11.图1是表示一个实施方式的镀覆装置的整体结构的立体图。
12.图2是表示一个实施方式的镀覆装置的整体结构的俯视图。
13.图3是用于对一个实施方式的镀覆装置的镀覆模块的结构进行说明的示意图。
14.图4是将一个实施方式的基板保持架的一部分放大并示意性地表示的剖视图。
15.图5是表示镀覆装置的控制方法的流程的流程图。
16.图6是对镀覆装置的控制方法的流程进行说明的说明图。
17.图7是对镀覆装置的控制方法的流程进行说明的说明图。
18.图8是表示在接点的清洗中被使用的清洗液的液量与种层的外观的变化的关系的测量例。
19.图9是对覆盖接点的清洗液的高度及直径进行说明的说明图。
20.图10是表示覆盖接点的清洗液的导电率与种层的外观的变化的关系的测量例。
21.图11是表示覆盖接点的清洗液的导电率与面内均匀性的关系的测量例。
22.图12是对局部电池效应导致的种层溶解进行说明的说明图。
23.图13是对分流电流导致的种层溶解进行说明的说明图。
具体实施方式
24.以下,参照附图,对本发明的实施方式的镀覆装置1000及镀覆方法进行说明。此外,附图为了使物的特征的理解变得容易而示意性地图示,各构成要素的尺寸比率等不限于与实际的情况相同。另外,在一些附图中图示了x-y-z的正交坐标用作参考。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)。
25.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及图2所示,镀覆装置1000具备:装载口100、输送机器人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。
26.装载口100是用于将收容于未图示的foup等盒的晶圆(基板)搬入镀覆装置1000,或从镀覆装置1000向盒搬出基板的模块。在本实施方式中,4台装载口100在水平方向并列配置,但装载口100的数量及配置是任意的。输送机器人110是用于输送基板的机器人,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。当在输送机器人110与输送装置700之间交接基板时,输送机器人110及输送装置700能够经由暂置台(未图示)进行基板的交接。
27.对准器120是用于将基板的定向平面、凹槽等的位置对准规定方向的模块。在本实施方式中,2台对准器120在水平方向并列配置,但对准器120的数量及配置是任意的。预湿模块200利用纯水或脱气水等处理液使镀覆处理前的基板的被镀覆面湿润,由此将形成于基板表面的图案内部的空气置换成处理液。预湿模块200构成为实施预湿处理,该预湿处理在镀覆时将图案内部的处理液置换成镀覆液,由此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在上下方向并列配置,但预湿模块200的数量及配置是任意的。
28.预浸模块300构成为实施预浸处理,该预浸处理例如利用硫酸、盐酸等处理液将在形成于镀覆处理前的基板的被镀覆面的种层表面等上存在的电阻较大的氧化膜蚀刻除去,来对镀覆基底表面进行清洗或活化。在本实施方式中,2台预浸模块300在上下方向并列配置,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组在上下方向并列配置3台且在水平方向并列配置4台的12台的镀覆模块400,设置有合计24台镀覆模块400,但镀覆模块400的数量及配置是任意的。
29.清洗模块500构成为为了除去残留在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在上下方向并列配置,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使其干燥的模块。在本实施方式中,2台自旋冲洗干燥器600在上下方向并列配置,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通常的计算机或专用计算机构成。
30.对镀覆装置1000的一系列的镀覆处理的一个例子进行说明。首先,向装载口100搬入收容于盒的基板。接着,输送机器人110从装载口100的盒中取出基板,向对准器120输送基板。对准器120将基板的定向平面、凹槽等的位置对准规定方向。输送机器人110将通过对准器120对准了方向的基板向输送装置700交接。
31.输送装置700将从输送机器人110接收到的基板向预湿模块200输送。预湿模块200对基板实施预湿处理。输送装置700将被实施了预湿处理的基板向预浸模块300输送。预浸模块300对基板实施预浸处理。输送装置700将被实施了预浸处理的基板向镀覆模块400输送。镀覆模块400对基板实施镀覆处理。
32.输送装置700将被实施了镀覆处理的基板向清洗模块500输送。清洗模块500对基板实施清洗处理。输送装置700将被实施了清洗处理的基板向自旋冲洗干燥器600输送。自旋冲洗干燥器600对基板实施干燥处理。输送装置700将被实施了干燥处理的基板向输送机器人110交接。输送机器人110将从输送装置700接收到的基板向装载口100的盒输送。最后,从装载口100搬出收容了基板的盒。
33.此外,在图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。
