CN115885062A - 镀覆装置以及镀覆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种能够提高形成于基板的镀覆膜的均匀性的镀覆装置等。镀覆装置具备:镀覆槽;基板支架,其用于保持基板;阳极支架,其以与被上述基板支架保持的基板对置的方式配置在上述镀覆槽内,且构成为对溶解性的阳极进行保持;阳极遮罩,其安装于上述阳极支架,并具有供在上述阳极与上述基板之间流经的电流通过的开口;调整机构,其构成为对上述阳极遮罩的开口尺寸进行调整;以及控制器,其基于使用上述阳极的期间的该阳极中的电解量来控制上述调整机构。
Description
技术领域
本申请涉及镀覆装置以及镀覆方法。
背景技术
以往,在设置于半导体晶圆等的基板的表面的微细布线用槽、孔或抗蚀层(Resist)开口部形成布线,或在基板的表面形成与封装体的电极等电连接的凸块(突起状电极)。作为形成该布线及凸块的方法,例如公知有电解镀覆法、蒸镀法、印刷法、球凸块(Ball Bump)法等。近年来,随着半导体晶片的I/O数量的增加、窄间距化,多使用能够微细化且性能比较稳定的电解镀覆法。
在用电解镀覆法形成布线或凸块的情况下,在设置于基板上的布线用槽、孔或抗蚀层开口部的阻障金属的表面形成低电阻的种层(供电层)。镀覆膜在该种层的表面生长。近年来,随着布线及凸块的微细化,使用了更薄的膜厚的种层。若种层的膜厚变薄,则种层的电阻(薄膜电阻)增加。
一般而言,作为要被镀覆的对象物的基板在其周缘部具有电接点。因此,在基板的中央部流经有与镀覆液的电阻值和从基板的中央部至电接点为止的种层的电阻值的合成电阻对应的电流。另一方面,在基板的周缘部(电接点附近)流经有大致与镀覆液的电阻值对应的电流。即,在基板的中央部不易流经与从基板的中央部至电接点为止的种层的电阻值对应部分的电流。这种电流集中于基板的周缘部的现象被称为终端效应。
具有比较薄的膜厚的种层的基板的、从基板的中央部至电接点为止的种层的电阻值比较大。因此,在对具有比较薄的膜厚的种层的基板进行镀覆的情况下,终端效应变得显著。其结果,基板的中央部中的镀覆速度降低,从而基板的中央部中的镀覆膜的膜厚比基板的周缘部中的镀覆膜薄,进而膜厚的面内均匀性降低。
为了抑制终端效应导致的膜厚的面内均匀性的降低,而对施加于基板的电场进行调整。例如,公知有具有用于对阳极表面中的电位分布进行调整的阳极遮罩的镀覆装置(参照专利文献1)。
专利文献1:日本特开2017-137419号公报
然而,作为阳极,广泛使用了凭借镀覆电流而溶解的溶解性的阳极。根据本发明人的研究,知晓了在使用溶解性的阳极进行电解镀覆的情况下,随着阳极的溶解,镀覆膜厚的面内均匀性发生变化。也就是说,在进行镀覆的同时,熔解性的阳极溶解,从而基板与阳极的距离发生变化。而且,知晓了通过基板与阳极的距离变化,经由镀覆液的电阻值发生变化,从而膜厚的面内均匀性发生变化。
发明内容
鉴于以上的实际情况,本申请的目的之一在于,提出一种能够提高形成于基板的镀覆膜的均匀性的镀覆装置等。
根据一个实施方式,提出一种镀覆装置,该镀覆装置具备:镀覆槽;基板支架,其用于保持基板;阳极支架,其以与被上述基板支架保持的基板对置的方式配置在上述镀覆槽内,且构成为对溶解性的阳极进行保持;阳极遮罩,其安装于上述阳极支架,并具有供在上述阳极与上述基板之间流经的电流通过的开口;调整机构,其构成为对上述阳极遮罩的开口尺寸进行调整;以及控制器,其基于使用上述阳极的期间的该阳极中的电解量来控制上述调整机构。
根据另一个实施方式,提出一种镀覆装置的镀覆方法。上述镀覆装置具备:镀覆槽;基板支架,其用于保持基板;阳极支架,其以与被上述基板支架保持的基板对置的方式配置在上述镀覆槽内,且构成为对溶解性的阳极进行保持;以及阳极遮罩,其安装于上述阳极支架,并具有供在上述阳极与上述基板之间流经的电流通过的开口。而且,上述镀覆方法包括如下步骤:取得或推断使用上述阳极的期间的该阳极中的电解量;以及基于上述取得或推断出的电解量来调整上述阳极遮罩的开口尺寸。
附图说明
图1是第1实施方式中的镀覆装置的整体配置图。
图2是图1所示的镀覆模块10的简要侧剖视图。
