CN109930189B - 能够安装于搅拌器的消波部件及具有消波部件的镀覆装置 - Google Patents

Abstract

在本发明中，提供一种能够安装于搅拌器的消波部件及具有消波部件的镀覆装置，该搅拌器能够为了搅拌液体而沿水平方向移动，即使搅拌镀覆液也尽可能地不使镀覆液的表面紊乱而抑制镀覆液跳起或产生飞沫。所述消波部件具有：以在沿水平方向移动时在液面上移动的方式构成的薄板状的主体部；和从上述主体部朝向端部构成得细的前端部。

Description

能够安装于搅拌器的消波部件及具有消波部件的镀覆装置

技术领域

本申请涉及能够安装于搅拌器(paddle)的消波部件及具有消波部件的镀覆装置。

背景技术

在半导体器件的制造中，有时会使用电镀。根据电镀法，能够容易得到高纯度的金属膜(镀覆膜)，而且金属膜的成膜速度比较快，金属膜的厚度控制也能够比较容易地进行。在向半导体晶片上形成金属膜的过程中，为了追求高密度安装、高性能化以及高成品率，也会要求膜厚的面内均匀性。根据电镀，期待能够通过使镀覆液的金属离子供给速度分布和电位分布均匀而得到膜厚的面内均匀性优异的金属膜。在电镀中，为了将足够量的离子均匀地供给到基板，有时会搅拌镀覆液。已知一种为了搅拌镀覆液而具有搅拌用搅拌器的镀覆装置(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2009-155726号公报

发明内容

当搅拌镀覆液时，镀覆液会跳起而向镀覆槽外飞散，或产生飞沫，由此存在镀覆液中的成分析出而弄脏装置的情况。尤其是，为了使镀覆液中的离子均匀，使搅拌镀覆液的搅拌器更加高速地运动是有效的。当使搅拌器高速运动时，镀覆液的表面容易紊乱，而容易产生飞沫。于是，本发明的目的之一在于即使搅拌镀覆液也会尽可能地不使镀覆液的表面紊乱而抑制镀覆液跳起和产生飞沫。另外，本发明不仅能够适用于镀覆装置，也能够广泛适用于搅拌液体的情况。

[方案1]根据方案1，提供一种能够安装于搅拌器的消波部件，该搅拌器能够为了搅拌液体而沿水平方向移动，所述消波部件具有：以在沿水平方向移动时在液面上移动的方式构成的薄板状的主体部；和从上述主体部朝向端部构成得细的前端部。