34.接着,对镀覆模块400进行说明。此外,本实施方式的镀覆装置1000所具有的多个镀覆模块400具有相同的结构,因此对1个镀覆模块400进行说明。
35.图3是用于对本实施方式的镀覆装置1000的镀覆模块400的结构进行说明的示意图。本实施方式的镀覆装置1000是称为面朝下式或杯式的类型的镀覆装置。本实施方式的镀覆装置1000的镀覆模块400主要具备:镀覆槽10、溢流槽20、也被称为镀覆头的基板保持架30、旋转机构40、倾斜机构45以及升降机构46。其中,也可以省略倾斜机构45。
36.本实施方式的镀覆槽10由在上方具有开口的有底的容器构成。镀覆槽10具有底壁、和从该底壁的外周缘向上方延伸的外周壁,该外周壁的上部开口。在镀覆槽10的内部存积有镀覆液ps。在本实施方式中,镀覆槽10具有圆筒形状。
37.作为镀覆液ps,只要是含有构成镀覆皮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,在镀覆液ps中含有规定的添加剂。其中,不限定于该构成,镀覆液ps也能够成为不含添加剂的结构。
38.在镀覆槽10的内部配置有阳极16。阳极16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16,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.溢流槽20由配置于镀覆槽10的外侧的有底的容器构成。溢流槽20暂时存积超过了镀覆槽10的上端的镀覆液ps。在一个例子中,溢流槽20的镀覆液ps在从溢流槽20用的排出口(未图示)排出,而暂时存积于储液罐(未图示)后,再次返回镀覆槽10。
40.在镀覆槽10的内部的比阳极16靠上方配置有多孔质的电阻体17。具体而言,电阻体17由具有多个孔(细孔)的多孔质的板部件构成。比电阻体17靠下侧的镀覆液ps能够通过电阻体17向比电阻体17靠上侧流动。该电阻体17是为了实现在阳极16与基板wf之间形成的电场的均匀化而被设置的部件。将这种电阻体17配置于镀覆槽10,由此能够容易实现形成于基板wf的镀覆皮膜(镀覆层)的膜厚的均匀化。此外,电阻体17在本实施方式中不是必须的结构,本实施方式也能够成为不具备电阻体17的结构。
41.如图3所示,基板保持架30是保持作为阴极的基板wf的部件。具体而言,基板保持架30配置于比阳极16靠上方(在本实施方式中,进一步比电阻体17靠上方)。基板保持架30以基板wf的下表面wfa与阳极16、电阻体17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。
42.本实施方式的基板保持架30具备:第1保持部件31、第2保持部件32、接点50、及密封部件55。基板保持架30以通过第1保持部件31以及第2保持部件32夹持基板wf的方式保持基板wf。第1保持部件31保持基板wf的上表面wfb。第2保持部件32保持基板wf的下表面wfa的外周部。具体而言,本实施方式的第2保持部件32经由密封部件55保持基板wf的下表面wfa的外周部。在基板保持架30保持基板wf时,密封部件55与基板wf紧贴,而形成保护接点50与基板wf的接点区域(基板外周部的与接点50接触的区域)以免受到镀覆液影响的密封空间33。
43.如图3所示,基板保持架30与旋转机构40的旋转轴41连接。旋转机构40是用于使基板保持架30旋转的机构。作为旋转机构40,能够使用马达等公知的机构。倾斜机构45是用于使旋转机构40及基板保持架30倾斜的机构。作为倾斜机构45,能够使用活塞、缸等公知的倾斜机构。升降机构46由沿上下方向延伸的支轴47支承。升降机构46是用于使基板保持架30、旋转机构40以及倾斜机构45在上下方向升降的机构。作为升降机构46,能够使用直动式的促动器等公知的升降机构。
44.在执行镀覆处理时,旋转机构40使基板保持架30旋转,并且升降机构46使基板保持架30向下方移动,而使基板wf浸渍于镀覆槽10的镀覆液ps。另外,如上,在使基板wf浸渍于镀覆液ps时,倾斜机构45也可以根据需要使基板保持架30倾斜。接下来,通过通电装置/电源(未图示)而在阳极16与基板wf之间经由镀覆液ps通过电流。由此,在基板wf的下表面wfa形成镀覆皮膜。
45.镀覆模块400的动作由控制模块800控制。控制模块800具备微型计算机,该微型计算机具备作为处理器的cpu(central processing unit:中央处理器)801、作为非暂时性存
储介质的存储部802等。控制模块800通过cpu801基于存储于存储部802的程序的指令进行动作,来控制镀覆模块400的被控制部。程序例如包含执行输送机器人、输送装置的输送控制、各处理模块中的处理的控制、镀覆模块中的镀覆处理的控制、清洗处理的控制的程序、检测各种设备的异常的程序。存储介质能够包含非易失性及/或易失性的存储介质。作为存储介质,例如能够使用计算机可读取的rom、ram、闪存等存储器、硬盘、cd-rom、dvd-rom、软盘等盘状存储介质等公知的存储介质。控制模块800构成为能够与一并控制镀覆装置及其他相关装置的未图示的上位控制器通信,能够在与上位控制器所具有的数据库之间进行数据的交换。控制模块800的一部分或全部功能能够由asic等硬件构成。控制模块800的一部分或全部功能也可以由plc、定序器(sequencer)等构成。控制模块800的一部分或全部能够配置于镀覆装置的壳体的内部及/或外部。控制模块800的一部分或全部通过有线及/或无线与镀覆装置的各部分能够通信地连接。