图3是阳极遮罩的简要主视图,且表示第1开口的尺寸比较大时的阳极遮罩。
图4是阳极遮罩的简要主视图,且表示第1开口的尺寸比较小时的阳极遮罩。
图5A是第2开口的直径比较大的状态下的调整板的局部侧剖视图。
图5B是第2开口的直径比较大的状态下的调整板的俯视图。
图6A是第2开口的直径比较小的状态下的调整板的局部侧剖视图。
图6B是第2开口的直径比较小的状态下的调整板的俯视图。
图7是表示阳极总电解量与阳极遮罩的第1开口的直径的关系的一个例子的图。
图8是简要地表示第2实施方式的镀覆模块的结构的纵向剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的实施方式进行说明。在以下说明的附图中,对相同或相当的构成要素标注相同的附图标记,并省略重复说明。
<第1实施方式>
图1是第1实施方式中的镀覆装置的整体配置图。本实施方式中的镀覆对象物是半导体晶圆等的基板。基板包括四边形或六边形之类的方形基板以及圆形基板。如图1所示,该镀覆装置大致被划分成在基板支架11装载基板或从基板支架11卸载基板的装载口170A、和处理基板的处理部170B。
装载口170A具有2台盒工作台102、对准器104和旋干机106。在盒工作台102上搭载有收纳了半导体晶圆等的基板的盒100。对准器104设置为用于使基板的定向平面(Orientation Flat)及凹口等的位置匹配规定的方向。旋干机106设置为用于使镀覆处理后的基板高速旋转来使其干燥。在旋干机106的附近设置有供基板支架11载置并进行基板的装卸的基板装卸机构120。在这些单元100、104、106、120的中央配置有由在这些单元之间搬运基板的搬运用机器人构成的基板搬运装置122。
基板装卸机构120具备沿着导轨150在横向自如滑动的平板状的载置板152。2个基板支架11以水平状态并列载置在该载置板152。而且,在一方的基板支架11与基板搬运装置122之间进行了基板的交接之后,载置板152横向滑动,在另一方的基板支架11与基板搬运装置122之间进行基板的交接。
镀覆装置的处理部170B具有暂存盒(stocker)124、预湿槽126、预浸槽128、第1清洗槽130a、送风槽(blow tank)132、第2清洗槽130b以及镀覆模块10中的镀覆槽50。在暂存盒124中,进行基板支架11的保管以及暂时放置。在预湿槽126中,将基板浸渍于纯水中。在预浸槽128中,蚀刻除去在基板的表面形成的种层等导电层的表面的氧化膜。在第1清洗槽130a中,将预浸后的基板与基板支架11一起用清洗液(纯水等)清洗。在送风槽132中,进行清洗后的基板的排液。在第2清洗槽130b中,将镀覆后的基板与基板支架11一起用清洗液清洗。暂存盒124、预湿槽126、预浸槽128、第1清洗槽130a、送风槽132、第2清洗槽130b以及镀覆槽50作为一个例子依次配置。
镀覆模块10例如具有具备溢流槽54的多个镀覆槽50。各镀覆槽50在内部收纳1个基板,通过使基板浸渍于保持在内部的镀覆液中,来对基板表面进行铜镀覆等的镀覆。
镀覆装置具有例如采用了线性马达方式的基板支架搬运装置140,该基板支架搬运装置140位于上述各设备的侧方,并在上述各设备之间将基板支架11与基板一起搬运。该基板支架搬运装置140具有第1输送机142和第2输送机144。第1输送机142构成为在基板装卸机构120、暂存盒124、预湿槽126、预浸槽128、第1清洗槽130a以及送风槽132之间搬运基板。第2输送机144构成为在第1清洗槽130a、第2清洗槽130b、送风槽132以及镀覆槽50之间搬运基板。在其他实施方式中,镀覆装置也可以仅具备第1输送机142以及第2输送机144中的任一方。
在溢流槽54的两侧配置有搅棒驱动装置19,该搅棒驱动装置19用于驱动位于各镀覆槽50的内部并作为搅拌镀覆槽50内的镀覆液的搅拌棒的搅棒18(参照图2)。