[方案2]根据方案2，在方案1的消波部件中，上述前端部以在上述消波部件安装于搅拌器的状态下相对于水平面成为锐角的方式倾斜。

[方案3]根据方案3，在方案1或2的消波部件中，上述消波部件具有形成在薄板状的上述主体部的两侧的、作为整体沿水平方向延伸的引导部。

[方案4]根据方案4，在方案3的消波部件中，上述引导部具有直线部分。

[方案5]根据方案5，在方案3或4的消波部件中，上述引导部具有曲线部分。

[方案6]根据方案6，在方案3至5中任一方案的消波部件中，上述引导部具有向从液面变高的方向延伸的第1部分、和向朝向液面变低的方向延伸的第2部分。

[方案7]根据方案7，在方案3至6中任一方案的消波部件中，上述引导部设有多个。

[方案8]根据方案8，在能够为了搅拌液体而沿水平方向移动的搅拌器中，具有方案1至7中任一方案的消波部件。

[方案9]根据方案9，提供一种镀覆装置，具有：用于蓄留镀覆液的镀覆槽；和用于对蓄留在上述镀覆槽中的镀覆液进行搅拌的、方案8的搅拌器。

附图说明

图1是概略地表示一个实施方式的镀覆装置的图。

图2是从正面(图1的横向)表示图1所示的搅拌器的图。

图3是从上方(图1、图2的上方)表示图1、图2所示的搅拌器的局部剖视图。

图4是从上方(图1、图2的上方)表示图1、图2所示的搅拌器的局部剖视图。

图5是将一个实施方式的搅拌器的驱动机构与镀覆槽一起示出的图。

图6是表示一个实施方式的搅拌器的行程末端处的、搅拌器的关系的图。

图7A是表示一个实施方式的消波部件的立体图。

图7B是图7A所示的消波部件的左视图。

图7C是图7A所示的消波部件的主视图。

图7D是图7A所示的消波部件的右视图。

图8是表示一个实施方式的消波部件的立体图。

图9是表示一个实施方式的消波部件的立体图。

图10是表示一个实施方式的消波部件的立体图。

图11A是表示一个实施方式的消波部件的立体图。

图11B是图11A所示的消波部件的左视图。

图11C是图11A所示的消波部件的主视图。

图11D是图11A所示的消波部件的右视图。

图12是说明图11所示的消波部件的作用的图。

图13是表示图1所示的镀覆装置的基板保持架与镀覆槽的保持架支承部之间的关系的图。

附图标记说明

10…镀覆槽

12…溢流槽

24…基板保持架

26…阳极

28…阳极保持架

30…电源

32…搅拌器

32a…长孔

32b…格子部

34…调整板

36…夹子

38…轴

40…轴保持部

42…搅拌器驱动部

60…保持架握持部

62…保持架支承部

64…保持架臂

150…颈部

200…消波部件

202…主体部

204…前端部

206…安装部

208…孔

210a…引导部

210b…引导部

W…基板

具体实施方式

以下，与附图一起说明本发明的能够安装于搅拌器的消波部件及具有消波部件的镀覆装置的实施方式。在附图中，对相同或类似的要素标注相同或类似的附图标记，在各实施方式的说明中有时会省略与相同或类似的要素相关的重复说明。另外，在各实施方式中示出的特征只要不相互矛盾则也能够适用于其他实施方式。

图1是概略地表示一个实施方式的镀覆装置的图。镀覆装置例如能够为用于使用含硫酸铜的镀覆液Q在半导体基板的表面上镀铜的镀覆装置。如图1所示，镀覆装置在内部具有保持镀覆液Q的镀覆槽10。在镀覆槽10的上方外周具有承接从镀覆槽10的边缘溢出的镀覆液Q的溢流槽12。在溢流槽12的底部连接有具有泵14的镀覆液供给路16的一端，镀覆液供给路16的另一端与设在镀覆槽10的底部的镀覆液供给口18连接。由此，积存在溢流槽12内的镀覆液Q伴随着泵14的驱动而回流到镀覆槽10内。在镀覆液供给路16上设有位于泵14的下游侧且对镀覆液Q的温度进行调节的恒温单元20、和将镀覆液内的异物过滤并除去的过滤器22。

在镀覆装置中具有基板保持架24，该基板保持架24装拆自如地保持基板(被镀覆体)W，使基板W以铅垂状态浸渍于镀覆槽10内的镀覆液Q。在镀覆槽10内的与由基板保持架24保持且浸渍于镀覆液Q中的基板W相对的位置处，以被阳极保持架28保持且浸渍于镀覆液Q中的方式配置有阳极26。作为阳极26，在本例中，使用含磷铜。基板W和阳极26经由镀覆电源30而电连接，通过使电流在基板W与阳极26之间流动而在基板W的表面上形成镀覆膜(铜膜)。

在以由基板保持架24保持并浸渍于镀覆液Q中的方式配置的基板W与阳极26之间，配置有与基板W的表面平行地往复运动而搅拌镀覆液Q的搅拌器32。像这样，通过以搅拌器32搅拌镀覆液Q，而能够将足够的铜离子均匀地供给到基板W的表面。搅拌器32与基板W之间的距离优选为2mm～11mm。而且，在搅拌器32与阳极26之间配置有用于使基板W整面范围内的电位分布更加均匀的由电介体构成的调整板(调节板)34。

