CN107329069A - 用于测量电镀单元组件的状态的装置和相关方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于测量电镀单元组件的条件的装置和相关方法。用于测量电镀装置内的电接触件的电气性能的装置具有类似于晶片的盘形结构。形成多个导电垫以共同地外接盘形结构的外周。导电垫中相邻定位的导电垫彼此电隔离。该装置包括在第一端子处提供电流并在第二端子处吸入电流的电流源。该装置包括具有第一和第二输入端的测量电路，其基于存在于第一和第二输入端的信号来确定电参数的值。该装置包括用于在给定时间将导电垫中的选定导电垫连接到电流源的第一和第二端子以及连接到测量电路的第一和第二输入端的开关电路。该装置还包括车载电源。

Description

用于测量电镀单元组件的状态的装置和相关方法

技术领域

本发明涉及半导体器件制造。

背景技术

一些半导体器件制造工艺包括将材料电镀到半导体晶片(以下称为“晶片”)上。电镀可以在电镀单元中进行，其中具有导电籽晶层存在其上的晶片被定位成物理接触围绕晶片外周定位的多个电接触件。此外，在一些配置中，当晶片定位成物理接触多个电接触件时，晶片也可以被定位成使晶片的外周部分物理接触唇形密封构件，以尽可能地防止电镀溶液接触多个电接触件。在这种配置中，晶片和唇形密封构件之间的密封可能不完美，并且可能在多个电镀循环中恶化，从而不利地允许一些量的电镀溶液到达电接触件中的一些。

以受控的方式将电流引导通过多个电接触件，以使存在于晶片上的籽晶层带电，从而引起导致晶片上的材料电镀的反应。随着电镀循环的数量增加，电镀材料可能会积聚在电接触件中的一些上和/或在唇密封件上，并导致沿延伸到晶片的一个或多个导电路径的电阻发生变化。沿着给定的到晶片的导电路径的电阻的变化可能影响晶片上的电镀结果。例如，沿着到晶片的给定导电路径的电阻增大可以减少沿着给定的导电路径流动的电流量，并且导致在晶片上在对应于给定的导电路径的物理接触位置附近的电镀材料的量(例如，厚度)局部减小。

鉴于上述情况，应当理解，需要确定多个电接触件中的哪一个和/或唇形密封构件的哪个部分已经经受不期望的电镀，直到沿着相应导电路径的电阻的变化可以不利地影响晶片上的电镀结果的程度。在本背景中出现了本发明。

发明内容

在一个示例性实施方式中，公开了一种用于测量半导体处理装置内的导电路径的电气性能的装置。半导体处理装置被配置为当在晶片上执行处理时将导电路径电连接到晶片的表面。该装置包括具有基本上等于晶片外径的外径的盘形结构。盘形结构的总体厚度与晶片的总体厚度基本上相同。该装置包括沿盘形结构的第一侧的外周形成的多个导电垫。多个导电垫中相邻定位的导电垫彼此电隔离。多个导电垫共同地外接盘形结构的第一侧的外周。该装置包括具有第一端子和第二端子的电力源。电力源被配置成当盘形结构位于半导体处理装置内时，通过在第一端子和第二端子之间延伸并通过半导体处理装置的一部分的导电路径提供电力。第一端子电连接到第一组的多个导电垫中的至少一个。第二端子电连接到第二组的多个导电垫中的至少一个。第二组的多个导电垫不包括第一组的多个导电垫。第一组和第二组的多个导电垫形成在第一端子和第二端子之间延伸的导电路径的一部分。该装置包括具有第一输入端和第二输入端的测量电路。测量电路的第一输入端电连接到多个导电垫中的第一选定的导电垫。测量电路的第二输入端电连接到多个导电垫中的第二选定的导电垫。测量电路被配置为基于存在于所述多个导电垫中的所述第一和第二选定的导电垫的电信号来确定电参数的值。所述电源被连接以向所述盘形结构上的所有电力部件供电。

在示例性实施方式中，公开了一种用于测量半导体处理装置内的导电路径的电气性能的方法。半导体处理装置被配置为当在晶片上执行处理时将导电路径电连接到晶片的表面。该方法包括将测量装置定位在半导体处理装置内。测量装置具有盘形结构，盘形结构具有基本上等于晶片外径的外径，并具有基本上类似于晶片总体厚度的总体厚度。测量装置位于半导体处理装置内，使得沿着测量装置的第一侧的外周形成的多个导电垫物理接触半导体处理装置内的电接触件。多个导电垫中相邻定位的导电垫在测量装置上彼此电隔离。多个导电垫共同地外接测量装置的第一侧的外周。该方法包括操作测量装置以通过导电路径提供电力，该导电路径包括第一组的多个导电垫中的至少一个和第二组的多个导电垫中的至少一个。第二组多个导电垫不包括第一组多个导电垫。该方法包括操作测量装置以测量存在于多个导电垫中的第一选定导电垫和多个导电垫中的第二选定导电垫的电信号。该方法还包括操作测量装置以使用测量的电信号确定延伸穿过半导体处理装置的一部分并且包括多个导电垫中的第一选定导电垫和多个导电垫中的第二选定导电垫的导电路径的表征参数。

在示例性实施方式中，公开了一种用于测量半导体处理装置内的导电路径的电气性能的系统。半导体处理装置被配置为当在晶片上执行处理时将导电路径电连接到晶片的表面。该系统包括具有盘形结构的测量装置，盘形结构的外径基本上等于晶片的外径，盘形结构的总体厚度基本上类似于晶片的总体厚度。测量装置包括沿盘形结构的第一侧的外周形成的多个导电垫。多个导电垫中相邻定位的导电垫彼此电隔离。多个导电垫共同地外接盘形结构的第一侧的外周。测量装置包括具有第一端子和第二端子的电力源。电力源被配置成当测量装置定位在半导体处理装置内时，通过在第一端子和第二端子之间延伸并通过半导体处理装置的一部分的导电路径提供电力。第一端子电连接到第一组的多个导电垫中的至少一个。第二端子电连接到第二组的多个导电垫中的至少一个。第二组的多个导电垫不包括第一组的多个导电垫。第一组和第二组的多个导电垫形成在第一端子和第二端子之间延伸的导电路径的一部分。测量装置还包括具有第一输入端和第二输入端的测量电路。测量电路的第一输入端电连接到多个导电垫中的第一选定导电垫。测量电路的第二输入端电连接到多个导电垫中的第二选定导电垫。测量电路被配置为基于存在于多个导电垫中的第一和第二选定导电垫的电信号来确定电参数的值。测量装置包括通信模块，其被配置为传送表示由测量电路确定的电参数的值的数据。测量装置还包括连接到为测量装置上的所有电力部件供电的电源。

在一个示例性实施方式中，方法包括以与晶片定位在半导体处理装置内的相同方式将测量装置定位在半导体处理装置中。半导体处理装置被配置为当在晶片上执行处理时将一个或多个导电路径电连接到晶片的表面。测量装置具有盘形结构，盘形结构的外径基本上等于晶片的外径，盘形结构的总体厚度基本上类似于晶片总体厚度。测量装置定位于半导体处理装置内，使得沿着测量装置的第一侧的外周形成的多个导电垫物理地接触半导体处理装置内的电接触件。该方法还包括操作测量装置以通过导电路径提供电力，该导电路径包括第一组的多个导电垫中的至少一个和第二组的多个导电垫中的至少一个。第二组的多个导电垫不包括第一组的多个导电垫。该方法还包括操作测量装置以测量存在于多个导电垫中的第一选定导电垫以及多个导电垫中的第二选定导电垫的电信号，以确定延伸穿过半导体处理装置的一部分的导电路径的表征参数。该方法还包括从半导体处理装置移除测量装置。

具体而言，本发明的一些方面可以阐述如下：

1.一种用于测量半导体处理装置内的导电路径的电气性能的装置，所述半导体处理装置被配置为在晶片上执行处理时将所述导电路径电连接到所述晶片的表面，所述装置包括：

盘形结构，其具有基本上等于所述晶片的外径的外径，所述盘形结构具有与所述晶片的总体厚度基本上相同的总体厚度；

多个导电垫，其沿着所述盘形结构的第一侧的外周形成，其中所述多个导电垫中的相邻定位的导电垫彼此电隔离，并且其中所述多个导电垫共同外接所述盘形结构的所述第一侧的所述外周；

电力源，其具有第一端子和第二端子，所述电力源被配置为当所述盘形结构位于所述半导体处理装置内时通过在所述第一端子和所述第二端子之间延伸的并且通过所述半导体处理装置的一部分的导电路径来提供电力，所述第一端子电连接到第一组的所述多个导电垫中的至少一个，所述第二端子电连接到第二组的所述多个导电垫中的至少一个，所述第二组的多个导电垫不包括所述第一组的多个导电垫，所述第一组的多个导电垫和所述第二组的多个导电垫形成在所述第一端子和所述第二端子之间延伸的所述导电路径的一部分；

