JP2001316876A - 測定装置およびメッキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体製造プロセスにおけるメッキ液槽に適
用される被処理ウエハの表面などについて、メッキ形成
を実際に進行させている状態でのメッキ液の流速、ウエ
ハ表面電位を計測する測定装置を提供すること。また、
この計測結果をみながらメッキ形成ユニットのメッキ形
成の電源およびメッキ液の流速を変えるポンプの両方ま
たは一方を制御し得るメッキ装置を提供すること。 【解決手段】 メッキ装置に適用できる程度にウエハの
形状と近似する形状を有し、半導体基板の面上に作り込
まれた微細機械的センサと微細電位センサの両方または
一方を具備する。メッキ装置は、ウエハ型の測定装置を
適用しかつメッキ形成のための電源とメッキ液を噴出す
るためのポンプとを具備する。測定装置により測定され
た物理量を処理し、処理された結果に基づく制御信号に
よりメッキ形成の電源およびポンプ出力の両方または一
方を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体の流速および
電位を測定する測定装置およびこの測定装置が適用され
るメッキ装置に係り、特に、半導体製造プロセスにおけ
るメッキ液槽に適用される被処理ウエハの表面などにつ
いて、メッキ液の流速、ウエハ表面電位を計測する測定
装置およびこの測定装置が適用されるメッキ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造プロセスにおけるメッキ工程
は、近年、半導体デバイスの微細化に伴い、気相状態で
の反応プロセスに代わりより頻繁に用いられるようにな
ってきている。

【０００３】このようなメッキ工程において、被処理ウ
エハ面内でのメッキの膜質、膜厚の均一性を確保するこ
とは製造される半導体の品質を管理する上で重要な課題
である。

【０００４】被処理ウエハ面に銅メッキを施す工程を説
明する。

【０００５】被処理ウエハ面に銅メッキする場合、その
面には、電界メッキのカソードとなりメッキ形成の種
（シード）となる導電性の種付け層があらかじめ形成さ
れる。この種付け層は、例えば、数ｎｍから２００ｎｍ
程度の厚さで、後のメッキと違う材質と同じ材質の銅層
とを合わせ持つものである。

【０００６】種付け層が形成された被処理ウエハは、例
えば硫酸銅をベースとするメッキ液が満たされたメッキ
液槽に浸されウエハの外周から種付け層へ電気導体の接
触を行ない電解メッキのための電気が供給される。メッ
キ液槽には、メッキ液に接して例えばりんを含む銅のア
ノード電極が配設される。なお、メッキ液槽に浸された
被処理ウエハ面に向けては、メッキ液の槽内均一性を保
つためメッキ液の流れが作られる方法もとられる。

【０００７】これらの構成により、カソード、アノード
間に電気を供給するので、当初種付け層であったカソー
ドで銅の還元が生じ、銅がメッキとして種付け層上に形
成されるものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、被処理ウエ
ハ面内でのメッキの膜質、膜厚の均一性を確保するため
には、被処理ウエハ面上でのメッキ条件が均一であるこ
とが必要である。メッキ条件とは、具体的には、主とし
て、メッキ液が被処理ウエハ面へぶつかる３次元的な流
速成分、およびメッキが形成されるカソードとその対向
電極であるアノードとによる電界により生じているカソ
ード上での微細な表面電圧の分布である。これらの流速
成分、および表面電圧分布をそろえるようにしてメッキ
処理をすることができれば必然的に被処理ウエハ面内で
のメッキの膜質、膜厚の均一性を確保することができ
る。

【０００９】しかしながら、メッキ形成を実際に進行さ
せているその状態での上記の流速成分、および表面電圧
分布を測定する方法は現在のところ存在しない。現状で
は、メッキ工程を終えてから成膜された被処理ウエハを
計測・検査できるのみである。

【００１０】すなわち、上記の流速成分、および表面電
圧分布は、現状では、ある時刻について知ることもメッ
キ形成時における時間的変化を知ることもできない。

【００１１】メッキ工程を終えての成膜の計測・検査で
は、時間的・空間的に積分した結果が知れるのみであ
り、この結果から例えば具体的にメッキ工程のどの時間
帯のどの部位についてメッキの膜質、膜厚の均一性の阻
害要因が生じたのか知ることはできない。