图2是从正面(图1的横向)表示图1所示的搅拌器32的图。图3是从上方(图1、图2的上方)表示图1、图2所示的搅拌器32的局部剖视图。如图2及图3所示，搅拌器32由板厚t为3mm～6mm的具有固定厚度的矩形板状部件构成。搅拌器32在内部平行地设有多个长孔32a，构成为具有沿铅垂方向延伸的多个格子部32b。搅拌器32的材质能够为例如对钛实施了特氟龙(注册商标)涂层而得到的材质。搅拌器32的垂直方向的长度L₁及长孔32a的长度方向的尺寸L₂被设定为比基板W的垂直方向的尺寸足够大。另外，搅拌器32的横向的长度H被设定为与搅拌器32的往复运动的振幅(行程St)的合计长度比基板W的横向的尺寸足够大。

优选的是长孔32a的宽度及数量以如下方式确定：在格子部32b具有所需刚性的范围内使格子部32b尽可能变细，以使得长孔32a与长孔32a之间的格子部32b高效地搅拌镀覆液，且镀覆液高效地从长孔32a通过。另外，即使是为了减少当在搅拌器32的往复运动的两端附近搅拌器32的移动速度变慢或者瞬间停止时在基板W上形成电场遮蔽区(不受电场的影响、或电场的影响少的部位)的影响，使搅拌器32的格子部32b变细也是重要的。

在该例中，如图3所示，以各格子部32b的横截面成为长方形的方式垂直地开设长孔32a。如图4的(a)所示，可以对格子部32b的横截面的四角实施倒角，另外如图4的(b)所示，也可以以格子部32b的横截面成为平行四边形的方式对格子部32b付与角度。

为了能够使调整板34接近基板W，而优选使搅拌器32的厚度(板厚)t为3mm～6mm，在本例中将其设定为4mm。另外，通过使搅拌器32的厚度均匀，能够防止镀覆液跳起和镀覆液的大幅晃动。另外，在搅拌器32的形成有长孔32a的区域的上方，具有横向的尺寸相对小的颈部150。在颈部150上如后述那样固定有夹子36。另外，在颈部150的两侧如后述那样配置有消波部件200(参照图5)。

图5是将搅拌器32的驱动机构与镀覆槽10一起示出的图。搅拌器32通过固定在搅拌器32的上端的夹子36而固定在沿水平方向延伸的轴38上。在夹子36上安装有后述的消波部件200，在搅拌器32的颈部150的两侧分别配置有消波部件200。轴38构成为能够被轴保持部40保持且沿左右滑动。轴38的端部与使搅拌器32沿左右直线前进往复运动的搅拌器驱动部42连结。搅拌器驱动部42例如能够为将马达44的旋转通过曲柄机构(未图示)转换成轴38的直线前进往复运动的部件。在本例中，具有通过控制搅拌器驱动部42的马达44的旋转速度来控制搅拌器32的移动速度的控制部46。搅拌器的往复速度是任意的，但例如能够为约250往复/分到约400往复/分的速度。此外，搅拌器驱动部的机构不仅可以为曲柄机构，也可以为通过滚珠丝杠将伺服马达的旋转转换成轴的直线前进往复运动的机构、或通过线性马达使轴直线前进往复运动的机构。

在本例中，如图6所示，在搅拌器32移动了行程St而到达的左右的冲程末端，搅拌器32的格子部32b的位置相互不重叠。由此，能够减少搅拌器32在基板W上形成电场遮蔽区的影响。

在一个实施方式中，镀覆装置具有能够安装于搅拌器32的消波部件200。如图5所示，消波部件200被配置为，在搅拌器32被配置于保持着镀覆液Q的镀覆槽10时，消波部件200位于镀覆液Q的液面。如图5所示，消波部件200通过安装于夹子36而能够与搅拌器32一体地动作。此外，消波部件200也可以构成为不是固定于夹子36、而是直接固定在搅拌器32上。