测量电路，其具有第一输入端和第二输入端，所述测量电路的所述第一输入端电连接到所述多个导电垫中的第一选定的导电垫，所述测量电路的所述第二输入端电连接到所述多个导电垫中的第二选定的导电垫，所述测量电路被配置为基于存在于所述多个导电垫中的所述第一选定的导电垫和第二选定的导电垫处的电信号来确定电参数的值；以及

电源，其设置在所述盘形结构上，所述电源被连接以供应电力至所述盘形结构上的所有电力部件。

2.根据条款1所述的装置，其中，所述盘形结构是印刷电路板。

3.根据条款1所述的装置，其中，所述盘形结构由电绝缘材料形成，并且其中所述多个导电垫中相邻定位的导电垫通过所述盘形结构的一部分彼此分离。

4.根据条款1所述的装置，其中，电隔离结构被设置在所述盘形结构上以将所述多个导电垫中相邻定位的导电垫彼此电隔离。

5.根据条款1所述的装置，其中，所述多个导电垫中的每一个具有与沿着所述盘形结构的所述第一侧的所述外周测量的尺寸基本上相同的尺寸。

6.根据条款1所述的装置，其中，所述测量电路被配置为基于存在于所述多个导电垫中的所述第一选定的导电垫和第二选定的导电垫处的电信号来测量电压和电流中的一者或两者。

7.根据条款1所述的装置，其中，所述电力源被配置为通过在所述第一端子和所述第二端子之间延伸的所述导电路径提供受控量的电流。

8.根据条款1所述的装置，其中，所述电力源被配置为在所述第一端子和所述第二端子之间提供受控量的电压。

9.根据条款1所述的装置，其进一步包括：

开关电路，其被配置为在给定时间将所述电力源的所述第一端子连接到所述第一组的所述多个导电垫中的至少一个，所述开关电路被配置为在所述给定时间将所述电力源的所述第二端子连接到所述第二组的所述多个导电垫中的至少一个，所述开关电路被配置为在所述给定时间将所述测量电路的第一输入端连接到所述多个导电垫中的所述第一选定的导电垫，并且所述开关电路被配置为在所述给定时间将所述测量电路的所述第二输入端连接到所述多个导电垫中的所述第二选定的导电垫。

10.根据条款9所述的装置，其中，所述开关电路被配置为在所述给定时间选择性地将所述多个导电垫中的任何两个或更多个电连接到所述测量电路的所述第一输入端。

11.根据条款10所述的装置，其中，所述开关电路被配置为在所述给定时间选择性地将所述多个导电垫中的任何两个或更多个电连接到所述测量电路的所述第二输入端，其中，在所述给定时间电连接到所述测量电路的所述第二输入端的所述多个导电垫中的两个或更多个不同于在所述给定时间电连接到所述测量电路的所述第一输入端的所述多个导电垫中的两个或更多个不同于在所述给定时间电连接到所述测量电路的所述第一输入端的所述多个导电垫中的两个或更多个。

12.根据条款9所述的装置，其进一步包括：

控制模块，其设置在所述盘形结构上，所述控制模块被配置为引导所述电力源以及所述测量电路和所述开关电路的操作。

13.根据条款12所述的装置，其中，所述控制模块被配置为引导所述开关电路以在所述给定时间将所述多个导电垫中的特定的一个或多个连接到所述电力源的所述第一端子，并且在所述给定时间将所述多个导电垫中的特定的一个或多个连接到所述电力源的所述第二端子，并且在所述给定时间将所述多个导电垫中的特定的一个或多个连接到所述测量电路的所述第一输入端并且在给定时间将所述多个导电垫中的特定的一个或多个连接到所述测量电路的所述第二输入端。

14.根据条款1所述的装置，其进一步包括：

设置在所述盘形结构上的计算机存储器，所述计算机存储器被配置为存储表示由所述测量电路确定的所述电参数的值的数字数据，其中所述测量电路包括模-数转换电路，所述模数转换电路用于将所述电参数的值转换为表示所述电参数的值的数字数据。

15.根据条款1所述的装置，其进一步包括：

设置在所述盘形结构上的通信模块，所述通信模块被配置为无线地传送表示由所述测量电路确定的所述电参数的值的数据。

16.根据条款1所述的装置，其中，所述半导体处理装置是电镀装置，并且其中，所述半导体处理装置内的所述导电路径包括电接触件，所述电接触件被配置为当所述盘形结构设置在所述半导体处理装置内时物理接触沿着所述盘形结构的所述第一侧的所述外周形成的所述多个导电垫。

17.一种用于测量半导体处理装置内的导电路径的电气性能的方法，所述半导体处理装置被配置为当在晶片上执行处理时将所述导电路径电连接到所述晶片的表面，所述方法包括：

将测量装置布置在所述半导体处理装置内，所述测量装置具有盘形结构，所述盘形结构具有基本上等于所述晶片的外径的外径并具有与所述晶片的总体厚度基本上相同的总体厚度，其中所述测量器件位于所述半导体处理装置内，使得沿着所述测量装置的第一侧的外周形成的多个导电垫物理接触所述半导体处理装置内的电接触件，其中所述多个导电垫中相邻定位的导电垫在所述测量装置上彼此电隔离，并且其中所述多个导电垫共同地外接所述测量装置的所述第一侧的所述外周；

操作所述测量装置以通过导电路径提供电力，所述导电路径包括第一组的所述多个导电垫中的至少一个和第二组的所述多个导电垫中的至少一个，其中所述第二组的多个导电垫不包括所述第一组的多个导电垫；

操作所述测量装置以测量存在于所述多个导电垫中的第一选定的导电垫和所述多个导电垫中的第二选定的导电垫处的电信号；以及

操作所述测量装置以使用所测量的电信号确定导电路径的表征参数，所述导电路径延伸穿过所述半导体处理装置的一部分并且包括所述多个导电垫中的所述第一选定的导电垫和所述多个导电垫中的所述第二选定的导电垫。

18.根据条款17所述的方法，其中，延伸穿过所述半导体处理装置的所述部分的所述导电路径的表征参数是电阻值。

19.根据条款18所述的方法，其中，所述半导体处理装置是电镀装置，并且其中所述半导体处理装置内的所述导电路径包括当所述测量装置被设置在所述半导体处理装置内时与所述多个导电垫物理接触的电接触件。

20.根据条款17所述的方法，其中，操作所述测量装置以通过所述导电路径提供电力包括通过所述第一组的所述多个导电垫中的至少一个和所述第二组的所述多个导电垫中的至少一个传输电流。

21.根据条款17所述的方法，其中，操作所述测量装置以通过所述导电路径提供电力包括在所述第一组的所述多个导电垫中的至少一个与所述第二组的所述多个导电垫中的至少一个之间施加电压差。

22.根据条款17所述的方法，其进一步包括：

操作所述测量装置以存储表示所述导电路径的所述表征参数的值的数据。

23.一种用于测量半导体处理装置内的导电路径的电气性能的系统，所述半导体处理装置被配置为当在晶片上执行处理时将所述导电路径电连接到晶片的表面，所述系统包括：

测量装置，其具有盘形结构，所述盘形结构具有基本上等于所述晶片的外径的外径，并具有与所述晶片的总体厚度基本上相同的总体厚度，

所述测量装置包括沿着所述盘形结构的第一侧的外周形成的多个导电垫，其中所述多个导电垫中相邻定位的导电垫彼此电隔离，并且其中所述多个导电垫共同外接所述盘形结构的所述第一侧的所述外周，

所述测量装置包括具有第一端子和第二端子的电力源，所述电力源被配置为当所述测量装置位于所述半导体处理装置内时通过在所述第一端子和所述第二端子之间延伸并且通过所述半导体处理装置的一部分的导电路径来提供电力，所述第一端子电连接到第一组的所述多个导电垫中的至少一个，所述第二端子电连接到第二组的所述多个导电垫中的至少一个，所述第二组的多个导电垫不包括所述第一组的多个导电垫，所述第一组的多个导电垫和第二组的多个导电垫形成在所述第一端子和所述第二端子之间延伸的所述导电路径的一部分，

所述测量装置包括具有第一输入端和第二输入端的测量电路，所述测量电路的所述第一输入端电连接到所述多个导电垫中的第一选定的导电垫，所述测量电路的所述第二输入端电连接到所述多个导电垫中的第二选定的导电垫，所述测量电路被配置为基于存在于所述多个导电垫中的所述第一选定的导电垫和第二选定的导电垫处的电信号来确定电参数的值，

所述测量装置包括通信模块，所述通信模块被配置为传送表示由所述测量电路确定的所述电参数的值的数据，以及

所述测量装置包括被连接以向所述测量装置上的所有电力部件供电的电源。

24.根据条款23所述的系统，其中所述测量装置包括开关电路，开关电路被配置为在给定时间将所述电力源的所述第一端子连接到所述第一组的所述多个导电垫中的至少一个，所述开关电路被配置在所述给定时间将所述电力源的所述第二端子连接到所述第二组的所述多个导电垫中的至少一个，所述开关电路被配置为在所述给定时间将所述测量电路的所述第一输入端连接到所述多个导电垫中的第一选定导电垫，并且所述开关电路被配置为在所述给定时间将所述测量电路的所述第二输入端连接到所述多个导电垫中的第二选定的导电垫。