【００１２】したがって、メッキの膜質、膜厚の均一性
向上のための工程管理は、効率の期待できない計測・検
査に頼らざるを得なかった。

【００１３】本発明は、このような状況を考慮してなさ
れたもので、半導体製造プロセスにおけるメッキ液槽に
適用される被処理ウエハの表面などについて、メッキ形
成を実際に進行させている状態でのメッキ液の流速、ウ
エハ表面電位を計測する測定装置を提供することを目的
とする。

【００１４】また、半導体製造プロセスにおけるメッキ
液槽に適用される被処理ウエハの表面などについて、メ
ッキ形成を実際に進行させている状態でのメッキ液の流
速、ウエハ表面電位を時々刻々計測する測定装置を提供
することを目的とする。

【００１５】また、半導体製造プロセスにおけるメッキ
液槽に適用される被処理ウエハの表面などについて、メ
ッキ形成を実際に進行させている状態でのメッキ液の流
速、ウエハ表面電位を計測し、この計測結果をみながら
メッキ形成ユニットのメッキ形成の電源およびメッキ液
の流速を変えるポンプの両方または一方を制御し得るメ
ッキ装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る測定装置は、ウエハにメッキ形成工程
を施す装置に適用できる程度にウエハの形状と近似する
形状を有し、半導体基板の面上の一部部位に作り込まれ
た微細機械的センサと前記半導体基板の前記一部部位と
は異なる部位に作り込まれた微細電位センサの両方また
は一方を具備することを特徴とする。

【００１７】この測定装置の形状は、メッキ形成工程を
施す装置に適用するウエハと近似する。これにより、測
定装置を、被処理ウエハの代わりにメッキ形成工程を施
す装置に載置し、メッキ形成工程を実際に動作させるこ
とができる。測定装置には、半導体基板の面上の一部部
位に微細機械的センサ、および微細電位センサの両方ま
たは一方が作り込まれている。したがって、メッキ形成
を実際に進行させている状態でのメッキ液の流速、ウエ
ハ表面電位を計測することができる。

【００１８】また、さらに、前記半導体基板の面上に作
り込まれ、前記微細機械的センサまたは前記微細電位セ
ンサの検出出力を処理し保存する回路を具備することを
特徴とする。

【００１９】半導体基板の面上に作り込まれたセンサの
検出出力の処理・保存回路を備えることで、センサの検
出出力に所定の処理を加え、さらに時間的に蓄積し保存
することができる。所定の処理には、アナログディジタ
ル変換、タイマー処理、演算処理などがある。時間的に
蓄積し保存するには、各種のディジタルメモリを用いる
ことができる。なお、このような回路は、マイクロエレ
クトロニクス技術を用いて半導体基板上に作ることがで
きる。これにより、メッキ形成を実際に進行させている
状態でのメッキ液の流速、ウエハ表面電位を時々刻々計
測し記憶することができる。

【００２０】また、さらに、前記半導体基板の面上に作
り込まれ、前記回路に電気を供給する微細電池を具備す
ることを特徴とする。

【００２１】微細電池により、上記の回路を動作させる
ための電源とする。この微細電池は、例えば、水素電池
とすることができる。このような微細電池は、マイクロ
エレクトロニクス技術を用いて半導体基板上に作ること
ができる。なお、このような上記の回路を動作させるた
めの電源電圧は、この測定装置の外周部に設けた電気的
接点を用いこれを介し外部から供給してもよい。

【００２２】また、本発明に係るメッキ装置は、上記の
いずれかの測定装置と、前記測定装置を適用されかつメ
ッキ形成のための電源とメッキ液を噴出するためのポン
プとを具備するメッキ形成ユニットと、前記測定装置が
適用されたメッキ形成ユニットにおいて前記測定装置に
より測定された物理量を処理する手段と、前記処理され
た結果に基づき制御信号を発生する手段とを有し、前記
発生された制御信号により前記電源および前記ポンプの
出力の両方または一方を制御することを特徴とする。