镀覆装置具有构成为控制上述各部的控制器175。控制器175具有储存了规定程序的存储器175B、执行存储器175B的程序的CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)175A、和通过CPU175A执行程序来实现的控制部175C。控制部175C例如能够进行基板搬运装置122的搬运控制、基板支架搬运装置140的搬运控制、镀覆模块10中的镀覆电流及镀覆时间的控制、以及后述的阳极遮罩25的开口直径以及调整板30的开口直径的控制等。另外,作为一个例子,控制器175构成为能够与对镀覆装置及其他相关装置进行统一控制的未图示的上位控制器进行通信,从而能够与上位控制器所具有的数据库进行数据的交换。
图2是图1所示的镀覆模块10的简要侧剖视图。如图所示,镀覆模块10具有供镀覆液Q存积的镀覆槽50、构成为对基板Wf进行保持的基板支架11、和构成为保持阳极21的阳极支架20。
镀覆槽50具有供包含添加剂的镀覆液Q存积的镀覆处理槽52、接收从镀覆处理槽52溢流出的镀覆液Q并将其排出的溢流槽54、和将镀覆处理槽52与溢流槽54分隔的分隔壁55。
阳极支架20以与被基板支架11保持的基板Wf对置的方式配置在镀覆槽50内。在阳极支架20保持有具有与基板Wf大致相同的板面尺寸的阳极21。在本实施方式中,作为阳极21使用溶解性的阳极。保持了阳极21的阳极支架20与保持了基板Wf的基板支架11被浸渍于镀覆处理槽52内的镀覆液Q中,以阳极21与基板Wf的被镀覆面W1成为大致平行的方式对置设置。阳极21与基板Wf在浸渍于镀覆处理槽52的镀覆液Q的状态下被镀覆电源90外加电压。由此,金属离子在基板Wf的被镀覆面W1进行还原,从而在被镀覆面W1形成膜。此外,该镀覆电源90由图1所示的控制器175控制。也可以在镀覆电源90设置有用于测量从镀覆电源90流出的电流值的电流传感器92。在本实施方式中,在控制器175输入有电流传感器92的检测值。
镀覆处理槽52具有用于向槽内部供给镀覆液Q的镀覆液供给口56。溢流槽54具有用于排出从镀覆处理槽52溢流出的镀覆液Q的镀覆液排出口57。镀覆液供给口56配置在镀覆处理槽52的底部,镀覆液排出口57配置在溢流槽54的底部。
若从镀覆液供给口56向镀覆处理槽52供给镀覆液Q,则镀覆液Q从镀覆处理槽52溢出,而越过分隔壁55流入溢流槽54。流入到溢流槽54的镀覆液Q从镀覆液排出口57排出,而被镀覆液循环装置58所具有的过滤器等除去杂质。被除去了杂质的镀覆液Q被镀覆液循环装置58经由镀覆液供给口56供给至镀覆处理槽52。
阳极支架20具有用于对阳极21与基板Wf之间的电场进行调整的阳极遮罩25。阳极遮罩25例如是由电介质材料构成的大致板状的部件,且设置于阳极支架20的前表面。这里,阳极支架20的前表面是指与基板支架11对置的一侧的面。即,阳极遮罩25配置在阳极21与基板支架11之间。阳极遮罩25在大致中央部具有供在阳极21与基板Wf之间流经的电流通过的第1开口25a。第1开口25a优选呈与阳极21的板面形状对应的开口形状。另外,第1开口25a的尺寸优选比阳极21的尺寸小。如后述那样,第1开口25a的尺寸构成为能够通过调整机构28来调整。此外,在本实施方式中,在基板Wf或开口是圆形的情况下,“尺寸”是指直径或半径。另外,在本实施方式中,在基板Wf或开口是方形的情况下,“尺寸”是指一边的长度或在通过中心的开口宽度中成为最小的开口宽度。或者,第1开口25a的尺寸也能够用具有与开口面积等价的面积的圆的直径来定义。
镀覆模块10进一步具有用于对阳极21与基板Wf之间的电场进行调整的调整板30。调整板30例如是由电介质材料构成的大致板状的部件,配置在阳极遮罩25与基板支架11(基板Wf)之间。调整板30具有供在阳极21与基板Wf之间流经的电流通过的第2开口30a。第2开口30a的尺寸优选比基板Wf的尺寸小。如后所述,第2开口30a的直径构成为能够调整。
调整板30优选位于比阳极支架20与基板支架11的中间位置靠近基板支架11的位置。越是将调整板30配置在靠近基板支架11的位置,通过对调整板30的第2开口30a的直径进行调整,则越能够更正确地控制基板Wf的周缘部的膜厚。