25.根据条款23所述的系统，其中所述测量装置包括数据存储装置，所述存储装置被配置为存储基于存在于所述多个导电垫中的所述第一选定的导电垫和第二选定的导电垫处的电信号所确定的所述电参数的值。

26.一种方法，其包括：

将测量装置以与将晶片被设置在半导体处理装置中的方式相同的方式设置在所述半导体处理装置中，所述半导体处理装置被配置为在所述晶片上执行处理时将一个或多个导电路径电连接到所述晶片的表面，所述测量装置具有盘形结构，所述盘形结构具有基本上等于所述晶片的外径的外径并具有与所述晶片的总体厚度基本上相同的总体厚度，其中所述测量装置被设置在所述半导体处理装置内，使得沿着所述测量装置的第一侧的外周形成的多个导电垫物理接触所述半导体处理装置内的电接触件；

操作所述测量装置以通过导电路径提供电力，所述导电路径包括第一组的所述多个导电垫中的至少一个和第二组的所述多个导电垫中的至少一个，其中所述第二组的多个导电垫不包括所述第一组的多个导电垫；

操作所述测量装置以测量存在于所述多个导电垫中的第一选定的导电垫和所述多个导电垫中的第二选定的导电垫处的电信号，以确定延伸穿过所述半导体处理装置的一部分的导电路径的表征参数；以及

从半导体处理装置中去除测量装置。

27.根据条款26所述的方法，其进一步包括：

确定所述导电路径的所述表征参数是否可接受；

在确定所述导电路径的所述表征参数不可接受时，提供所述半导体处理装置需要维修的通知；以及

在确定所述导电路径的所述表征参数可接受时，继续所述半导体处理装置的正常操作。

28.根据条款26所述的方法，其进一步包括：

将所述测量装置储存在所述半导体处理装置中。

29.根据条款28所述的方法，其进一步包括：

当所述测量装置储存在所述半导体处理装置时，对所述测量装置进行充电。

通过下面结合附图的详细描述，通过举例的方式说明本发明，本发明的其他方面和优点将变得更加明显。

附图说明

图1A示出了根据本发明的一些实施方式的用于电镀晶片的电镀装置的垂直横截面的概括图。

图1B示出了根据本发明的一些实施方式的图1A的图，其中锥构件向下移动以与晶片接合，从而将晶片的外周的朝下区域压靠唇形密封构件的密封表面。

图2A示出了根据本发明的一些实施方式的指状接触件的俯视图。

图2B示出了根据本发明的一些实施方式的通过指状接触件中的一个的如图2A所示的“视线A-A”的垂直横截面图。

图3A示出了根据本发明的示例性实施方式的电镀厚度和指状接触件电阻作为沿着晶片的给定半径的方位角的函数的示例曲线图，其中所有指状接触件具有可接受的电阻。

图3B示出了根据本发明的示例性实施方式的对于使用针对一个晶片的所有良好状态的指状接触件以及使用针对另一个晶片的不良状态的某些指状接触件的两个晶片获得的电镀厚度的曲线图。

图3C根据本发明的示例性实施方式示出了使用一些变色的指状接触件电镀的晶片的电镀厚度作为在如图3B所示的在给定半径的方位角的函数的曲线图，结合用于电镀的指状接触件的电阻作为在给定半径的方位角的函数的曲线图。

图4A示出了根据本发明的一些实施方式的用于测量电镀装置中的指状接触件和唇形密封构件的电气状态的装置的俯视图。

图4B示出了根据本发明的一些实施方式的来自图4A的装置，其中开关电路更详细地示出。

图5示出了根据本发明的一些实施方式的给定导电垫的电气图，所述给定导电垫具有到其电流开关模块的电连接件以及到其测量开关模块的电连接件。

图6A示出了根据本发明的一些实施方式的被定位成搁置在指状接触件的支撑表面107C上的装置的示图。

图6B示出了根据本发明的一些实施方式的通过装置和指状接触件的如图6A中引用的“视线B-B”所示的垂直横截面视图。

图7示出了根据本发明的一些实施方式的表示供应电流到第一导电垫的电流源的连接以及以将电流吸回电流源的第二导电垫的连接的电路图。

图8示出了根据本发明的一些实施方式的用于测量电镀装置内的电接触件的电气性能的方法的流程图。

图9示出了根据本发明的一些实施方式的用于操作电镀装置以实现自动电镀单元评估的方法的流程图。

图10示出了根据本发明的一些实施方式的用于评估半导体处理装置的状态的方法的流程图。

具体实施方式

在下面的描述中，阐述了许多具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践本发明。在其他情况下，为了不会不必要地使本发明不清楚，没有详细描述公知的处理操作。

图1A示出了根据本发明的一些实施方式的用于电镀晶片109的电镀装置100的垂直横截面的概括图。在示例性实施方式中，本文所用的术语晶片是指半导体晶片。而且，在多种实施方式中，本文所述的晶片可以在形式、形状和/或尺寸上变化。例如，在一些实施方式中，本文所述的晶片可对应于200mm(毫米)的半导体晶片、300mm的半导体晶片或450mm的半导体晶片。

电镀装置100包括杯构件101和锥构件103。电镀装置100还包括配置成与杯构件101的顶部接合的唇密封部件105。多个指状接触件107设置在唇形密封部件105的顶部。指状接触件107被布置成圆形构造，以向要处理的晶片109的周边边缘区域提供基本均匀的支撑。

图2A示出了根据本发明的一些实施方式的指状接触件107的俯视图。图2B示出了根据本发明的一些实施方式的通过指状接触件107中的一个的如图2A所示的“视线A-A”的垂直横截面图。如图2A所示，一定数量的指状接触件107与环形导电条107A(例如金属条)连接一体形成。指状接触件107和导电条107A都是导电的。应当理解，在多种实施方式中，指状接触件107和导电条107A可以由任何导电材料形成，该导电材料提供足够的电导以用于电镀工艺的执行，并且具有足够的机械性能以在电镀工艺期间支撑晶片109，并且与在电镀过程中暴露于其中的环境和材料化学相容。

如图2B和1A所示，指状接触件107成形为沿着唇形密封构件105的顶部的上轮廓向下弯曲。并且，指状接触件107的内端部107B相对导电条107A的周向构造向上转动以为晶片109提供支撑表面107C。更具体地，在电镀工艺期间，晶片109定位于指状接触件107的支撑表面107C上，其中要电镀的晶片109的表面朝下，以便物理接触指状接触件107的支撑表面107C。

锥构件103附接到被配置为相对于杯构件101上下移动的轴111，如箭头111A所示。在电镀工艺期间，锥形件103向下移动以与晶片109相接触，并将晶片109按压到指状接触件107的支撑表面107C上，以使指状接触件107的内端部107B朝向唇形密封构件105向下弯曲，以将晶片109的外周向下区域压靠唇形密封构件105的密封表面105A。图1B根据本发明的一些实施方式示出了图1A的图，其中锥构件103向下移动以与晶片109接口，如箭头111B所示，以便将晶片109的外周向下区域压靠唇形密封构件105的密封表面105A。

杯101的内部区域形成用于容纳电镀溶液的浴体积113。当通过由锥体103施加的向下力将晶片109压靠唇形密封构件105的密封表面105A时，在晶片109和密封表面105A之间形成密封，使得电镀溶液不会超过晶片109与唇形密封构件105的密封表面105A之间的接触位置，从而保持电镀溶液远离指状接触件107。

电镀装置100还包括布置成物理地接触导电条107A的汇流条115，从而在汇流条115和指状接触件107之间建立电连接。汇流条由固体金属片形成，以改善围绕晶片109的外周的方位角上的电镀均匀性。

浴体积113包括阳极构件117。在一些实施方式中，阳极构件117由铜形成。然而，在其他实施方式中，阳极构件117可以由适合于正在执行的特定电镀工艺的其它导电材料形成。在一些实施方式中，膜118设置在浴体积113内，以使膜118下方的阳极区域与膜118上方的阴极区域物理分离。膜118被配置成防止电解质(电镀溶液)在阳极区域和阴极区域之间大量连通，同时允许阳极区域和阴极区域之间的离子连通。在一些实施方式中，膜118是离子选择性膜。

在电镀工艺期间，直流电源的正极端子与阳极构件117电连接，直流电源的负极端子与汇流条115电连接。以这种方式，从阳极构件117通过电镀溶液至暴露于电镀溶液的晶片109的表面，并从晶片109的表面到指状接触件107，以及从指状接触件107到汇流条115建立电流流动路径。通常，在电镀工艺之前，在要镀覆的晶片109的表面上形成导电籽晶层，从而提供初始的跨越晶片109的导电性。然后，当在电镀工艺期间材料在晶片109上沉积/生长时，沉积的材料有助于跨越晶片109的导电性。