图7A是表示一个实施方式的消波部件200的立体图。图7B是图7A所示的消波部件200的左视图，图7C是图7A所示的消波部件200的主视图，图7D是图7A所示的消波部件200的右视图。消波部件200作为整体而由大致直角三角形状的薄板构成。消波部件200具有大致直角三角形状的主体部202。另外，消波部件200具有从主体部202朝向端部(图7C的右方)而构成得细的前端部204。前端部204形成在与直角三角形状的主体部202的斜边相当的地方。前端部204以在消波部件200被安装于搅拌器32的状态下前端部204相对于水平面成为锐角的方式倾斜。前端部204与水平面所成的角度能够为任意角度，例如优选为20度～45度的范围，作为一个例子而能够使其为30度。另外，作为一个实施方式，也可以使前端部204与水平面所成的角度为90度，即采用不倾斜的前端部。另外，前端部204构成为，在消波部件200被安装于搅拌器32并以搅拌镀覆液Q的方式沿水平方向移动时，尖细的前端部划开镀覆液Q的液面而行进。能够将前端部204的使以与斜边正交的截面剖切前端部204时的斜边作为顶点的角度设为例如10度～30度的范围。消波部件200具有用于将消波部件200安装于搅拌器32的安装部206。安装部206具有用于供将消波部件200固定到夹子36上的螺钉穿通的孔208。在图示的实施方式中，为了防止消波部件200的旋转而设有两个孔208，但孔208的数量是任意的，可以为一个也可以为三个。图7A～图7D所示的消波部件200具有与搅拌器32的厚度t相同程度的厚度。其中，在图示的消波部件200中，构成为安装部206比主体部202厚。例如，能够形成为使安装部206的厚度与搅拌器32的厚度相同且使主体部202比安装部206薄。作为其他实施方式，也可以构成为使消波部件200的安装部206及主体部202的厚度相同。消波部件200的材质由对搅拌的液体具有耐性的材料形成。在一个实施方式中，消波部件200能够以对使用的镀覆液Q具有耐性的聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)等使用注塑成型或3D打印机等来形成。

在图示的实施方式中，通过使具有消波部件200的搅拌器32沿水平方向往复运动来搅拌镀覆液Q。由于消波部件200的前端部204尖细，所以当搅拌器32在液面上移动时，能够抑制镀覆液Q产生波纹或飞沫。

图8是表示一个实施方式的消波部件200的立体图。图8的消波部件200与图7所示的消波部件200大致相同，但图8的消波部件200的安装部206和主体部202以相同的厚度构成。其他部分能够具有与图7一起说明的任意特征。

图9是表示一个实施方式的消波部件200的立体图。图9的消波部件200的整体形状与图7所示的消波部件200类似。但是，图9的消波部件200在主体部202上形成有引导部210a、210b。引导部210a、210b构成为从主体部202向厚度方向突出的凸形状呈直线沿水平方向延伸。在图示的实施方式中，引导部210a、210b设在薄板状的主体部202的两侧。在图9所示的消波部件200中，引导部210a、210b仅设在主体部202上，没有设在前端部204上。在图9中，设有两条引导部210a、210b，但引导部的数量是任意的。引导部210a、210b发挥如下作用：抑制搅拌器32为了搅拌镀覆液Q而沿水平方向移动时产生的波纹。在图9的实施方式的消波部件200中，能够采用与图7一起说明的消波部件200的任意特征。

图10是表示一个实施方式的消波部件200的立体图。图10所示的消波部件200为与图9所示的消波部件200相同的形状，但图10所示的消波部件200的引导部210a、210b延伸至前端部204。图10所示的引导部210a、210b的前端与前端部204的倾斜同样地倾斜。在图10的实施方式的消波部件200中，能够采用与图7一起说明的消波部件200的任意特征。