【００２３】メッキ装置に上記の測定装置を適用すれ
ば、実際にメッキ処理を進行させている状態でのメッキ
液の流速、ウエハ表面電位を知ることができる。そこ
で、その計測結果に基づき制御信号を発生させる。制御
信号は、メッキ形成ユニットのメッキ形成のための電源
とメッキ液を噴出するためのポンプの両方または一方を
制御する。したがって、メッキ形成を実際に進行させて
いる状態でのメッキ液の流速、ウエハ表面電位を計測し
つつ、この計測結果をみながらメッキ形成ユニットのメ
ッキ形成の電源電圧およびメッキ液の流速を変えること
が可能となる。

【００２４】ここで、制御信号は、例えば、メッキ液の
流速が被処理ウエハ面上でより一定になるような上記の
電源電圧、あるいは、被処理ウエハ面上での表面電位分
布がより一定になるようなポンプ出力の指令である。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明において、微細機械的セン
サおよび微細電位センサは、マイクロエレクトロニクス
技術を用いて半導体基板上に作ることができる。これら
を測定装置面（ウエハ面に相当）の各位置に複数作り込
むことによりウエハ面上での空間的な分布を測定でき
る。

【００２６】微細機械的センサは、より具体的には圧力
センサ、加速度センサなどであり、これらの検出出力に
よりメッキ液が測定装置（ウエハ面に相当）にぶつかる
流速を検出することができる。微細機械的センサの測定
原理は、例えば、対向電極を備える微細カンチレバーを
半導体基板上に形成し、与えられた衝撃により微細カン
チレバーが微動するのを対向電極との静電容量の変化に
より捉えるものである。

【００２７】ここで、カンチレバーの形成方向をｘ、
ｙ、ｚ方向それぞれに備えれば３次元的に流速を測定で
きる。

【００２８】微細電位センサは、例えば、アノード、カ
ソードからなる微細メッキ電極を半導体基板上に形成す
ることにより得られる。すなわち、両電極間の電圧、電
流変化を計測することにより微細メッキ電極のメッキ形
成の進行を知ることができる。これは、測定装置面上
（ウエハ面に相当）の表面電位を反映したものである。

【００２９】以下、本発明の実施形態を図面を参照しな
がら説明する。

【００３０】図１は、本発明の実施形態である測定装置
の外観を示す平面図である。同図に示すように、この測
定装置１１は、半導体ウエハと同様の形状および材質を
有し、その面上には、センサが作り込まれている領域１
２、１３、１４、１５、１６、１７が存在する。各領域
１２〜１７には、信号線および電源線１８が接続され、
その他方は、測定装置１１の一定の場所に設けられたス
ルーホール１９から測定装置の裏面へ延び、裏面から外
部へ電気的にコンタクトできるようになっている。

【００３１】なお、スルーホール１９は、接続線形成
後、樹脂等で充填処理することによってふさぐこともで
きる。

【００３２】各領域１２〜１７を設ける場所およびその
形状は、模式的に示すものであってこの図に示すものに
限られるわけではない。

【００３３】この図の領域１２は、縦方向（ｙ方向）で
あって測定装置の半径方向の分布を計測するための領域
である。領域１３は、横方向（ｘ方向）であって測定装
置の半径方向の分布を計測するための領域である。領域
１４は、測定装置の外周部を計測するための領域であ
る。領域１５は、測定装置の中心部を計測するための領
域である。領域１６は、測定装置の外周と中心との中ほ
どを計測するための領域である。領域１７は、測定装置
の周方向の分布を計測するための領域である。

【００３４】これら以外にも、例えば、測定装置の外周
と中心との中ほどであって周方向の分布を計測するため
の領域などを設けることもできる。さらには、これらの
ような特定の領域に測定センサを設けるのではなく、通
常の半導体チップが作り込まれるウエハのようにウエハ
ほぼ全面にわたりセンサ群とすることもできる。

【００３５】また、図１のように特定の領域にセンサを
設ける場合には、センサを設けない領域については、表
面にメッキの種付け層を形成した状態のものとすること
ができる。