在许多电镀工艺循环的过程中，一些电镀溶液可能会侵入通过晶片109与唇形密封构件105的密封表面105A之间的接触位置并到达指状接触件107。当发生这种情况时，某些材料可能被电镀到指状接触件107和/或唇形密封构件105上。当材料被电镀到指状接触件107和/或唇形密封构件105上时，那些经电镀的指状接触件107和/或唇形密封构件105的电镀部分的电气性能将改变，从而在晶片109上在通过经电镀的指状接触件107和/或唇形密封构件105的电镀部分的改变的电气性能电学上受影响的位置产生不利的电镀结果。例如，晶片109上的不良电镀结果可以表现为较薄的电镀材料厚度的区域，这又导致跨越晶片109的电镀不均匀性，从而可能导致半导体器件制造难度和/或缺陷。

图3A示出了根据本发明的示例性实施方式的电镀厚度和指状接触件107的电阻作为沿着晶片109的给定半径的方位角的函数的曲线图，其中所有指状接触件107都具有可接受的电阻。电镀厚度以微米为单位呈现。指状接触件107的电阻以毫欧为单位呈现。围绕垂直于晶片109的顶表面和底表面延伸并通过晶片109的中心点的晶片109中心轴测量方位角。如图3A所示，当指状接触件107处于良好状态时，材料的电镀厚度沿着晶片109的给定半径基本均匀，这是期望的电镀结果。

图3B示出了根据本发明的示例性实施方式的对于使用针对一个晶片109所有良好状态的指状接触件107以及使用针对另一个晶片109不良状态的指状接触件107的两个晶片109获得的电镀厚度的曲线图。图3B的电镀厚度示意图显示为沿着两个晶片109的给定半径的方位角的函数。由于电镀溶液泄漏经过晶片109和唇形密封构件105的密封表面105A之间的接触位置，不良状态的指状接触件107已经经历不合乎期望的电镀。由于在不良状态的指状接触件107上的电镀导致一些变色，这些不良状态的指状接触件107被称为变色的接触件并具有超出可接受的规格的电气性能(例如电阻)。如图3B所示，基于电镀厚度的失常，变色的指状接触件107似乎位于约130度至约188度的方位角之间。

图3C根据本发明的示例性实施方式示出了使用一些变色的指状接触件107电镀的晶片109的电镀厚度作为在如图3B所示的给定半径的方位角的函数的曲线图，结合用于电镀的指状接触件107的电阻作为方位角的函数的曲线图。图3C示出了在电镀厚度不均匀的方位角位置处，相应的变色指状接触件107相对于其它指状接触件107具有高电阻，这表示在变色的指状接触件107上的材料的不合乎期望的电镀。

鉴于上述情况，应当理解，在电镀厚度和均匀性方面保持可接受的电镀结果取决于保持指状接触件107和唇形密封构件105的良好状态。并且为了保持指状接触件107和唇形密封构件105的良好状态，需要监控在指状接触件107和/或唇形密封构件105上是否发生电镀以及达到何种程度。此外，这种监控应该以不会显著影响电镀装置100的可用性的方式进行。

图4A根据本发明的一些实施方式示出了用于测量电镀装置100中的指状接触件107和唇形密封构件105的电气状态的装置400(测量装置400)的俯视图。装置400包括具有类似于晶片109的形状因子的形状因子的印刷电路板。因此，装置400可以以与晶片109相同的方式被搬运，并且可以以与晶片109相同的方式被定位在电镀装置100内。此外，可以使用制造设施中的任何晶片搬运设备如搬动晶片一样搬动装置400。另外，装置400可以像任何晶片一样被储存。在一些实施方式中，装置400被储存在电镀工具的伴随晶片槽中，并且由晶片搬运机械手放置在电镀装置100中，以便为装置400测量指状接触件107和/或唇形密封构件105的电气性能做好准备。然而，应当理解，在一些实施方式中，装置400可以用手定位在电镀装置100中，以便为通过装置400测量指状接触件107和/或唇形密封构件105的电气性能做好准。

装置400包括沿着装置400的外部径向区域定位的多个暴露的导电垫41。每相邻对的导电垫401通过隔离构件403(例如电绝缘材料)彼此电分离。每个导电垫401包括到电力源405的电连接404和到测量电路407的电连接406。在一些实施方式中，电力源405可被配置成通过在电力源405的第一端子405A和电力源405的第二端子405B之间延伸的导电路径提供受控量的电流。在一些实施方式中，电力源405被配置为在电力源405的第一端子405A和电力源405的第二端子405B之间提供受控量的电压。使所有导电垫401的电连接件404通过开关电路409到电力源405，使得可以在给定时间提供电流和/或电压到任何一个或多个导电垫401上。并且，使所有导电垫401的电连接件406通过开关电路409到测量电路407，使得可以在给定时间测量存在于任何一个或多个导电垫401上的电参数。在一些实施方式中，测量电路407包括用于将测量的模拟电参数转换为数字格式的模-数转换电路。测量电路407还包括用于以数字格式存储所测量的电参数的存储器模块413。

电力源405、测量电路407和开关电路409中的每一个被配置为在控制模块411的引导下操作。以这种方式，在给定时间，控制模块411操作以引导开关电路409将导电垫401中的特定的一个(或多个)连接到电力源405并且将导电垫401中的特定的一个(或多个)连接到测量电路407。另外，电力源405、测量电路407和开关电路409中的每一个被连接以从电源415接收电力。在一些实施方式中，电源415是电池。在一些实施方式中，电源415是可充电电池。

此外，装置400包括通信模块417，其被配置为传送对应于由测量电路407测量的电参数的数字数据和/或对应于装置400的状态的数字数据。在一些实施方式中，通信模块417被配置为在装置400的范围内将数字数据无线地传输到无线接收器。并且，在一些实施方式中，通信模块417被配置为支持有线连接到装置400，数字数据可以通过该连接发送到装置400。并且，在一些实施方式中，通信模块417被配置为支持无线通信模式和有线通信模式两者。通信模块417被连接以从电源415接收电力。因此，在通信模块417被配置为支持无线通信模式的情况下，装置400能够以完全自主且独立的方式操作，使得装置400可以以与晶片109相同的方式移动通过制造设施并通过电镀工具。

此外，可以通过通信模块417对控制模块411进行编程，以使用电力源405和测量电路407来指导任何规定形式的测量。因此，应当理解，控制模块411被连接以传输控制信号至通信模块417、电力源405、测量电路407、存储器模块413、电源415和开关电路409中的每一个，并从其中每一个接数据信号。

图4B根据本发明的一些实施方式示出了来自图4A的装置400，其中更详细地示出了开关电路409。应当理解，通过示例提供图4B的特定开关电路409配置。在其他实施方式中，开关电路409可以被配置为与图4B的示例中所示的不同。更具体地，在其他实施方式中，开关电路409可以以基本上任何方式配置，只要存在功能以在给定时间将导电垫401中选定的一个或多个电连接到电力源405，并且在给定的时间将导电垫401中选定的一个或多个电连接到测量电路407。而且，应当理解，本文关于装置400示出或描述的任何电连接可以在装置400的印刷电路板中/上使用基本上任何适当的电迹线配置来实现。而且，在一些实施方式中，装置的印刷电路板400可以包括多层电迹线，其中相邻层的电迹线由电介质材料彼此隔开，并且根据需要具有用于将电迹线连接在不同层中的通孔导体。

在图4B的开关电路409配置中，每个电连接件404从相应的导电垫401延伸到相应的电流开关模块419。并且，每个电连接件406从相应的导电垫401延伸到相应的测量开关模块421。因此，导电垫401中的每个具有相应的电流开关模块419和相应的测量开关模块421。

提供电源总线423用于与电流开关模块419中的每个进行连接。并且，提供参考接地总线425用于与每个电流开关模块419进行连接。电源总线423和参考接地总线425电连接到电力源405，使得电流源425可以被操作以在控制模块411的控制下向电源总线423提供电流并且吸入来自参考接地总线425的电流。

提供第一测量总线427用于与测量开关模块421中的每个连接。并且，提供第二测量总线429用于与测量开关模块421中的每个连接。第一测量总线427和第二测量总线429都电连接到测量电路407。在控制模块411的控制下，测量电路407可以被操作以在给定时间感测第一测量总线427上的电信号和/或第二测量总线429上的电信号。

图5示出了根据本发明的一些实施方式的给定导电垫401的电气图，其具有到其电流开关模块419的电连接件404，以及到其测量开关模块421的电连接件406。在电流开关模块419内，电连接件404连接到成对的开关装置501和503。在一些实施方式中，每个开关装置501和503被实现为集成电路开关装置。然而，在一些实施方式中，开关装置501和503可以被实现为模拟开关装置。每个开关装置501和503分别在如连接件505和507指示的控制模块411的控制下。开关装置501具有连接到电源总线423的端子，电源总线423又如前所述连接到电力源405。并且，开关装置503具有连接到参考接地总线425的端子，参考接地总线425又连接到如上所述的电力源405。利用这种配置，控制模块411可操作开关装置501和503以将导电垫401电连接到电源总线423或参考接地总线425。以这种方式，根据电流开关模块419内的开关装置501和503的设置，电流和/或电压可以在给定时间从电力源405施加到特定的导电垫401，或者特定的导电垫401可以在给定的时间电连接到参考接地电位。