图11A是表示一个实施方式的消波部件200的立体图。图11B是图11A所示的消波部件200的左视图，图11C是图11A所示的消波部件200的主视图，图11D是图11A所示的消波部件200的右视图。图11所示的消波部件200与图10的消波部件200同样地，具有从主体部202延伸至前端部204的引导部210a、210b。但是，在图11所示的消波部件200中，引导部210a、210b不是呈直线形而是呈流线形设置。更具体地说，图11所示的消波部件200的引导部210a、210b形成为，搅拌器32的颈部150这一侧处于最低的位置，且从该处逐渐向上方延伸，然后沿大致水平或向下方延伸。将引导部210a、210b设置为，在将图11的消波部件200安装于搅拌器32并使其浸渍于镀覆液Q的状态下，镀覆液Q的液面与引导部210a的最低位置大致一致。图12是说明图11所示的消波部件200的作用的图。如图12所示，镀覆液Q的液面与消波部件200的下侧的引导部210a的最低位置大致一致。在该状态下，为了搅拌镀覆液Q，搅拌器32沿水平方向移动并且消波部件200沿水平方向移动。在图12的说明图中，消波部件200沿左右方向移动。在消波部件200向右方移动时，镀覆液Q沿着消波部件200的前端部204的斜面上升。此时通过引导部210a而将镀覆液Q向消波部件200的行进方向的相反方向引导，使其返回到原来的液面，从而抑制液面紊乱。越过下侧的引导部210a而上升了的液面通过引导部210b被向消波部件200的背面引导，从而抑制液面紊乱。

如图1所示，基板W由基板保持架24保持。基板保持架24构成为从该基板W的周边部向带有例如铜溅射膜等基底导通膜的基板W供电。基板保持架24的导通接点为多接点构造，接触宽度的合计相对于能够取为接点的基板上的周长而为60％以上。另外，接点以各个接点之间呈相等距离地的方式排列而被均等分配。

如图13所示，基板保持架24在被设置于镀覆槽10内时，通过未图示的转运装置被握持保持架握持部60而被从上方吊起，向外侧突出的保持架臂64卡挂于固定在镀覆槽10上的保持架支承部62而被悬挂保持。在将基板保持架24悬挂支承于镀覆槽10时，设在保持架臂64上的臂侧接点、与设在镀覆槽10的保持架支承部62上的支承部侧接点接触，而能够从外部电源通过基板保持架24向基板W供给电流。

以上，基于几个例子说明了本发明的实施方式，但上述发明的实施方式是为了使本发明容易理解的实施方式，并不限定本发明。本发明能够不脱离其主旨地进行变更、改进，并且在本发明中当然也包含其均等物。另外，在能够解决上述课题的至少一部分课题的范围、或起到至少一部分效果的范围内，能够进行权利要求书及说明书所记载的各结构要素的任意组合或省略。例如，本说明书所公开的搅拌器及消波部件的发明不仅适用于搅拌镀覆液的情况，也能够适用于搅拌其他液体的情况。

Claims (9)

1.一种安装于搅拌器的消波部件，该搅拌器为了搅拌液体而沿水平方向移动，所述消波部件的特征在于，具有：

板状的主体部；和

从所述主体部朝向端部逐渐变细的前端部，

所述消波部件以在搅拌器沿水平方向移动时与所述板状的主体部的板面平行地移动且所述前端部划开液面而行进的方式安装于搅拌器中的水平移动方向上的前端面。

2.如权利要求1所述的消波部件，其特征在于，

所述前端部以在所述消波部件安装于搅拌器的状态下相对于水平面成为锐角的方式倾斜。

3.如权利要求1所述的消波部件，其特征在于，

所述消波部件具有形成在板状的所述主体部的两侧的板面的、作为整体沿水平方向延伸的引导部。

4.如权利要求3所述的消波部件，其特征在于，

所述引导部具有直线部分。

5.如权利要求3所述的消波部件，其特征在于，

所述引导部具有曲线部分。

6.如权利要求3所述的消波部件，其特征在于，

所述引导部具有向从液面变高的方向延伸的第1部分和向朝向液面变低的方向延伸的第2部分。

7.如权利要求3所述的消波部件，其特征在于，

所述引导部设有多个。

8.一种搅拌器，为了搅拌液体而沿水平方向移动，所述搅拌器的特征在于，

具有权利要求1所述的消波部件。

9.一种镀覆装置，其特征在于，具有：

用于蓄留镀覆液的镀覆槽；和

用于对蓄留在所述镀覆槽中的镀覆液进行搅拌的、权利要求8所述的搅拌器。

Images