【００３６】すなわち、この測定装置は、ウエハにメッ
キ形成工程を施す装置（以下、メッキ装置という。）に
適用して、メッキ形成を実際に進行させている状態にお
けるメッキ液の流速分布およびウエハの表面電位分布を
計測するものであるので、できるだけその状態に近い測
定装置とするためである。なお、この場合、測定により
測定装置面上には実際にメッキが形成されてしまうが、
メッキを除去することにより再び測定装置として用いる
ことができる。メッキを除去するには、電解エッチ、化
学的エッチなどを適宜用いることができる。

【００３７】センサが作り込まれている各領域１２〜１
７には、微細機械的センサおよび微細電位センサの両方
または一方が存在する。微細機械的センサは、圧力セン
サ、加速度センサなどである。微細電位センサは、例え
ば、微細なアノード電極、カソード電極を有するセンサ
である。

【００３８】微細機械的センサにより、測定装置のその
領域に対しメッキ液がぶつかる衝撃を知ることができ
る。メッキ装置におけるメッキ液は、メッキ液槽内にお
けるメッキ液の均一性を維持するため、通常、カソード
であるウエハ面に向けてメッキ液を噴出するように流れ
を生成し、これによりメッキ形成を行う。

【００３９】上記の衝撃はメッキ液の流速を反映したも
のであり、これにより、メッキ液が測定装置面（ウエハ
面に相当）にぶつかる流速を測定できる。

【００４０】微細電位センサにより、測定装置面におけ
る電位分布を知ることができる。すなわち、微細メッキ
電極間の電圧、電流変化を計測することによりそのメッ
キ形成の進行がわかる。これは、測定装置面上（ウエハ
面に相当）の表面電位を反映したものだからである。

【００４１】次に、上述した実施形態の測定装置をメッ
キ装置に載置し適用した場合の例について図５を参照し
て説明する。同図は、本発明による測定装置をメッキ装
置に載置し適用した場合の構成を模式的に示す図であ
る。

【００４２】同図に示すように、この構成は、被処理ウ
エハの代わりに測定装置５を載置した載置台５３０、メ
ッキ液槽５５０、アノード電極５６０、電解膜５４０、
噴出管５８０、ポンプ５１１、メッキ用電源５７０を有
し、メッキ液槽５５０には、メッキ液を循環させる循環
配管５９０、５１０が配設されている。

【００４３】ここで、測定装置５は、図１で説明した測
定装置１１に相当し、測定装置の測定面５２０がウエハ
の被処理面に相当する。測定装置５には、図１における
測定装置１１のスルーホール１９に相当するスルーホー
ル５１２が設けられている。

【００４４】測定装置５は、測定面５２０が下方に向く
ように載置台５３０に載置される。また、載置台５３０
には、測定装置５の測定面に形成された種付け層と電気
的接触を行う接点（図示省略）が存在し、接点はメッキ
用電源５７０の負側に電気的接続される。

【００４５】アノード電極５６０は、メッキ液槽５５０
のメッキ液に浸漬されて噴出管５６０を介し固定され、
かつメッキ用電源５７０から正側の電気供給を受ける。

【００４６】噴出管５８０は、メッキ液を底部側から上
面に向けて噴出させるもので、メッキ液槽５５０の底部
ほぼ中心からメッキ液槽５５０の深さ方向ほぼ中間まで
延びでおり、その下部にはメッキ液噴出用のポンプ５１
１が配設される。

【００４７】噴出管５８０の端部外周とメッキ液槽との
間には電解膜５４０が設けられ、電解メッキ時にアノー
ド電極から混入する異物がメッキ液面に浮上してメッキ
の障害になるのを防止する。

【００４８】メッキ液槽５５０の底部の中心から偏心し
た位置にはメッキ液を循環させる循環配管５９０、５１
０が配設され、図示しないポンプにより一方の配管から
メッキ液を吸い込み他方の配管からメッキ液を供給しメ
ッキ液を循環させる。

【００４９】測定装置５による測定を行うためのメッキ
処理を行うときの動作について説明する。

【００５０】まず、測定装置５が載置台５３０の所定位
置に載置される。測定装置５が載置されたら、ポンプ５
１１により噴出管５８０からメッキ液の噴出を行ない、
かつ、メッキ用電源５７０により載置台５３０の電気接
点を介した測定面５２０とアノード電極５６０との間に
電気を供給する。