在测量开关模块421内，电连接件406连接到成对的开关装置509和511。在一些实施方式中，每个开关装置509和511被实现为集成电路开关装置。然而，在一些实施方式中，开关装置509和511可以被实现为模拟开关装置。每个开关装置509和511分别在由连接件513和515指示的控制模块411的控制下。开关装置509具有连接到第一测量总线427的端子，第一测量总线427又连接到如前所述的测量电路407。并且，开关装置511具有连接到第二测量总线429的端子，第二测量总线429又连接到如前所述的测量电路421。利用这种配置，控制模块411可以操作开关装置509和511，以将导电垫401电连接到第一测量总线427或第二测量总线429。以这种方式，根据在电流开关模块421内的开关装置509和511的设置，测量电路407可以被连接以在给定时间感测特定导电垫401上的高电流和/或电压，或在给定时间感测特定导电垫401上的低电流和/或电压。

图6A示出了根据本发明的一些实施方式的被定位成搁置在指状接触件107的支撑表面107C上的装置400的示图。图6A所示的视图是从浴体积113内向上朝向锥构件103看的透视图。如图6A所示，导电垫401与指状接触件107的支撑表面107C接触，以便建立每个导电垫401和与导电垫401物理接触的指状接触件107的相应子集之间的导电路径。以这种方式，导电垫401中的每个与指状接触件107的不同子集电连接。

图6B示出了根据本发明的一些实施方式的通过装置400和指状接触件107的垂直横截面视图，如图6A引用的“视线B-B”。如图6A所示，装置400被定位成使得导电垫401搁置在指状接触件107的支撑表面107C上。在晶片109进行电镀处理时，装置400可以用锥构件103接触以用精确受控的向下的力将导电垫401按压到指状接触件107的支撑表面107C上。此外，应当理解，装置400的旋转位置可以被分度到电镀装置100，以便知道指状接触件107的哪个子集与导电垫401中的一个特定导电垫物理接触。因为该装置400具有类似于晶片109的形状因子的形状因子，所以可以使用在电镀装置100连接的制造站处可用的标准晶片对准器装置将装置400旋转地分度到电镀装置100。

通过开关电路409的适当设置，可以将电流和/或电压从电力源405通过给定的导电垫401引导至与给定导电垫物理连接的指状接触件107的特定子集。并且，通过开关电路409的适当设置，与给定导电垫401物理连接的指状接触件107的特定子集可以电连接到参考接地电位。以这种方式，通过控制模块411和开关电路409的操作，精确受控的电流可被引导以流入在围绕装置400的外周的第一方位位置处的第一导电垫401，并且通过与第一导电垫401物理接触的指状接触件107的第一特定子集，以及从指状接触件107的第一特定子集通过导电条107A(以及可能通过与导电条107A(例如汇流条115)接触的其它导电部件)至在围绕装置400的外周的第二方位位置处的指状接触件107的第二特定子集，以及从指状接触件107的第二特定子集到围绕装置400的外周的第二方位位置处的第二导电垫401，并且从第二导电垫401到参考接地电位。而且，类似地，通过控制模块411和开关电路409的操作，可以在围绕装置400的外周的第一方位位置处的第一导电垫401与围绕装置400的外周的第二方位位置处的第二导电垫401之间施加精确受控的电压。

控制模块411可以被编程为指示开关电路409的操作，以针对第一方位位置选择导电垫401中的任何一个并且针对第二方位位置选择导电垫401中的任何一个。在一些实施方式中，第二方位位置对应于位于第一导电垫401旁边的导电垫401，其中第一导电垫401对应于第一方位位置。在一些实施方式中，选择多个导电垫401以提供多个第二方位位置。例如，在一些实施方式中，多个第二方位位置对应于分别位于第一导电垫401的每一侧上的两个导电垫401。在该特定示例中，将流入第一导电垫401的电流可以回流通过与第一导电垫401相邻的两个导电垫401。

结合操作装置400以将精确受控的电流的流引导到在第一方位位置处的指状接触件107的第一子集中，并且避开在第二方位位置处的指状接触件107的第二子集，控制模块411可被编程为指示开关电路409以将测量电路407连接到在第一方位位置处的第一导电垫401和在第二方位位置处的第二导电垫401中的一者或两者，从而提供在第一方位位置处的第一导电垫401以及在第二方位位置处的第二导电垫401中的一者或两者的电压和/或电流的测量。

在装置400的制造时，精细地测量装置400内的导电路径(例如迹线)的电阻。因此，当精确受控的电流流入指状接触件107的第一子集并避开指状接触件107的第二子集时，可以测量沿指状接触件107的第一子集和指状接触件107的第二子集之间的导电路径的电阻，并将其与电阻的容许范围进行比较，以确定在沿着指状接触件107的第一子集和指状接触件107的第二子集之间的导电路径是否已经发生了不良的电镀。以这种方式，可以操作装置400以测量围绕装置400的整个外周的指状接触件107的不同子集之间的电阻，以便完全表征整个指状接触件107的电阻，并且识别特定指状接触件107上是否发生了不良电镀。

图7示出了根据本发明的一些实施方式的表示供应电流到第一导电垫401A的电力源405的连接以及将电流吸回电力源405的第二导电垫401B的连接的电路图。电力源405被配置为在第一端子405A处提供电流并且在第二端子405B处吸入电流。电力源405通过电连接件701连接以向第一导电垫401A提供电流。如先前关于图5所讨论的，电连接件701通过开关电路409被布线到第一导电垫401A。沿着电连接件701的电阻711被测量并是已知的。电力源405通过电连接件703连接以从第二导电垫401B吸入电流。如先前关于图5所述，电连接件703通过开关电路409被布线到第二导电垫401B。沿着电连接件703的电阻713被测量并是已知的。

图7还示出了与第一导电垫401A电连接的指状接触件107的第一子集107-1和与第二导电垫401B电连接的指状接触件107的第二子集107-2。指状接触件107的第一子集107-1中的每个指状接触件107通过导电条107A电连接到指状接触件107的第二子集107-2中的每个指状接触件107。沿着导电条107A的在指状接触件107的第一子集107-1和指状接触件107的第二子集107-2之间的部分的电阻709被测量并是已知的。此外，导电条107A与汇流条115电连接。沿着汇流条115的在指状接触件107的第一子集107-1与指状接触件107的第二子集107-2之间的部分的电阻715被测量并是已知的。此外，导电条107A与唇形密封构件105电连接。沿着唇形密封构件105的在指状接触件107的第一子集107-1与指状接触件107的第二子集107-2之间的部分的电阻717由于在唇形密封构件105上具有电镀材料的可能性而未知。

测量电路407通过布线到测量电路407的第一输入407A的电连接件705连接以测量存在于第一导电垫401A上的电气性能，例如电流和/或电压。如前关于图5所述，电连接件705通过开关电路409被布线到第一导电垫401A。沿着电连接件705的电阻719被测量并是已知的。测量电路407还通过布线到测量电路407的第二输入407B的电连接件707连接以测量存在于第二导电垫401B上的电气性能，例如电流和/或电压。如前关于图5所述，电连接件707通过开关电路409被布线到第二导电垫401B。沿着电连接件707的电阻721被测量并是已知的。

电力源405与第一导电垫401A和第二导电垫401B中的每一个之间的多个电阻和其它电气性能是已知的。并且，测量电路407与第一导电垫401A和第二导电垫401B中的每一个之间的多个电阻和其它电气性能是已知的。此外，沿着指状接触件107的第一子集107-1与指状接触件107的第二子集107-2之间的导电条107A的电阻和其它电气性能是已知的。此外，沿着指状接触件107的第一子集107-1与指状接触件107的第二子集107-2之间的汇流条115的电阻和其它电气性能是已知的。因此，在图7的电路中，由于在指状接触件107上和/或在唇形密封构件105上存在电镀材料的可能性，通过指状接触件107的第一子集107-1和指状接触件107的第二子集107-2中的多个指状接触件107以及通过唇形密封构件105的在指状接触件107的第一子集107-1和指状接触件107的第二子集107-2之间延伸的部分的集成电阻是未知的。