在调整板30与基板支架11之间设置有用于搅拌基板Wf的被镀覆面W1附近的镀覆液Q的搅棒18。搅棒18是大致棒状的部件,且以朝向铅垂方向的方式设置在镀覆处理槽52内。搅棒18的一端固定于搅棒驱动装置19。作为一个例子,搅棒18通过搅棒驱动装置19沿着基板Wf的被镀覆面W1水平移动,由此对镀覆液Q进行搅拌。
接下来,对图2所示的阳极遮罩25详细地进行说明。图3及图4是阳极遮罩25的简要主视图。图3表示第1开口25a的尺寸比较大时的阳极遮罩25。图4表示第1开口25a的尺寸比较小时的阳极遮罩25。这里,阳极遮罩25的第1开口25a越小,从阳极21向基板Wf流经的电流越集中在基板Wf的被镀覆面W1的中央部。因此,存在如下倾向:若缩小第1开口25a,则基板Wf的被镀覆面W1的中央部的膜厚增大,若扩大第1开口25a,则基板Wf的被镀覆面W1的中央部的膜厚减少。
如图3所示,阳极遮罩25具有大致环状的缘部26。图3所示的阳极遮罩25的第1开口25a的尺寸的大小成为最大。该情况下的第1开口25a的尺寸与缘部26的内侧尺寸一致。
如图4所示,阳极遮罩25具有能够调整第1开口25a的尺寸的多个光圈叶片27(相当于调整机构28的一个例子)。光圈叶片27协同动作来划定第1开口25a。各个光圈叶片27通过与照相机的光圈机构相同的构造,使第1开口25a的尺寸扩大或缩小(即,对第1开口25a的尺寸进行调整)。图5所示的阳极遮罩25的第1开口25a通过光圈叶片27形成为非圆形状(例如多边形状)。
各个光圈叶片27被图2所示的控制器175驱动控制,使第1开口25a的直径扩大或缩小。例如,各个光圈叶片27也可以构成为利用气压或电驱动力来驱动。使用了光圈叶片27的第1调整机构具有能够在比较宽的范围内使第1开口25a可变的特征。另外,在基板是圆形的情况下,优选阳极遮罩25的第1开口25a是圆形。但是,在第1开口25a的从最小直径至最大直径的全部范围内维持完整的圆形存在机构上的困难。一般而言,在供在阳极21与基板Wf之间流经的电流通过的开口不是完整的圆形的情况下,电场在方位角上成为不均等,从而存在会在形成于基板Wf的周缘部的镀覆膜厚分布上转印有开口的形状的可能性。但是,由于阳极遮罩25一体地安装于阳极支架20,所以能够充分取得与基板的距离,即使在开口不是完整的圆形的情况下,也能够最大限度地抑制对镀覆膜厚分布给予的影响。
接下来,对图2所示的调整板30详细地进行说明。图5A是第2开口30a的直径比较大的状态下的调整板30的局部侧剖视图,图5B是第2开口30a的直径比较大的状态下的调整板30的俯视图。图6A是第2开口30a的直径比较小的状态下的调整板30的局部侧剖视图,图6B是第2开口30a的直径比较小的状态下的调整板30的俯视图。这里,调整板30设置于比阳极遮罩25靠近基板Wf的位置。因此,通过调整板30的第2开口30a的镀覆电流难以向基板Wf的周缘部扩散。因此,若缩小调整板30的第2开口30a的直径,则能够使基板Wf的周缘部的膜厚变薄,若扩大第2开口30a的直径,则能够使基板Wf的周缘部的膜厚增厚。
如图5A及图5B所示,调整板30具有大致环状的缘部33、和沿着第2开口30a的槽31。另外,调整板30具有构成为能够调整第2开口30a的直径的弹性软管32(相当于调整机构28的一个例子)。具体而言,弹性软管32沿着第2开口30a设置,通过将其外周部固定于槽31而配置在槽31内。弹性软管32例如由树脂等弹性部件形成,且具有大致环状的形状。弹性软管32构成为在内部具有空洞,且能够在内部保持流体(空气、氮气等气体,或水等流体)。弹性软管32具有用于将流体注入内部的未图示的注入口、和用于排出内部的流体的未图示的排出口。该流体的注入及排出通过控制器175控制未图示的流体供给装置来进行。
在图5A及图5B所示的调整板30中,在弹性软管32的内部含有比较少量的流体,从而弹性软管32处于收缩的状态。因此,如图5B所示,调整板30的第2开口30a的直径与缘部33的内径一致。
由于弹性软管32的外周与槽31接触,所以若向弹性软管32的内部注入流体,则如图6A及图6B所示那样,弹性软管32向径向内侧膨胀。通过弹性软管32向径向内侧膨胀,如图6B所示,弹性软管32的内径成为第2开口30a的直径。