46.图4是将基板保持架30的一部分(图3的a1部分)放大而示意性地表示的剖视图。参照图3及图4,在本实施方式的基板保持架30配置有接点50,该接点50以与基板wf的下表面wfa的外周部的接点区域接触的方式向基板wf进行供电。具体而言,本实施方式的接点50配置于基板保持架30的第2保持部件32。本实施方式的接点50在基板保持架30的周向(具体而言,在第2保持部件32的周向)配置有多个。各接点50具备多个(例如4个)被称为手指的板状电极。多个接点50在基板保持架30的周向均等地配置。此外,多个接点50的数量不特别限定,但在本实施方式中,作为一个例子为12个。多个接点50与通电装置(未图示)电连接,将从通电装置被供给的电供电至基板wf(更详细而言,为在基板wf的下表面wa形成的种层sd)。
47.如图3及图4所示,本实施方式的镀覆模块400具备用于抑制镀覆槽10的镀覆液ps与接点50接触的密封部件55。密封部件55具有设置为朝向基板侧突出的唇部55a,唇部55a与基板wf的下表面wfa接触。具体而言,本实施方式的密封部件55的唇部55a配置于比接点50靠内侧(在基板保持架30的径向上为内侧),当在基板保持架30保持有基板wf时,被夹持在基板保持架30的第2保持部件32与基板wf的下表面wfa之间。在该例中,唇部55a设置于密封部件55的径向内侧的端部附近。密封部件55例如以沿着基板wf的外周部的方式具有环状。镀覆模块400具备这种密封部件55,由此在将基板wf浸渍于镀覆液ps的情况下,能够有效地抑制镀覆液ps与接点50接触。
48.如图4所示,基板保持架30的第2保持部件32具备外周壁32a、和在外周壁32a的下端附近向径向内侧突出的基板座部32b。密封部件55设置于基板座部32。第2保持部件32是保持密封部件55的部件,因此也被称为密封圈保持架(srh)。此外,第2保持部件32也可以为将多个部件组合而成的结构。例如,外周壁32与基板座部32b也可以分体地设置,且相互被结合。唇部55a与基板wf接触,如图3所示,在基板保持架30内形成密封空间33,从而遮蔽/保护接点50与基板wf(后述的接点区域的种层sd)的接触部位以免受到镀覆液ps影响。
49.如图4所示,在本实施方式中,特征在于,在利用将导电率管理成不足后述的规定阈值的液体60覆盖接点50的与基板w接触的接触部分(在该例中为前端部)的状态下,对基板wf实施镀覆处理。液体60能够成为纯水、脱气水、其他液体(在预湿、预浸、清洗等处理中被使用的液体)。具体而言,设置在镀覆处理后不用从装置卸下接点50而能够喷淋纯水的清洗喷嘴71(参照图7)、和接受清洗排液的接液盘72,并在接液盘72及/或排出清洗排液的清
洗配管73内配置对清洗排液的电传导率(导电率)进行测量的导电率计74,根据清洗排液的导电率对接点50的清洗度进行测量。在导电率低于通过实验等决定的规定阈值时,停止从清洗喷嘴71供给清洗液。在镀覆处理时,在接点50与基板wf的接触部位被管理了导电率的液体60覆盖的状态下,使电流在接点50与基板wf之间通过。在本实施方式中,能够在基板座部32b保持用于覆盖接点50的与基板w接触的接触部分的液体60。另外,在本实施方式中,密封部件55(在图4的例子中为唇部55a)发挥抑制或防止液体60向径向内侧滴流的作用。另外,在基板座部32b的外周侧,外周壁32a发挥限制液体60的移动的作用。因此,也能够称为基板保持架30的基板座部32b、密封部件55以及外周壁32a构成保持液体60的容器部(其中,液体60也可以不与外周壁23a接触)。
50.根据后述的实验,在本实施方式的结构中,从清洗喷嘴71供给13ml以上的纯水,并在此期间至少使基板保持架30旋转1周,而向接点50均匀地供给纯水。13ml的液量是用于将接点50的1根手指与基板wf(种层sd)的接触部位完全湿润所需的纯水的液量以12个接点部分(基板wf的1周部分)来合算的值,换言之,是为了使基板保持架30的全部接点50的与基板wf的接触部位完全湿润所需的纯水的液量。
51.另外,通过后述的实验,可明确在本实施方式的结构中,若导电率的阈值为50μs/cm以下,则不会对基板wf的种层sd造成损伤。即,特征在于,在清洗接点50后,无须甩掉附着于接点50的液体(例如,纯水),可将导电率被管理在规定的阈值以下的清洗液,保持原样不变地使用为接下来的基板处理用的接点
·
基板接触部位的被覆液(被覆水)。由此,能够省去使接点干燥的工时,且能够防止接点50以及基板wf在湿润到半途的状态下被实施镀覆处理。
52.另外,特征在于,直至镀覆结束为止,不使在预湿处理等的前处理中湿润了的基板wf的接点区域(与接点50接触的区域)干燥。由此,能够抑制或防止以下的不良情况。若使在前处理中湿润了的基板的接点区域干燥,则周围的图案开口内的水分被抽走,从而存在在镀覆过程中在图案开口内残留气泡而产生该部分未被镀覆的异常的担忧,另外,存在干燥到半途的基板的接点区域的种层表面氧化而产生导通不良的担忧。另外,若基板的种层与接点的接触部位湿润到半途,则种层sd因熔解氧所引起的局部电池作用及/或分流电流(在接点50与基板wf的种层sd的接触部位以外,在接点50与种层sd之间经由液体而流动的分流)而溶解,产生供电不均,从而存在使镀覆膜厚的面内均匀性降低的担忧。
53.图12是对熔解氧所引起的局部电池效应导致的种层溶解进行说明的说明图。考虑在充满空气的密封空间33(图3)中,液体q附着于与接点50的接触部位附近的种层sd的情况。此时,如该图所示,空气中的氧o2溶入液体q,种层sd的cu与o2交换电子,o2成为oh