通过将精确受控的电流施加到第一导电垫401A并且通过从第二导电垫401B吸入所施加的电流，结合操作测量电路407以测量在第一导电垫401A和第二导电垫401B中的每个处的电压和/或电流，可以测量和评估上述集成电阻，以确定在指状接触件107的第一子集107-1和/或指状接触件107的第二子集107-2内和/或通过唇形密封构件105的在指状接触件107的第一子集107-1和指状接触件的第二子集107-2之间延伸的部分是否发生了不利的电镀。在一些实施方式中，测量电路407包括由电源415供电的分流电阻器，电源415与电力源405组合，以测量通过沿着电镀装置100的所选方位部分的指状接触件107和唇形密封构件105的电阻。应当理解，装置400提供了沿着电镀装置100的任何选定的方位部分的指状接触件107和唇形密封构件105的电阻的测量。

通过监测指状接触件107和唇形密封构件105的电气性能，可以在指状接触件107和/或唇形密封件105的状态表示产生不良电镀结果的可能性的情况下发出电镀装置100的使用的警报。此外，在一些实施方式中，可以在装置400内实现诸如光学传感器之类的额外的传感器，以提供指状接触件107和唇形密封构件105的相应方位部分的目视观察。

在一些实施方式中，装置400被储存在电镀工具上的伴随晶片槽中，并且被安排为通过机械手移动到电镀装置100，在电镀装置100中进行测量，使得不需要用户交互。一旦测量完成，装置400返回到伴随晶片槽，此时装置400将采集的测量数据传送到电镀工具进行记录和分析。此外，可以记录指状接触件107的电阻和唇形密封构件105的功能随着组件的老化的变化趋势。

鉴于上述情况，应当理解，本文公开的装置400提供用于测量电镀装置(例如电镀装置100)内的电接触件的电气性能，其中电镀装置被配置为在晶片109上执行电镀工艺。但是，还应当理解，通常，本文公开的装置400可以用于测量半导体处理装置(其可以是或可以不是电镀装置)内的导电路径的电气性能，其中半导体处理装置被配置为当在晶片109上执行处理时将导电路径电连接到晶片109的表面。装置400包括具有基本上等于晶片109外径的外径的盘形结构。在一些实施方式中，装置400的盘形结构是印刷电路板。装置400的盘形结构的总体厚度与晶片109的总体厚度基本上相同。

装置400包括沿盘形结构的第一侧的外周形成的多个导电垫401。多个导电垫401中的相邻定位的导电垫彼此电隔离。在一些实施方式中，装置400的盘形结构由电绝缘材料形成，并且多个导电垫401中相邻定位的导电垫通过盘形结构的一部分彼此分离，从而提供在多个导电垫401中的相邻定位的导电垫之间的电隔离。在一些实施方式中，诸如隔离构件403之类的电隔离结构设置在盘形结构上以将多个导电垫401中的相邻定位的导电垫彼此电隔离。多个导电垫401共同地外接盘形结构的第一侧的外周。在一些实施方式中，多个导电垫401中的每一个具有沿装置400的盘形结构的第一侧的外周测量的尺寸基本相等的尺寸。

装置400包括具有第一端子405A和第二端子405B的电力源405。电力源405被配置为当装置400的盘形结构位于半导体处理装置时通过在第一端子405A和第二端子405B之间延伸并通过半导体处理装置的一部分的导电路径来提供电力。第一端子405A电连接到第一组的多个导电垫401中的至少一个。第二端子405B电连接到第二组的多个导电垫401中的至少一个。第二组多个导电垫401不包括第一组的多个导电垫401。第一组和第二组的多个导电垫401形成在第一端子405A和第二端子405B之间延伸的导电路径的一部分。在一些实施方式中，电力源被配置为通过在第一端子405A和第二端子405B之间延伸的导电路径提供受控量的电流。在一些实施方式中，电力源被配置为在第一端子405A和第二端子405B之间提供受控量的电压。

装置400还包括具有第一输入端407A和第二输入端407B的测量电路407。测量电路407的第一输入端407A电连接到多个导电垫401中的第一选定的导电垫。测量电路407的第二输入端407B电连接到多个导电垫401中的第二选定的导电垫。测量电路407被配置为基于存在于多个导电垫401中的第一和第二选定的导电垫处的电信号来确定电参数的值。在一些实施方式中，测量电路407被配置为基于存在于多个导电垫401中的第一和第二选定的导电垫处的电信号测量电压和电流中的一者或两者。在一些实施方式中，测量电路407被配置为基于存在于第一输入端407A的第一测量信号和存在于第二输入端407B的第二测量信号来测量电压。在一些实施方式中，测量电路407被配置为基于存在于第一输入端407A的第一测量信号和存在于第二输入端407B的第二测量信号来测量电流。

装置400包括开关电路409，开关电路409被配置为在给定时间将电力源405的第一端子405A连接到多个导电垫401中的第一选定的导电垫。开关电路409还被配置为在给定时间将电力源405的第二端子405B连接到多个导电垫401中的第二选定的导电垫。开关电路409还被配置为在给定时间将测量电路407的第一输入端407A连接到多个导电垫401中的第一选定的导电垫。并且，开关电路409被配置为在给定时间将测量电路407的第二输入端407B连接到多个导电垫401中的第二选定的导电垫。装置400还包括设置在盘形结构上的电源415。电源415被连接以向盘形结构上的装置400的所有电力部件提供电力。在一些实施方式中，电源415是电池。

在一些实施方式中，装置400包括设置在盘形结构上的控制模块411。控制模块411被配置为引导电力源405和测量电路407以及开关电路409的操作。在一些实施方式中，控制模块411被配置成在给定时间引导开关电路409将多个导电垫401中的特定的一个或多个连接到电力源405的第一端子405A。而且，在一些实施方式中，控制模块411被配置为引导开关电路409在给定时间将多个导电垫401中的特定的一个或多个连接到电力源405的第二端子405B。在一些实施方式中，开关电路409被操作以确保在给定时间电连接到电力源405的第二端子405B的多个导电垫401中的一个或多个不同于在给定时间电连接到电力源405的第一端子405A的所述一个或多个导电垫401，以避免电力源405的第一端子405A和第二端子405B之间的电短路。

在一些实施方式中，开关电路409被配置为在给定时间内将多个导电垫401中的任何两个或更多个导电垫选择性地电连接到测量电路407的第一输入端407A。此外，在一些实施方式中，开关电路409被配置为在给定时间内将多个导电垫401中的任何两个或更多个导电垫选择性地电连接到测量电路407的第二输入端407B。在一些实施方式中，开关电路409被操作以确保在给定时间电连接到测量电路407的第二输入端407B的多个导电垫401中的两个或更多个导电垫不同于在给定时间电连接到测量电路407的第一输入端407A的多个导电垫401中的两个或更多个导电垫。

在一些实施方式中，装置400被配置为具有存储器模块413，其定义为盘形结构上的计算机存储器。计算机存储器被配置为存储表示由测量电路407确定的电参数值的数字数据。此外，在一些实施方式中，测量电路407包括用于将电参数值转换成表示电参数值的数字数据的模-数转换电路。而且，在一些实施方式中，装置400被配置为包括设置在盘形结构上的通信模块417。在一些实施方式中，通信模块417被配置为无线地传送表示由测量电路407确定的电参数的值的数据。

在一些实施方式中，设置在装置400的盘形结构上的控制模块411被配置为指导电力源405、测量电路407、开关电路409、电源415、存储器模块413和通信模块417的操作。在一些实施方式中，控制模块411被配置为引导开关电路409在给定时间将多个导电垫401中的特定的一个或多个连接到电力源405的第一端子405A，并且在给定时间将多个导电垫401中的特定一个或多个连接到电力源405的第二端子405B，并且在给定时间将多个导电垫401中的特定的一个或多个连接到测量电路407的第一输入端407A，并且在给定时间将多个导电垫401中的特定的一个或多个连接到测量电路407的第二输入端407B。

图8示出了根据本发明的一些实施方式的用于测量诸如电镀装置100之类的半导体处理装置内的导电路径的电气性能的方法的流程图。半导体处理装置被配置为在晶片109上执行处理时将导电路径电连接到晶片109的表面。该方法包括用于将测量装置400定位在半导体处理装置内的操作801。测量装置400具有外径基本上等于晶片109的外径以及总体厚度与晶片109的总体厚度基本上相同的盘形结构。测量装置400位于半导体处理装置内，使得沿着测量装置400的第一侧的外周形成的多个导电垫401物理接触半导体处理装置内的电接触件107。多个导电垫401中的相邻定位的导电垫在测量装置400上彼此电隔离。并且，多个导电垫401共同地外接测量装置400的第一侧的外周。

该方法还包括操作803，其用于操作测量装置400以通过导电路径提供电力，该导电路径包括第一组的多个导电垫401中的至少一个和第二组的多个导电垫401中的至少一个，其中第二组的多个导电垫401不包括第一组的多个导电垫401。该方法还包括操作805，其用于操作测量装置400以测量存在于多个导电垫401中的第一选定的导电垫处和多个导电垫401中的第二选定的导电垫处的电信号。

该方法还包括操作807，其用于操作测量装置400以使用测量的电信号确定导电路径的表征参数，该导电路径延伸穿过半导体处理装置的一部分并包括多个导电垫401中的第一选定的导电垫和多个导电垫401中的第二选定的导电垫。该方法还可以包括操作测量装置400(以无线和/或有线的方式)进行通信和/或存储表示导电路径的表征参数的值的数据。