另一方面,在图6A及图6B所示的弹性软管32膨胀了的状态下,通过排出弹性软管32的内部的流体,如图5A及图5B所示,弹性软管32进行收缩。因此,弹性软管32通过向弹性软管32的内部注入流体,或从弹性软管32的内部排出流体,来调整第2开口30a的直径。根据该弹性软管32,能够通过简易结构来调整第2开口30a的直径,而不用使用机械式的构造。
作为调整机构28,在采用对弹性体的内部的压力进行调整的结构的情况下,与使用了光圈叶片27的结构比较,能够在将开口的形状保持为圆形的状态下使开口的直径变化。由此,即使在阳极遮罩25与调整板30之间形成在方位角上不均等的电场,通过在阳极遮罩25与基板之间设置调整板30,也能够在基板的周缘部形成均匀的镀覆膜。
此外,在本实施方式中,作为调整机构28,在阳极遮罩25中采用了光圈叶片27,在调整板30中采用了弹性体。然而,不限定于该例,也可以在阳极遮罩25中采用弹性体,在调整板30中采用光圈叶片27。另外,作为调整机构28,只要能够对阳极遮罩25的开口尺寸或调整板30的开口尺寸进行调整即可,也可以采用其他机构。
接下来,说明在图2所示的镀覆模块10中对基板Wf进行镀覆处理的工序。如上所述,终端效应的影响因基板Wf的特征及处理基板Wf的条件等而不同。因此,当在单一的镀覆槽50中对终端效应的影响不同的多个基板Wf进行镀覆的情况下,为了抑制终端效应造成的膜厚的面内均匀性的降低,需要匹配各个基板Wf的特征及处理基板Wf的条件等来调整施加于基板Wf的电场。
在镀覆模块10中,根据基板Wf的特征或处理基板Wf的条件,调整阳极遮罩25的第1开口25a的直径及调整板30的第2开口30a的直径的至少一方,由此能够提高基板Wf的镀覆膜的面内均匀性。而且,特别是在本实施方式中,镀覆模块10基于使用阳极21的期间的该阳极21中的电解量(以下,也称为“阳极总电解量”),变更阳极遮罩25的第1开口25a的直径。这里,“使用阳极21的期间”也能够换言为“从新设或更换阳极21至现在”。另外,阳极21中的电解量主要通过向阳极21与作为阴极的基板Wf流经的电流来产生。
阳极总电解量作为一个例子,可以在镀覆处理过程中实时地测量或计算,也可以每当1张或规定张数的基板Wf的镀覆处理结束时测量或计算。阳极21中的电解量能够通过公知的各种方法来测量或计算。作为一个例子,也可以根据镀覆处理的方案(例如,镀覆电流值、镀覆时间、基板的种类、镀覆液的种类),通过实验或模拟等来预先决定阳极21的电解量,通过对每次镀覆处理的电解量进行累计来计算阳极总电解量。另外,作为其他一个例子,也可以基于由电流传感器92测量的从镀覆电源90通过阳极21流经的电流值来计算阳极21中的电解量,通过对计算出的电解量进行累计来计算阳极总电解量。
镀覆模块10基于计算出的阳极总电解量来变更阳极遮罩25的第1开口25a的直径。这是基于阳极总电解量越大,则阳极21越溶解而使阳极21与作为阴极的基板Wf的极间距离越分开。在本实施方式中,预先决定阳极总电解量与阳极遮罩25的第1开口25a的直径的关系,并将其预先存储于控制器175的存储器175B。这里,阳极总电解量与阳极遮罩25的第1开口25a的直径的关系作为一个例子,能够作为图、表或关系式存储于存储器175B。而且,控制器175基于阳极总电解量和存储于存储器175B的关系来导出阳极遮罩25的第1开口25a的直径,对调整机构28输出驱动指令。
图7是表示阳极总电解量与阳极遮罩25的第1开口25a的直径的关系的一个例子的图。如图7所示,阳极遮罩25的第1开口25a的直径被设定为阳极总电解量越大则其越小。根据本发明人的研究,可知若阳极21与基板Wf的距离比适当距离更近,则基板Wf的中心附近的镀覆膜厚相对变大。相反,若阳极21与基板Wf的距离比适当距离更远,则基板Wf的周缘部的镀覆膜厚相对变大。另外,知晓若扩大阳极遮罩25的开口直径,则基板Wf的中心部的镀覆膜厚相对变小且基板Wf的周缘部的镀覆膜厚相对变大。相反,若缩小阳极遮罩25的开口直径,则基板Wf的中心部的镀覆膜厚相对变大且基板Wf的周缘部的镀覆膜厚相对变小。据此,在本实施方式中,推断为阳极总电解量越大,则阳极21与基板Wf的距离越分开,从而通过缩小阳极遮罩25的开口直径来实现镀覆膜厚的均匀化。其中,根据镀覆处理的方案,阳极总电解量与阳极遮罩的开口直径的关系在该例未必最优,因此最好根据实验或模拟等适当地设定阳极总电解量与阳极遮罩的开口直径的关系。此外,在图7所示的例子中,阳极遮罩25的第1开口25a的直径以随着阳极总电解量变大而变小的趋势平滑地变化。但是,不限于该例,第1开口25a的直径也可以根据阳极总电解量以2个以上的阶段阶段性地变化。