,并且cu成为cu
2+
,产生溶出液体q的局部电池的作用,从而种层sd溶解。通过该反应,从种层sd溶出cu,种层sd变薄,种层sd的电阻增加,从而存在产生供电不均的可能性。该现象是因为气液界面离种层sd很近。
54.图13是对分流电流导致的种层溶解进行说明的说明图。在密封空间33内,接点50与种层sd的接触部位被导电率高的液体q(例如,镀覆液或镀覆液混入的液体)覆盖时,若种层sd的电阻及/或接点50与种层sd之间的接触电阻高,则通过液体q中的离子导电与种层sd表面以及接点50的表面上的氧化还原反应,而产生从种层sd经由液体q向接点50流动的分流电流ishunt(通过接触部位的电流icw的分流)。分流电流ishunt通过在种层sd的表面使
cu成为cu
2+
并在液体q中溶出,使液体q中的cu
2+
在接点50的表面成为cu而流动。因此,若产生分流电流,则种层sd的cu溶解导致种层sd变薄,种层sd的电阻增加,从而存在产生供电不均的可能性。该分流电流是因为覆盖接点50与种层sd的接触部位的液体的导电率较高。
55.图5是表示镀覆装置的控制方法的流程的流程图。图6、图7是对镀覆装置的控制方法的流程进行说明的说明图。参照这些附图,对本实施方式的镀覆装置的控制方法进行说明。
56.在步骤s11中,在预湿模块200中,对在被镀覆面设置有种层sd的基板wf实施预湿处理。在预湿处理中,利用纯水或脱气水等处理液lp1使镀覆处理前的基板的被镀覆面湿润,由此将形成于基板表面的抗蚀图案rp内部的空气置换成处理液lp1。预湿处理后的基板wf由处理液lp1湿润,从而基板wf的表面的抗蚀图案rp的开口内被处理液lp1填满(图6)。
57.在步骤s12中,在预浸模块300中,对基板wf实施预浸处理。此外,预浸处理也存在被省略的情况。在预浸处理中,例如利用硫酸、盐酸等处理液lp2将在形成于镀覆处理前的基板wf的被镀覆面的种层sd表面等上存在的电阻较大的氧化膜蚀刻除去,来对镀覆基底表面进行清洗或活化。此外,在预浸处理后,也可以利用纯水或脱气水等处理液lp3对基板wf进行清洗。预湿处理后的基板wf由处理液lp2(或lp3)湿润,从而基板wf的表面的抗蚀图案rp的开口内被处理液lp2(或lp3)填满(图6)。在以下的说明中,存在将处理液lp1、lp2、lp3统称为处理液lp的情况。
58.在步骤s13中,将被输送至镀覆模块400的基板wf安装于也被称为镀覆头的基板保持架30。此时,如图6所示,基板wf由处理液lp(lp1、lp2、或lp3)湿润。基板保持架30的接点50的接触部51被在后述的步骤s15及/或s17的清洗处理中所供给的液体60的被覆液覆盖。此外,接点50的接触部51表示接点50与基板wf的种层sd接触的部分(在该例中为接点50的前端部)。
59.在步骤s14中,使被基板保持架30保持的基板wf浸渍于镀覆槽10内的镀覆液ps中,对基板wf实施镀覆处理。此外,在图6的步骤s14中,省略了基板wf的抗蚀图案rp。此时,基板保持架30的接点50与基板wf的接触部位被导电率经管理了的导电率较低的足够液量的液体60覆盖,因此能够抑制或防止种层sd因局部电池效应及/或分流电流而溶解。另外,能够抑制或防止干燥到半途的基板wf的接点区域的种层sd表面被氧化。
60.在步骤s15中,在镀覆处理后,使基板保持架30向镀覆槽10的镀覆液ps的液面上方上升,利用从清洗液喷嘴61供给的清洗液对基板wf的被镀覆面进行清洗(图7)。此时,也可以使基板保持架30及/或清洗液喷嘴61旋转,来使清洗液均匀地施加于基板wf。通过该清洗处理,能够回收附着于基板wf的镀覆液,而适当再利用,及/或使基板wf的被镀覆面湿润,由此能够防止被镀覆面干燥。清洗液例如能够成为纯水、脱气水、其他液体(在预湿、预浸、清洗等处理中被使用的液体)。在清洗中被使用后的清洗液被回收至配置于基板wf的下方的接液盘62,并经由排液配管63排出。也可以在接液盘62及/或排液配管63设置导电率计64,来对所回收的清洗液(纯水)的导电率进行测量。另外,也可以使所回收的清洗液在调整浓度后或不调整浓度地返回镀覆槽10而再利用。清洗喷嘴61以及接液盘62例如能够构成为在基板保持架30上升时,能够向基板保持架30的下方移动,以及在清洗处理后从基板保持架30的下方退避。
61.在步骤s16中,从基板保持架30卸下基板wf。卸下的基板wf依次被输送至清洗模块
500、自旋冲洗干燥器600,在被实施清洗处理及干燥处理后,被输送至装载口100的盒(步骤s20)。