在一些实施方式中，延伸穿过半导体处理装置的一部分的导电路径的表征参数是电阻值。例如，在电镀装置100的实施方式中，半导体处理装置(电镀装置100)内的导电路径可以包括当测量装置400位于半导体处理装置(电镀装置100)内时与多个导电垫401物理接触的电接触件107。更具体地，电阻值包括与多个导电垫401中的第一选定的导电垫物理接触的电接触件107的电阻以及与多个导电垫401中的第二选定的导电垫物理接触的电接触件107的电阻。并且，电阻值可以包括通过从多个导电垫401中的第一选定的导电垫延伸到多个导电垫401中的第二选定的导电垫的唇形密封构件105的一部分的电阻。此外，电阻值可以包括通过从多个导电垫401中的第一选定的导电垫延伸到多个导电垫401中的第二选定的导电垫的汇流条115的一部分的电阻。此外，电阻值可以包括通过从多个导电垫401中的第一选定的导电垫延伸到多个导电垫401中的第二选定的导电垫的导电条107A的一部分的电阻。

在一些实施方式中，用于操作测量装置400以通过导电路径提供电力的操作803包括通过第一组的多个导电垫401中的至少一个和第二组的多个导电垫401中的至少一个传输电流。应当理解，在多种实施方式中，该方法可以包括操作测量装置400以在给定时间向多个的多个导电垫401提供电流，或者在给定时间从多个的多个导电垫401吸入电流，或者在给定时间向多个导电垫401提供电流并在给定时间从不同多个的多个导电垫401吸入电流。而且，在一些实施方式中，用于操作测量装置400以通过导电路径提供电力的操作803包括在第一组的多个导电垫401中的至少一个与第二组的多个导电垫401中的至少一个之间施加电压差。

另外，鉴于上述情况，应当理解，本文公开了用于测量诸如电镀装置100之类的半导体处理装置内的导电路径的电气性能的系统，其中半导体处理装置被配置为当在晶片109上执行处理时将导电路径电连接到晶片109的表面。该系统包括测量装置400，该测量装置400具有外径基本上等于晶片109的外径以及总体厚度基本上类似于晶片109的总体厚度的盘形结构。测量装置400包括沿盘形结构的第一侧的外周形成的多个导电垫401。多个导电垫401中的相邻定位的导电垫彼此电隔离。并且，多个导电垫401共同地外接盘形结构的第一侧的外周。

测量装置400包括具有第一端子405A和第二端子405B的电力源405。电力源405被配置为当测量装置400位于半导体处理装置内时，通过在第一端子405A和第二端子405B之间延伸并通过半导体处理装置的一部分的导电路径来提供电力。第一端子405A电连接到第一组的多个导电垫401中的至少一个。第二端子电连接到第二组的多个导电垫401中的至少一个。第二组的多个导电垫401不包括第一组的多个导电垫401。第一组和第二组的多个导电垫401形成在第一端子405A和第二端子405B之间延伸的导电路径的一部分。测量装置400包括具有第一输入端407A和第二输入端407B的测量电路407。测量电路407的第一输入端407A电连接到多个导电垫401中的第一选定的导电垫。测量电路407的第二输入端407B电连接到多个导电垫401中的第二选定的导电垫。测量电路407被配置为基于存在于多个导电垫401中的第一和第二选定的导电垫处的电信号来确定电参数的值。

测量装置400包括开关电路409，开关电路409被配置为在给定时间将电力源405的第一端子405A连接到第一组的多个导电垫401中的至少一个。开关电路409被配置为在给定时间将电力源405的第二端子405B连接到第二组的多个导电垫401中的至少一个。开关电路409被配置为在给定时间将测量电路407的第一输入端407A连接到多个导电垫401中的第一选定的导电垫。并且，开关电路409被配置为在给定时间将测量电路407的第二输入端407B连接到多个导电垫401中的第二选定的导电垫。

测量装置400还包括通信模块417，通信模块417被配置为(以无线和/或有线方式)传送表示由测量电路407确定的电参数值的数据。测量装置400还包括电源415，电源415被连接以向测量装置400上的所有电力部件供电。另外，该系统包括与电镀装置100相关联的计算机系统。该计算机系统被配置为从测量装置400的通信模块417接收所传送的数据。此外，测量装置400可以包括诸如存储器模块413之类的数据存储装置，其被配置为存储基于存在于多个导电垫401中的第一和第二选定的导电垫处的电信号确定的电参数的值。

图9示出了根据本发明的一些实施方式的用于操作电镀装置100以实现自动电镀单元评估的方法的流程图。该方法包括用于在新晶片109上开始电镀处理的操作901。从操作901开始，该方法进行操作903以将晶片109装载到电镀装置100中。从操作903开始，所述方法执行操作905以在晶片109上执行电镀处理。从操作905开始，该方法进行操作907以从电镀装置100去除晶片109。在操作907从电镀装置100移除晶片109之后，执行判定操作909以确定是否对指状接触件107执行测量处理。如果不执行测量处理，则该方法返回到操作901以在新的晶片上开始电镀处理109。

如果要对指状接触件107执行测量处理，则该方法从操作909进行到用于唤醒测量装置400的操作911。从操作911开始，该方法进行用于在方位上对准测量装置400的操作913。测量装置400的方位对准可以在标准晶片对准装置中进行。从操作913起，该方法进行用于将测量装置400移动到电镀装置100中以使得测量装置400被定位成使导电垫401与指状接触件107物理接触的操作915。从操作915起，该方法进行操作917，其中测量装置400被操作以执行指状接触件107和/或唇形密封构件105的电气参数的测量。

从操作917起，方法进行操作919以洗涤测量装置400。然后，执行操作921以将测量装置400返回到其储存位置。在储存位置，如果需要，可以对测量装置400的电源415进行充电。在一些实施方式中，电源415被配置为接收感应电荷，使得不需要外部接触件对电源415充电。然而，在一些实施方式中，测量装置400配备有用于连接到在储存位置的电源的外部接触件以为电源415提供充电。

一旦测量装置400返回到其储存位置，该方法继续进行操作923，以将测量装置400获取的测量数据传送到与电镀装置100相关联的计算机系统。该方法包括操作925，以确定由测量装置400测量的电参数数据是否在可接受的限度内。如果电参数数据被确定在可接受的限度内，则该方法返回到操作901以在新晶片109上开始电镀处理。如果电参数数据被确定为不在可接受的限度内，则该方法继续操作927以开始采取一些补救操作来修理电镀装置100。在一些实施方式中，操作927可以包括用于关闭电镀装置100的操作927A。并且，在一些实施方式中，操作927可以包括操作927B，以对电镀装置100的不利状态在制造设施内发出警报或以其他方式警告操作者。

图10示出了根据本发明的一些实施方式的用于评估半导体处理装置的状态的方法的流程图。该方法包括操作1001，其用于以与晶片109要定位在半导体处理装置内的相同方式将测量装置400定位在半导体处理装置中。半导体处理装置被配置为当在晶片109上执行处理时将一个或多个导电路径电连接到晶片109的表面。测量装置400具有盘形结构，所述盘形结构的外径基本上等于晶片109的外径，其总体厚度与晶片109的总体厚度基本上相同。测量装置400定位在半导体处理装置内，使得沿着测量装置400的第一侧的外周形成的多个导电垫401物理接触半导体处理装置内的电接触件。该方法还包括操作1003，其用于操作测量装置400以通过导电路径提供电力，该导电路径包括第一组的多个导电垫中的至少一个和第二组的多个导电垫中的至少一个，其中第二组的多个导电垫不包括第一组的多个导电垫。

该方法还包括操作1005，其用于操作测量装置400以测量存在于多个导电垫401中的第一选定的导电垫处的电信号和多个导电垫401中的第二选定的导电垫处的电信号，以确定延伸穿过半导体处理装置的一部分的导电路径的表征参数。该方法还包括用于从半导体处理装置移除测量装置400的操作1007。

图10的方法还可以包括用于确定导电路径的表征参数是否可接受的操作。并且，在确定导电路径的表征参数不可接受时，该方法可以包括用于提供半导体处理装置需要维修的通知的操作。并且，在确定导电路径的表征参数是可接受的时，该方法可以包括用于继续半导体处理装置的正常操作的操作。该方法还可以包括将测量装置400储存在半导体处理装置中。此外，该方法可以包括当测量装置400储存在半导体处理装置时对测量装置400进行充电。

应当理解，本文公开的测量装置400可以远程地和自主地操作，而不需要用户与测量装置400的交互。此外，在没有用户互动的情况下，测量装置400提供用于监测电镀装置100组件和传送测量数据。并且，本文公开的测量装置400可以通过机械手以与晶片相同的方式放置在电镀装置100中，并且可以将结果无线地报告回电镀工具和/或其他控制系统。使用测量装置400，可以将指状接触件107和/或唇形密封构件105的电参数的测量安排到电镀装置100的正常操作计划中。