控制器175也可以在阳极总电解量到达预先决定的维护阈值以上的情况下,以督促维护或更换阳极21的方式通过未图示的显示器等对外部进行报告。由此,能够在适当时机进行阳极21的维护或更换。此外,在更换了阳极21的情况下,控制器175只需将阳极总电解量的值复位为0即可。作为一个例子,镀覆装置的使用者或维护作业员也可以在更换了阳极21时,在控制器175中进行表示该情况的输入。
如以上说明那样,在本实施方式的镀覆装置及镀覆方法中,计算使用阳极21的期间的该阳极中的电解量,基于计算出的电解量来调整阳极遮罩25的开口直径。由此,能够抑制伴随阳极21的使用而在形成于基板Wf的镀覆膜的均匀性产生变动,从而实现镀覆膜的均匀性的提高。
<第2实施方式>
图8是示意性地表示第2实施方式的镀覆模块400的结构的纵向剖视图。如图8所示,在第2实施方式中,以基板Wf的被镀覆面朝向铅垂下方方向的方式来保持基板Wf。在第2实施方式中,以圆形基板为例来说明基板Wf,但与第1实施方式相同,基板Wf也可以是方形基板。
第2实施方式的镀覆模块400具备用于收容镀覆液的镀覆槽410。镀覆槽410构成为包括上表面开口的圆筒形的内槽412、和以存积从内槽412的上缘溢流出的镀覆液的方式设置于内槽412的周围的未图示的外槽。另外,第2实施方式的镀覆模块400与第1实施方式的镀覆模块10相同,由控制器175来控制。
镀覆模块400具备用于在使被镀覆面朝向下方的状态下保持基板Wf的基板支架440。另外,基板支架440具备用于从未图示的电源向基板Wf供电的供电接点。镀覆模块400具备用于使基板支架440升降的升降机构442。另外,在1个实施方式中,镀覆模块400具备使基板支架440绕铅垂轴旋转的旋转机构448。升降机构442及旋转机构448例如能够通过马达等公知机构来实现。
镀覆模块400具备将内槽412的内部在上下方向隔开的隔膜(membrane)420。内槽412的内部被隔膜420分隔成阴极区域422和阳极区域424。在阴极区域422和阳极区域424中分别填充有镀覆液。此外,在本实施方式中,示出了设置隔膜420的一个例子,但也可以不设置隔膜420。
在阳极区域424的内槽412的底面设置有阳极430。另外,在阳极区域424配置有用于调整阳极430与基板Wf之间的电场的阳极遮罩426。阳极遮罩426例如是由电介质材料构成的大致板状的部件,且设置于阳极430的前面(上方)。阳极遮罩426与第1实施方式的阳极遮罩25相同,构成为通过调整机构428能够变更其开口尺寸。其中,第2实施方式的镀覆模块400也可以不具有调整机构428,而不变更阳极遮罩25的开口尺寸。
在阴极区域422配置有与隔膜420对置的电阻体450。电阻体450是用于实现基板Wf的被镀覆面中的镀覆处理的均匀化的部件。其中,不限定于该例,模块400也可以不具有电阻体450。
在第2实施方式的镀覆模块400中,使用升降机构442使基板Wf浸渍于阴极区域422的镀覆液,由此将基板Wf暴露于镀覆液中。镀覆模块400在该状态下向阳极430与基板Wf之间外加电压,由此能够对基板Wf的被镀覆面实施镀覆处理。另外,在1个实施方式中,一边使用旋转机构448使基板支架440旋转一边进行镀覆处理。通过镀覆处理,在基板的被镀覆面析出导电膜(镀覆膜)。
在第2实施方式中,也与第1实施方式相同,控制器175也可以计算使用阳极430的期间的该阳极430中的电解量(阳极总电解量),基于计算出的电解量来调整阳极遮罩426的开口直径。由此,与第1实施方式相同,能够抑制伴随阳极430的使用而在形成于基板Wf的镀覆膜的均匀性产生变动,从而实现镀覆膜的均匀性的提高。