62.在步骤s17中,利用从清洗喷嘴71供给的规定量的清洗液60对卸下基板wf后的基板保持架30的接点50及密封部件55进行清洗。此时,使基板保持架30至少旋转1周,来向接点50均匀地供给纯水。此外,只要向接点50至少供给1次纯水,则可以使清洗喷嘴71旋转,也可以使基板保持架30及清洗喷嘴71双方旋转。在本实施方式中,预先使基板wf侧与基板保持架30侧的双方湿润,由此能够保证利用足够量的水覆盖接点50与基板种层sd的接点部分。清洗液60例如能够成为纯水、脱气水、其他液体(在预湿、预浸、清洗等处理中被使用的液体)。在清洗中被使用后的清洗液60被回收至配置于基板wf的下方的接液盘72,并经由排液配管73排出。在接液盘72及/或排液配管73设置有导电率计74,通过导电率计74对所回收的清洗液(纯水)的导电率进行测量(步骤s18)。由导电率计74测量出的导电率被提供至控制模块800。在步骤s19中,判断测量出的清洗液的导电率是否不足阈值。在清洗液的导电率为阈值以上的情况下,返回步骤s17,继续进行清洗处理。另一方面,在清洗液的导电率不足阈值的情况下,返回步骤s13,等待接下来的基板wf被搬入镀覆模块400,并将接下来的基板wf安装于基板保持架30。
63.重复以上的处理,对多片基板wf依次实施镀覆处理。此外,在对最初的基板wf进行镀覆处理时,或是在从之前被镀覆处理的基板wf从镀覆模块400被取出的时刻起经过了一定时间的情况下,存在基板保持架30的接点50的接触部51干燥或干燥到半途的可能性。另外,若从清洗完成时经过了一段时间,则也存在大气中的二氧化碳逐渐溶解于基板保持架上的清洗液而导致电传导率增大,从而超过阈值的担忧。在这种情况下,在对基板wf进行镀覆处理之前,实施步骤s17-s19的处理,并利用液体60覆盖基板保持架30的接点50的接触部51,之后,在步骤s13中将湿润的基板wf安装于基板保持架30。
64.接下来,对在步骤s19中使用的导电率的阈值的决定方法进行说明。首先,为了防止基板wf的种层sd表面的腐蚀,需要使基板wf与接点50的接触部位远离气液界面,所需的距离以及液量根据实验的测量结果计算出。图8是表示在接点的清洗中被使用的清洗液的液量与种层的外观的变化的关系的测量例。图9是对覆盖接点的清洗液的高度及直径进行说明的说明图。在该实验中,作为清洗液,使用了导电率为1μs/cm的纯水。
65.在图8的表中,最上一行表示相对于4根接点手指滴下的纯水的液量,第二行表示覆盖接点的液滴的高度h,第三行表示针对每1片基板wf进行了换算的纯水的液量,第四行表示种层sd的外观的变化。
66.如图9所示,使与要镀覆的基板wf相同的带铜种层sd的基板wf接触接点50,相对于4根接点手指(1个接点所含的手指)滴下图8所示的液量的液滴(导电率为1μs/cm的液体60(纯水)),并将接点50与基板wf之间用电源连接。然后,从电源以镀覆时间量施加与镀覆时相同的电流值(换算成每4根手指),确认到种层sd的外观的腐蚀。
67.在镀覆装置1000中,以覆盖基板外周的方式配置有多个接点50,若将液体60的液量换算成每1片基板(晶圆),则如图8中第三行所示。另外,从接点50与基板wf的接触部位至气液界面(液体60与空气的界面)为止的最短距离h通过测量图9的液体60的液滴的剖面的长度而计算出。通常,液滴在水平方向湿润扩大,通过重力在垂直方向压碎,因此垂直方向的长度h<水平方向的长度(液滴的直径)r。另外,若液量增加,则液滴会更被压碎,因此液
量与长度h并非线形正比例的关系。
68.根据图8所示的测量结果,在基板wf的种层sd不产生腐蚀的、从接点50与种层sd的接触部位至气液界面为止的距离h至少需要1.2mm。关于液量,针对每1片晶圆,将13ml的纯水均匀地涂布于接点后进行镀覆处理,由此确认到没有对种层sd造成损伤。在本实施方式的基板保持架30的构造上,最大的载液量(纯水不从密封部件55的唇部55a滴落的最大量)为26ml。
69.接下来,在基板保持架30保持基板wf来实施镀覆处理,求出覆盖接点50的液体60的导电率的阈值。具体而言,对基板保持架30的接点50进行清洗,在将预先混入镀覆液从而调整了导电率的纯水以基板wf整体需要13ml的液量涂布于接点50后,设置基板wf,并实施了镀覆处理。然后,对基板wf与接点50的接触部位附近的种层sd的外观进行了观察。另外,对基板外周部(r>140mm)的膜厚分布进行测量,计算出镀覆膜厚的面内均匀性u%,确认有无接点50导致的供电不均。
70.图10是表示覆盖接点的清洗液(纯水)的导电率与种层的外观的变化的关系的测量例。图11是表示覆盖接点的清洗液(纯水)的导电率与面内均匀性的关系的测量例。在图10中,第一行表示纯水的导电率,第二行表示种层的外观,第三行表示基板外周部(r>140mm)的镀覆膜厚的面内均匀性。在图11中,横轴表示纯水的导电率,纵轴表示基板外周部(r>140mm)的镀覆膜厚的面内均匀性。