此外，本文公开的测量装置400不需要将导电条107A或汇流条115在电学上分离成段来分析通过指状接触件107和/或唇形密封构建105的特定方位段的电阻。测量装置400提供在电学上处于相同电位的分立组件的电参数的测量。测量装置400提供针对电阻测量的指状接触件107和唇形密封构件105的特定方位区段的选择。并且，由于测量装置400不需要拆卸汇流条115或电镀装置100的任何其它部件来执行存在于指状接触件107和/或唇形密封构件105的任何给定方位段处的电阻的测量，不需要使电镀装置100停止使用来评估指状接触件107和/或唇形密封构件105的状态，从而提供电镀装置100的可用性和相应的改进制造设施的生产量的改进。

传统的电镀装置检查方法依赖于目视检查来识别由于唇形密封件105失效导致的总电镀溶液泄漏的证据，并且评估指状接触件107的外观以检查指状接触件107上的电镀。因此，常规的检查方法本质上是定性的。与这些惯例检查方法对比，应当理解，本文公开的测量装置400提供了诸如指状接触件107和唇形密封构件105之类的电镀单元部件的电参数的定量测量。另外，测量装置400可以提供对使用传统检查方法未监测到的电镀装置100组件的老化和严重故障的监测。

尽管为了清楚理解而对前述发明进行了一些细节的描述，但显而易见的是，可以在所附权利要求的范围内实施某些改变和修改。因此，本实施方式被认为是说明性的而不是限制性的，并且本发明不限于本文给出的细节，而是可以在所描述的实施方式的范围和等同方案中进行修改。

Claims (10)

1.一种用于测量半导体处理装置内的导电路径的电气性能的装置，所述半导体处理装置被配置为在晶片上执行处理时将所述导电路径电连接到所述晶片的表面，所述装置包括：

盘形结构，其具有基本上等于所述晶片的外径的外径，所述盘形结构具有与所述晶片的总体厚度基本上相同的总体厚度；

多个导电垫，其沿着所述盘形结构的第一侧的外周形成，其中所述多个导电垫中的相邻定位的导电垫彼此电隔离，并且其中所述多个导电垫共同外接所述盘形结构的所述第一侧的所述外周；

电力源，其具有第一端子和第二端子，所述电力源被配置为当所述盘形结构位于所述半导体处理装置内时通过在所述第一端子和所述第二端子之间延伸的并且通过所述半导体处理装置的一部分的导电路径来提供电力，所述第一端子电连接到第一组的所述多个导电垫中的至少一个，所述第二端子电连接到第二组的所述多个导电垫中的至少一个，所述第二组的多个导电垫不包括所述第一组的多个导电垫，所述第一组的多个导电垫和所述第二组的多个导电垫形成在所述第一端子和所述第二端子之间延伸的所述导电路径的一部分；

测量电路，其具有第一输入端和第二输入端，所述测量电路的所述第一输入端电连接到所述多个导电垫中的第一选定的导电垫，所述测量电路的所述第二输入端电连接到所述多个导电垫中的第二选定的导电垫，所述测量电路被配置为基于存在于所述多个导电垫中的所述第一选定的导电垫和第二选定的导电垫处的电信号来确定电参数的值；以及

电源，其设置在所述盘形结构上，所述电源被连接以供应电力至所述盘形结构上的所有电力部件。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述盘形结构是印刷电路板。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述盘形结构由电绝缘材料形成，并且其中所述多个导电垫中相邻定位的导电垫通过所述盘形结构的一部分彼此分离。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，电隔离结构被设置在所述盘形结构上以将所述多个导电垫中相邻定位的导电垫彼此电隔离。

5.一种用于测量半导体处理装置内的导电路径的电气性能的方法，所述半导体处理装置被配置为当在晶片上执行处理时将所述导电路径电连接到所述晶片的表面，所述方法包括：

将测量装置布置在所述半导体处理装置内，所述测量装置具有盘形结构，所述盘形结构具有基本上等于所述晶片的外径的外径并具有与所述晶片的总体厚度基本上相同的总体厚度，其中所述测量器件位于所述半导体处理装置内，使得沿着所述测量装置的第一侧的外周形成的多个导电垫物理接触所述半导体处理装置内的电接触件，其中所述多个导电垫中相邻定位的导电垫在所述测量装置上彼此电隔离，并且其中所述多个导电垫共同地外接所述测量装置的所述第一侧的所述外周；

操作所述测量装置以通过导电路径提供电力，所述导电路径包括第一组的所述多个导电垫中的至少一个和第二组的所述多个导电垫中的至少一个，其中所述第二组的多个导电垫不包括所述第一组的多个导电垫；

操作所述测量装置以测量存在于所述多个导电垫中的第一选定的导电垫和所述多个导电垫中的第二选定的导电垫处的电信号；以及

操作所述测量装置以使用所测量的电信号确定导电路径的表征参数，所述导电路径延伸穿过所述半导体处理装置的一部分并且包括所述多个导电垫中的所述第一选定的导电垫和所述多个导电垫中的所述第二选定的导电垫。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，延伸穿过所述半导体处理装置的所述部分的所述导电路径的表征参数是电阻值。

7.一种用于测量半导体处理装置内的导电路径的电气性能的系统，所述半导体处理装置被配置为当在晶片上执行处理时将所述导电路径电连接到晶片的表面，所述系统包括：

测量装置，其具有盘形结构，所述盘形结构具有基本上等于所述晶片的外径的外径，并具有与所述晶片的总体厚度基本上相同的总体厚度，

所述测量装置包括沿着所述盘形结构的第一侧的外周形成的多个导电垫，其中所述多个导电垫中相邻定位的导电垫彼此电隔离，并且其中所述多个导电垫共同外接所述盘形结构的所述第一侧的所述外周，

所述测量装置包括具有第一端子和第二端子的电力源，所述电力源被配置为当所述测量装置位于所述半导体处理装置内时通过在所述第一端子和所述第二端子之间延伸并且通过所述半导体处理装置的一部分的导电路径来提供电力，所述第一端子电连接到第一组的所述多个导电垫中的至少一个，所述第二端子电连接到第二组的所述多个导电垫中的至少一个，所述第二组的多个导电垫不包括所述第一组的多个导电垫，所述第一组的多个导电垫和第二组的多个导电垫形成在所述第一端子和所述第二端子之间延伸的所述导电路径的一部分，

所述测量装置包括具有第一输入端和第二输入端的测量电路，所述测量电路的所述第一输入端电连接到所述多个导电垫中的第一选定的导电垫，所述测量电路的所述第二输入端电连接到所述多个导电垫中的第二选定的导电垫，所述测量电路被配置为基于存在于所述多个导电垫中的所述第一选定的导电垫和第二选定的导电垫处的电信号来确定电参数的值，

所述测量装置包括通信模块，所述通信模块被配置为传送表示由所述测量电路确定的所述电参数的值的数据，以及

所述测量装置包括被连接以向所述测量装置上的所有电力部件供电的电源。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述测量装置包括开关电路，开关电路被配置为在给定时间将所述电力源的所述第一端子连接到所述第一组的所述多个导电垫中的至少一个，所述开关电路被配置在所述给定时间将所述电力源的所述第二端子连接到所述第二组的所述多个导电垫中的至少一个，所述开关电路被配置为在所述给定时间将所述测量电路的所述第一输入端连接到所述多个导电垫中的第一选定导电垫，并且所述开关电路被配置为在所述给定时间将所述测量电路的所述第二输入端连接到所述多个导电垫中的第二选定的导电垫。

9.一种方法，其包括：

将测量装置以与将晶片被设置在半导体处理装置中的方式相同的方式设置在所述半导体处理装置中，所述半导体处理装置被配置为在所述晶片上执行处理时将一个或多个导电路径电连接到所述晶片的表面，所述测量装置具有盘形结构，所述盘形结构具有基本上等于所述晶片的外径的外径并具有与所述晶片的总体厚度基本上相同的总体厚度，其中所述测量装置被设置在所述半导体处理装置内，使得沿着所述测量装置的第一侧的外周形成的多个导电垫物理接触所述半导体处理装置内的电接触件；

操作所述测量装置以通过导电路径提供电力，所述导电路径包括第一组的所述多个导电垫中的至少一个和第二组的所述多个导电垫中的至少一个，其中所述第二组的多个导电垫不包括所述第一组的多个导电垫；

操作所述测量装置以测量存在于所述多个导电垫中的第一选定的导电垫和所述多个导电垫中的第二选定的导电垫处的电信号，以确定延伸穿过所述半导体处理装置的一部分的导电路径的表征参数；以及

从半导体处理装置中去除测量装置。

10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括：

确定所述导电路径的所述表征参数是否可接受；

在确定所述导电路径的所述表征参数不可接受时，提供所述半导体处理装置需要维修的通知；以及

在确定所述导电路径的所述表征参数可接受时，继续所述半导体处理装置的正常操作。