【００５１】これにより、メッキ液に電解して存在する
金属イオンが被処理面５２０で還元され金属膜が形成さ
れる。すなわち、金属メッキが被処理面５２０になされ
る。

【００５２】なお、図５に示すような測定面５２０とメ
ッキ液との関係（噴出管５８０による噴出流により接触
する関係）については、噴出流がない場合も接触する関
係となるように載置台５３０の高さを設定してもよい。

【００５３】以上のようにしてメッキを施し、実際にメ
ッキ形成を進行させている状態において、測定面５２０
（ウエハの被処理面に相当）におけるメッキ液の流速分
布および表面電位分布を測定できる。

【００５４】次に、図１で説明した領域１１〜１７内に
おける微細センサの配置について図２を参照して説明す
る。図２は、各センサ群ユニットの配置例を示す図であ
る。

【００５５】同図に示すように、センサ群ユニット２１
内には、機械的センサセル２２、２３、２４と、電位セ
ンサセル２５、２６とが存在する。機械的センサセル２
２、２３、２４は、それぞれ、横方向の衝撃を検出する
センサセル２２、縦方向の衝撃を検出するセンサセル２
３、斜め方向の衝撃を検出するセンサセル２４である。

【００５６】電位センサセル２５、２６は、上記の機械
的センサセル２２、２３、２４が占める位置を避けて設
けたものである。

【００５７】このようなセンサ群ユニット２１をセル化
して用意しておけば、測定装置１１を製造する場合の設
計が容易になる。

【００５８】なお、この例においては、機械的センサセ
ル２２、２３、２４は、平面的な衝撃を検出すべく配置
されているが、これに限らず、３次元的に検出するよう
にすることもできる。３次元的に検出するには、例え
ば、対向電極を備える微細カンチレバーを半導体基板上
に形成し、与えられた衝撃により微細カンチレバーが微
動するのを対向電極との静電容量の変化により捉える。
ここで、カンチレバーの形成方向をｘ、ｙ、ｚ方向それ
ぞれに備えれば３次元的に検出ができる。

【００５９】次に、上述した電位センサセル２５、２６
の構造について図４を参照して説明する。同図は、半導
体基板上に形成された電位センサセルの構造例を模式的
に断面として示す図である。

【００６０】同図に示すように、この電位センサセル
は、絶縁化された膜に形成されたくぼみ４１０の対向す
る側壁をメッキのための電極４２０、４３０とするもの
である。電極４２０、４３０は、アノードおよびカソー
ドとなるものであり、測定中には、このカソード電極に
メッキを実際に形成させる。メッキ形成の進行速度は、
これらの電極間の電圧に対する電流変化でわかる。ま
た、メッキ形成の進行速度は、測定面の表面電位と、こ
れら電極間の電圧とに依存する。したがって、これらの
電極間の電圧に対する電流を検知することで、測定面の
表面電位を測定できることになる。

【００６１】次に、本発明の実施形態である測定装置の
図１に示したものとは異なる実施形態について図３を参
照して説明する。図３は、本発明の別の実施形態である
測定装置の外観を示す平面図である。同図において、す
でに説明した要素には同一の符号を付してあり、さら
に、処理・保存回路３１、３２、３３、３４、３５、３
６、および内部電池３７、３８、３９、３１０、３１
１、３１２を有する。

【００６２】処理・保存回路３１〜３６は、各領域１２
〜１７の検出出力を処理し、保存するものである。内部
電池３７〜３１２は、処理・保存回路３１〜３６の電源
となるものである。

【００６３】また、処理・保存回路３１〜３６および内
部電池３７〜３１２は、測定装置１１上にマイクロエレ
クトロニクス技術を用いて作り込まれたものである。

【００６４】処理・保存回路３１〜３６は、センサの検
出出力に所定の処理を加え、さらに時間的に蓄積し保存
する。所定の処理には、アナログディジタル変換、タイ
マー処理、演算処理などがある。時間的に蓄積し保存す
るには、各種のディジタルメモリを用いることができ
る。このような測定装置をメッキ装置に載置し適用する
ことで、メッキ形成を実際に進行させている状態でのメ
ッキ液の流速、ウエハ表面電位を時々刻々計測し記憶す
ることができる。