71.根据图10及图11,在该实验中,只要将液体60的导电率管理在50μs/cm以下,则能够不损伤种层sd地进行镀覆。另一方面,若导电率为80μs/cm以上而在种层sd产生腐蚀,则接点50与种层sd之间的电导通变差,从而镀覆膜厚的面内均匀性恶化。因此,明确只要将覆盖接点50的液体60的导电率的阈值设定为50μs/cm即可。此外,这些测量结果是本实施方式的镀覆装置的结构(包含镀覆液的构成)的情况下的结果,只要根据镀覆装置的结构求出适当的清洗液的液量(液量的阈值)、最短距离h、导电率的阈值即可。在本实施方式所使用的结构中,确认到在步骤s17-s19的清洗处理中,以清洗液(纯水)的导电率不足阈值50μs/cm的方式进行清洗,由此能够确保覆盖接点50的纯水的导电率不足50μs/cm,覆盖接点50的纯水为13ml以上,且从接点50与种层sd的接触部位至气液界面为止的距离h为1.2mm以上。
72.根据上述的实施方式,至少起到以下的作用效果。
73.(1)当在其他单元中对基板进行了预湿等的前处理后,在输送至镀覆槽的情况下,基板外周部的与接点接触的区域(接点区域)成为湿润的状态。若欲使接点区域干燥后进行镀覆处理,则基板外周部的图案也干燥,从而存在成为镀覆不良的担忧。即,在使基板的接点区域干燥的情况下,直至周围的抗蚀图案为止的水分被抽走,从而存在在镀覆过程中在抗蚀图案内残留气泡而产生未被镀覆的异常的担忧。根据上述实施方式,在利用被覆液覆盖基板与接点的接触部位的状态下进行镀覆处理,因此无需在镀覆前使基板的接点区域干燥,从而能够抑制或防止基板外周部的图案干燥而导致镀覆不良。
74.(2)若在附着于接点表面的污垢、从基板保持架的部件的间隙渗出的镀覆液附着于基板上的与接点的接触部位附近的状态下进行镀覆,则接触部位附近的种层溶解,产生供电不均,从而存在镀覆膜的面内均匀性降低的担忧。根据上述实施方式,在利用被覆液覆盖基板与接点的接触部位的状态下进行镀覆处理,因此能够抑制污垢附着于接点表面,及/或从基板保持架的部件的间隙渗出的镀覆液附着于基板与接点的接触部位。
75.(3)若在接点清洗后,在接点尚未完全干燥的状态(局部湿润状态)下进行镀覆处理,则存在对基板上的种层造成损伤的可能性。根据上述方式,在利用被覆水覆盖基板与接点的接触部位的状态下进行镀覆处理,因此能够抑制或防止在接点尚未完全干燥的状态下进行镀覆处理,从而抑制或防止对基板上的种层造成损伤。
76.(4)根据上述实施方式,在清洗接点后,无须从接点甩掉水,可将导电率被管理在阈值以下的清洗液(例如,纯水),保持原样不变地使用为接下来的基板处理用的被覆水,因此能够省去使接点干燥的工时,且能够抑制或防止接点及基板在湿润到半途的状态下被实施镀覆处理,而对基板的种层造成损伤。
77.(5)根据上述实施方式,在利用纯水覆盖基板与接点的接触部位的状态下进行镀覆处理,直至镀覆处理结束为止,不使在前处理中湿润了的基板的接点区域干燥。由此,能够抑制或防止在使基板的接点区域干燥的情况下,直至周围的图案开口内为止的水分被抽走,从而在镀覆过程中在图案开口内残留气泡而产生该部分未被镀覆的异常。另外,能够抑制或防止干燥到半途的基板的接点区域的种层表面氧化而产生导通不良。
78.(6)根据上述实施方式,在利用导电率经管理了的比规定阈值低的导电率的被覆水覆盖基板与接点的接触部位的状态下,对基板进行镀覆处理,因此能够抑制或防止接触部位附近的种层因在接触部位以外经由液体而流动的分流电流而溶解。由此,能够抑制或防止种层溶解导致的供电不均。
79.(7)根据上述实施方式,利用规定量的纯水覆盖基板与接点的接触部位,并在将基板与接点的接触部位和气液界面的距离保持在规定值以上的状态下进行镀覆处理,因此能够抑制或防止接触部位附近的种层因被覆水中的熔解氧浓度所引起的局部电池效应而溶解。由此,能够抑制或防止种层溶解导致的供电不均。
80.(8)根据上述实施方式,用于利用液体覆盖接点
·
基板接触部位的基板保持架及其周边不需要特别的结构,因此完全或几乎不需要变更基板保持架的结构,能够通过简易的结构利用液体覆盖接点
·
基板接触部位。另外,在各基板的每个镀覆处理中,对基板保持架的接点进行清洗,因此能够将接点始终保持为清洁。
81.[其他实施方式]
[0082]
在上述实施方式中,作为基板上的图案,列举抗蚀图案为例,但图案能够为用于形成布线的微孔或沟槽的图案,或用于形成凸块、再布线、电极焊盘的抗蚀层或绝缘膜的图案、其他定义镀覆膜的形状的任意的图案。
[0083]
从上述的实施方式中,至少能够掌握以下方式。
[0084]