另外,在第2实施方式的镀覆模块400中,控制器175也可以计算阳极总电解量,基于计算出的电解量来驱动升降机构442,由此调整基板Wf的保持位置(基板支架440的停止位置)。作为一个例子,预先决定阳极总电解量与基板Wf的保持位置的关系,并将其预先存储于控制器175的存储器175B。这里,阳极总电解量与基板Wf的保持位置的关系作为一个例子,能够作为图、表或关系式存储于存储器175B。而且,控制器175基于阳极总电解量和存储于存储器175B的关系来导出基板Wf的保持位置(基板支架440的停止位置),对升降机构442输出驱动指令。此外,阳极总电解量与基板Wf的保持位置的关系最好通过实验或模拟等来适当设定。作为一个例子,也可以是阳极总电解量越大则越使基板Wf的保持位置向下方(靠近阳极21的方向)移动。另外,在该情况下,基板Wf的保持位置可以以随着阳极总电解量变大而变低的倾向(靠近阳极21的方向)平滑地变化,也可以以2个以上的阶段阶段性地变化。通过该控制,也能够抑制伴随阳极430的使用而在形成于基板Wf的镀覆膜的均匀性产生变动。
<变形例>
在上述实施方式中,基于阳极总电解量来调整阳极遮罩25的开口尺寸。然而,控制器175也可以取代阳极遮罩25的开口尺寸的调整,或在此基础上,基于阳极总电解量来调整调整板30的第2开口30a的直径。在该情况下,作为一个例子,也可以预先决定阳极总电解量与调整板30的第2开口30a的直径的关系并将其存储于存储器175B,基于该关系和阳极总电解量来导出调整板30的第2开口30a的直径,驱动调整机构28。即使在该例中,也与上述实施方式相同地,能够抑制伴随阳极21的使用而在形成于基板Wf的镀覆膜的均匀性产生变动。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但上述的发明的实施方式是为了容易理解本发明,不对本发明进行限定。本发明能够在不脱离其主旨的范围内进行变更、改进,且本发明当然包含其等价物。另外,在能够解决上述课题的至少一部分的范围内或在起到效果的至少一部分的范围内,能够进行记载于权利要求书及说明书中的各构成要素的任意组合或省略。此外,作为被镀覆对象物的基板,不仅能够使用半导体晶圆,也能够使用玻璃基板、印刷布线基板。
本发明也能够记载成以下方式。
[方式1]根据方式1,提出一种镀覆装置,上述镀覆装置具备:镀覆槽;基板支架,其用于保持基板;阳极支架,其以与被上述基板支架保持的基板对置的方式配置在上述镀覆槽内,且构成为对溶解性的阳极进行保持;阳极遮罩,其安装于上述阳极支架,并具有供在上述阳极与上述基板之间流经的电流通过的开口;调整机构,其构成为对上述阳极遮罩的开口尺寸进行调整;以及控制器,其基于使用上述阳极的期间的该阳极中的电解量来控制上述调整机构。
根据方式1,能够实现形成于基板的镀覆膜的均匀性的提高。
[方式2]根据方式2,在方式1的基础上,上述控制器在使用上述阳极的期间的该阳极中的电解量与上述阳极遮罩的开口尺寸的预先决定的关系中,通过应用上述电解量来设定上述开口尺寸,由此控制上述调整机构。
[方式3]根据方式3,在方式1或2的基础上,上述控制器以使用上述阳极的期间的该阳极中的电解量越大而越缩小上述阳极遮罩的开口尺寸的方式来控制上述调整机构。这是基于使用阳极的期间的该阳极中的电解量越大则阳极的溶解量越大。
[方式4]根据方式4,在方式1~3的基础上,进一步具备调整板,该调整板设置于上述阳极遮罩与上述基板支架之间,并具有供在上述阳极与上述基板之间流经的电流通过的开口,上述调整机构构成为对上述阳极的开口尺寸与上述调整板的开口尺寸进行调整,上述控制器基于使用上述阳极的期间的该阳极中的电解量来控制上述调整机构。根据方式4,能够进一步实现形成于基板的镀覆膜的均匀性的提高。
[方式5]根据方式5,在方式1~4的基础上,上述基板支架构成为在上述镀覆槽内以使被镀覆面朝向下方的状态保持上述基板。
[方式6]根据方式6,在方式1~4的基础上,上述基板支架构成为在上述镀覆槽内以使上述被镀覆面朝向侧方的状态保持上述基板。