[1]根据一个方式,提供一种镀覆方法,包括:在基板保持架保持基板的工序,在该工序中,在上述基板保持架保持了上述基板的状态下,形成保护向上述基板供电的接点不受镀覆液影响的密封空间,在上述密封空间内利用液体局部覆盖上述基板与上述接点的接触部位;使被上述基板保持架保持的上述基板浸渍在镀覆液中并使其与阳极对置的工序;以及在利用液体覆盖上述基板与上述接点的接触部位的状态下,向上述基板与上述阳极之间供给电流来对上述基板进行镀覆处理的工序。局部覆盖的状态表示并非利用液体填满密封空间整体,而是利用被覆液覆盖基板与接点的接触部位的状态。换言之,在密封空间内存在气体(空气),在覆盖基板与接点的接触部位的被覆液与空气之间存在气液界面。液体能够成为纯水、脱气水、其他液体(在预湿、预浸、清洗等处理中被使用的液体)。
[0085]
根据上述方式,在利用被覆液覆盖基板与接点的接触部位的状态下进行镀覆处理,因此不需要在镀覆前使基板的接点区域干燥,能够抑制或防止基板外周部的图案干燥而成为镀覆不良。
[0086]
根据上述方式,在利用被覆液覆盖基板与接点的接触部位的状态下进行镀覆处理,因此能够抑制污垢附着于接点表面,及/或从基板保持架的部件的间隙渗出的镀覆液附着于基板与接点的接触部位。
[0087]
根据上述方式,在利用被覆液覆盖基板与接点的接触部位的状态下进行镀覆处理,因此能够抑制或防止在接点尚未完全干燥的状态下进行镀覆处理,并抑制或防止对基板上的种层造成损伤。
[0088]
根据上述方式,不需要变更或不需要大幅度变更基板保持架的结构,能够通过简易的结构抑制基板的种层的劣化。
[0089]
[2]根据一个实施方式,在利用被管理成不足规定阈值的导电率的液体覆盖了上述基板与上述接点的接触部位的状态下,对上述基板进行镀覆处理。
[0090]
根据该方式,在利用导电率经管理了的导电率较低的被覆液覆盖基板与接点的接触部位的状态下,对基板进行镀覆处理,因此能够抑制或防止接触部位附近的种层因在接触部位以外经由被覆液而流动的分流电流而溶解。由此,能够抑制或防止种层溶解导致的供电不均。
[0091]
[3]根据一个实施方式,在上述基板保持架保持上述基板的工序之前,包括利用液体对上述基板保持架的上述接点进行清洗的工序,在该工序中,对上述接点进行清洗,直至使用于清洗后的液体的导电率不足规定阈值为止,并利用被管理成不足上述阈值的上述导电率的液体覆盖上述接点。
[0092]
根据该方式,在清洗接点后,无须从接点甩掉液体,可将导电率被管理在阈值以下的清洗液(纯水、脱气水、其他液体),保持原样不变地使用为接下来的基板处理用的接点
·
基板接触部位的被覆液,因此能够省去使接点干燥的工时,且能够抑制或防止接点及基板在湿润到半途的状态下被镀覆处理,而对基板的种层造成损伤。另外,用于利用液体覆盖接点
·
基板接触部位的基板保持架及其周边不需要特别的结构,因此完全或几乎不需要变更基板保持架的结构,能够通过简易的结构利用液体覆盖接点
·
基板接触部位。另外,在各基板的每个镀覆处理中,对基板保持架的接点进行清洗,因此能够将接点始终保持为清洁。
[0093]
[4]根据一个实施方式,以规定量以上的液体残留在上述接点的周围的方式,利用液体对上述接点进行清洗。
[0094]
根据该方式,在接点(特别是,接点的接触部)的周围残留规定量以上的液体并作为被覆液来使用,因此能够在将接点与基板(种层)的接触部位和气液界面之间分离规定距离(阈值)以上的状态下进行镀覆处理。
[0095]
[5]根据一个实施方式,在清洗上述接点后,直至在基板保持架保持基板为止经过了规定时间的情况下,对上述接点进行再次清洗,并利用被管理成不足上述阈值的导电率的液体重新覆盖上述接点。
[0096]
根据该方式,能够抑制或防止在清洗接点后随着时间经过,大气中的二氧化碳逐渐溶解于基板保持架上的液体,导致电传导率超过阈值。
[0097]
[6]根据一个实施方式,以上述液体与上述密封空间内的空气之间的气液界面、和
上述基板与上述接点的接触部位的距离成为规定的距离值以上的方式,利用上述液体覆盖上述基板与上述接点的接触部位。
[0098]
根据该方式,在将基板与接点的接触部位、和气液界面的距离保持在规定值以上的状态下进行镀覆处理,因此能够在接触部位附近将被覆液中的熔解氧浓度抑制为较低,从而能够抑制或防止接触部位附近的种层因熔解氧所引起的局部电池效应而溶解。由此,能够抑制或防止种层溶解导致的供电不均。
[0099]
[7]根据一个实施方式,保持于上述基板保持架之前的上述基板湿润。
[0100]
根据该方式,能够抑制或防止基板上的抗蚀图案干燥,在镀覆过程中在抗蚀图案内残留气泡而产生未被镀覆的异常。
[0101]
[8]根据一个实施方式,在上述基板保持架保持上述基板的工序之前,包括使上述基板与上述基板保持架的上述接点均成为预先湿润的状态的工序。
[0102]
在该实施方式中,在基板保持架保持基板的工序之前,通过使基板与基板保持架双方预先湿润,能够保证利用足够量的液体覆盖接点与基板种层的接点部分。
[0103]
[9]根据一个实施方式,在上述基板保持架保持上述基板的工序之前,进一步包括利用液体使上述基板湿润,由此实施将形成于上述基板的表面的图案内部的空气置换成液体的预湿处理的工序。
[0104]
根据该方式,能够使通过预湿处理从基板的抗蚀图案除去气泡之后的基板保持于基板保持架。另外,能够使保持于基板保持架之前的基板成为湿润的状态。
[0105]
[10]根据一个实施方式,进一步包括:利用液体对镀覆处理后的上述基板进行清洗的工序、以及将清洗后的湿润状态下的上述基板向接下来的工序输送的工序。
[0106]
根据该方式,利用纯水、脱气水等液体对镀覆处理后的基板进行清洗,由此能够回收附着于基板的镀覆液。另外,能够将基板在湿润的状态下向接下来的工序输送,因此能够抑制或防止颗粒附着于基板。
[0107]
[11]根据一个实施方式,包括:将湿润状态下的基板搬入镀覆模块的工序、使湿润状态下的上述基板浸渍在镀覆槽内的镀覆液中来进行镀覆处理的工序、将镀覆处理后的上述基板从上述镀覆槽捞起并对其进行清洗的工序、以及将清洗后的湿润状态下的上述基板从上述镀覆模块搬出的工序。
[0108]
根据该方式,将基板从搬入镀覆模块的时刻至搬出的时刻为止保持在湿润的状态,因此能够抑制或防止基板上的图案干燥而图案开口内的液体被抽出,在镀覆过程中在图案开口内残留气泡而产生该部分未被镀覆的异常。另外,能够抑制或防止干燥到半途的基板的接点区域的种层表面氧化而产生导通不良。另外,基板被保持在湿润的状态,因此能够抑制或防止颗粒附着于基板。另外,用于利用液体覆盖接点
·
基板接触部位的基板保持架及其周边不需要特别的结构,因此完全或几乎不需要变更基板保持架的结构,能够通过简易的结构利用液体覆盖接点
·
基板接触部位。另外,在各基板的每个镀覆处理中,对基板保持架的接点进行清洗,因此能够将接点始终保持为清洁。
[0109]
[12]根据一个实施方式,提供一种镀覆装置,具备:基板保持架,其用于保持基板,上述基板保持架具有向上述基板供电的接点、和对上述基板与上述基板保持架之间进行密封并在上述基板保持架内形成保护上述接点不受镀覆液影响的密封空间的密封部件;镀覆槽,其对被上述基板保持架保持的上述基板进行镀覆处理;清洗喷嘴,其利用液体对上述基
板保持架的上述接点进行清洗;以及控制模块,上述控制模块使上述基板与被上述清洗喷嘴清洗而呈湿润状态的上述接点接触,使上述基板保持架保持上述基板,在上述基板保持架的上述密封空间内利用上述液体使上述基板与上述接点的接触部位局部湿润,在该状态下对上述基板进行镀覆处理。
[0110]
[13]根据一个实施方式,提供一种镀覆装置,具备:前处理模块,其利用处理液对镀覆前的基板进行处理;镀覆模块,其具有对基板进行镀覆处理的镀覆槽、和对镀覆处理后的上述基板进行清洗的清洗喷嘴;输送模块,其输送上述基板;以及控制模块,上述控制模块对上述输送模块进行控制,将在上述前处理模块中成为湿润状态的上述基板搬入上述镀覆模块,并将通过上述清洗喷嘴的清洗而成为湿润状态的镀覆处理后的上述基板搬出。
[0111]
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但上述发明的实施方式用于使本发明的理解变得容易,并非对本发明进行限定。本发明在不脱离其主旨的范围内能够变更、改进,并且在本发明中当然包含其等效物。另外,在能够解决上述课题的至少一部分的范围内,或起到效果的至少一部分的范围内,能够进行实施方式及变形例的任意的组合,能够进行权利要求书及说明书所记载的各构成要素的任意的组合或省略。
[0112]
包含日本特开2004-225089号公报(专利文献1)、日本特开2003-27288号公报(专利文献2)的说明书、权利要求书、附图及摘要在内的全部公开通过参照作为整体被引入本技术中。
[0113]
附图标记说明
[0114]
10

镀覆槽;20

溢流槽;16

阳极;17

电阻体;30

基板保持架;31

第1保持部件;32

第2保持部件;33

密封空间;40

旋转机构;41

旋转轴;45

倾斜机构;46

升降机构;47

支轴;50

接点;55

密封部件;55a

唇部;60

清洗液(纯水);100

装载口;110

输送机器人;120

对准器;200

预湿模块;300

预浸模块;400

镀覆模块;500

清洗模块;600

自旋冲洗干燥器;700

输送装置;800

控制模块;801

cpu;802

存储部;1000

镀覆装置;wf

基板;wa

下表面;sd

种层;ps

镀覆液。
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