[方式7]根据方式7,提出一种镀覆方法,其是镀覆装置中的镀覆方法,上述镀覆装置具备:镀覆槽;基板支架,其用于保持基板;阳极支架,其以与被上述基板支架保持的基板对置的方式配置在上述镀覆槽内,且构成为对溶解性的阳极进行保持;以及阳极遮罩,其安装于上述阳极支架,并具有供在上述阳极与上述基板之间流经的电流通过的开口,上述镀覆方法包括如下步骤:计算使用上述阳极的期间的该阳极中的电解量;以及基于上述计算出的电解量来调整上述阳极遮罩的开口尺寸。
根据方式7,与方式1相同,能够实现形成于基板的镀覆膜的均匀性的提高。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但上述的发明的实施方式是为了容易理解本发明,不对本发明进行限定。本发明能够在不脱离其主旨的范围内进行变更、改进,且本发明当然包含其等同物。另外,在能够解决上述课题的至少一部分的范围内或在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组合,能够进行记载于权利要求书及说明书中的各构成要素的任意组合或省略。
附图标记说明
10…镀覆模块;11…基板支架;20…阳极支架;21…阳极;25…阳极遮罩;25a…第1开口;28…调整机构;30…调整板;30a…第2开口;50…镀覆槽;52…镀覆处理槽;90…镀覆电源;92…电流传感器;175…控制器;175A…CPU;175B…存储器;175C…控制部;400…模块;410…镀覆槽;420…隔膜;426…阳极遮罩;428…调整机构;430…阳极;440…基板支架;442…升降机构;448…旋转机构;450…电阻体。
Claims (7)
1.一种镀覆装置,其特征在于,具备:
镀覆槽;
基板支架,所述基板支架用于保持基板;
阳极支架,所述阳极支架以与被所述基板支架保持的基板对置的方式配置在所述镀覆槽内,且构成为对溶解性的阳极进行保持;
阳极遮罩,所述阳极遮罩安装于所述阳极支架,并具有供在所述阳极与所述基板之间流经的电流通过的开口;
调整机构,所述调整机构构成为对所述阳极遮罩的开口尺寸进行调整;以及
控制器,所述控制器基于使用所述阳极的期间的该阳极中的电解量来控制所述调整机构。
2.根据权利要求1所述的镀覆装置,其特征在于,
所述控制器在使用所述阳极的期间的该阳极中的电解量与所述阳极遮罩的开口尺寸的预先决定的关系中,通过应用所述电解量来设定所述开口尺寸,由此控制所述调整机构。
3.根据权利要求1或2所述的镀覆装置,其特征在于,
所述控制器以使用所述阳极的期间的该阳极中的电解量越大而越缩小所述阳极遮罩的开口尺寸的方式来控制所述调整机构。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的镀覆装置,其特征在于,
进一步具备调整板,所述调整板设置于所述阳极遮罩与所述基板支架之间,并具有供在所述阳极与所述基板之间流经的电流通过的开口,
所述调整机构构成为对所述阳极的开口尺寸与所述调整板的开口尺寸进行调整,
所述控制器基于使用所述阳极的期间的该阳极中的电解量来控制所述调整机构。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的镀覆装置,其特征在于,
所述基板支架构成为在所述镀覆槽内以使被镀覆面朝向下方的状态保持所述基板。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的镀覆装置,其特征在于,
所述基板支架构成为在所述镀覆槽内以使所述被镀覆面朝向侧方的状态保持所述基板。
7.一种镀覆方法,其是镀覆装置中的镀覆方法,其特征在于,
所述镀覆装置具备:
镀覆槽;
基板支架,所述基板支架用于保持基板;
阳极支架,所述阳极支架以与被所述基板支架保持的基板对置的方式配置在所述镀覆槽内,且构成为对溶解性的阳极进行保持;以及
阳极遮罩,所述阳极遮罩安装于所述阳极支架,并具有供在所述阳极与所述基板之间流经的电流通过的开口,
所述镀覆方法包括如下步骤:
计算使用所述阳极的期间的该阳极中的电解量;以及
基于所述计算出的电解量来调整所述阳极遮罩的开口尺寸。
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