【００６５】内部電池３７〜３１２は、上記の回路を動
作させるための電源である。この微細電池は、例えば、
水素電池とすることができる。

【００６６】この実施形態の測定装置１１によれば、測
定中において測定装置１１に対する外部からの情報伝送
と電源のための接続が不要になる。すなわち、測定装置
１１をメッキ装置に適用し、測定したものをデータとし
て蓄積し、しかるのちメッキ装置から取り出し蓄積され
たデータを得るという測定方法が可能になり、なおメッ
キ装置への適用が簡便になる。

【００６７】次に、これまで説明してきたような測定装
置をメッキ装置に適用し、メッキ装置のメッキのための
電源、およびメッキ液噴出のためのポンプをその測定結
果に基づき制御する実施形態について図６を参照して説
明する。同図は、ウエハ型の測定装置を適用してメッキ
のための電源、およびメッキ液噴出のためのポンプを制
御するメッキ装置の構成を示す模式図である。

【００６８】まず、この装置により電解メッキを行う工
程について簡単に説明する。

【００６９】同図に示すように、この装置Ｍ１では、全
体が密閉構造のハウジング４１で覆われている。このハ
ウジング４１は樹脂等の耐腐食性の材料で構成されてい
る。

【００７０】ハウジング４１の内側は概ね上下二段Ａ、
Ｂに分かれた構造になっており、排気路を内蔵したセパ
レータ４２により、セパレータ４２の上側に位置する第
１の処理部Ａと、セパレータ４２の下側に位置する第２
の処理部Ｂとに仕切り分けられている。

【００７１】そのため、第２の処理部Ｂ側から上側の第
１の処理部Ａ側に汚れが拡散するのが防止される。

【００７２】セパレータ４２の中央には貫通孔６５が設
けられており、この貫通孔６５を介して後述するドライ
バ４８に保持されたウエハＷが第１の処理部Ａと第２の
処理部Ｂとの間を行き来できるようになっている。

【００７３】処理部Ａと処理部Ｂとの境界にあたる部分
のハウジングには開口部とこの開口部を開閉するゲート
バルブ６６が設けられている。このゲートバルブ６６を
閉じるとメッキ処理ユニットＭ１内はその外側の処理空
間とは隔絶された空間となるので、メッキ処理ユニット
Ｍ１から外側の処理空間内への汚れの拡散が防止され
る。

【００７４】第１の処理部ＡにはウエハＷをほぼ水平に
保持して回転させる基板保持機構としてのドライバ４８
が配設されている。このドライバ４８はウエハＷを保持
する保持部４９と、この保持部４９ごとウエハＷをほぼ
水平面内で回転させるモータ５０とから構成されてお
り、モータ５０の外套容器にはドライバ４８を支持する
支持梁５１が取りつけられている。支持梁５１の端はハ
ウジング４１の内壁に対してガイドレール５２を介して
昇降可能に取り付けられている。支持梁５１は更にシリ
ンダ５３を介してハウジング４１に取りつけられてお
り、このシリンダ５３を駆動することによりドライバ４
８の位置を上下できるようになっている。

【００７５】具体的には図５に示すように、ドライバ４
８の位置はウエハＷを搬出入するための搬送位置
（Ｉ）、ウエハＷ下面側の被処理面を洗浄する洗浄位置
（ＩＩ）、スピンドライを行なうためのスピンドライ位
置（ＩＩＩ）、およびウエハＷをメッキ液に浸漬した状
態でメッキを行なうメッキ位置（ＩＶ）の主に４つの異
なる高さの間で上下動させる。

【００７６】なお、ドライバ４８の内部にはウエハＷだ
けを昇降させる昇降機構（図示省略）が配設されてお
り、この昇降機構を作動させることにより、ドライバ４
８の高さを変えずにウエハＷの高さだけをドライバ４８
内部で変えることができる。

【００７７】この昇降機構はウエハＷ下面外周縁部で接
触して電圧を印加するカソードコンタクト（図示省略）
と呼ばれる接点とウエハＷとを接離させるときに作動さ
せるものであり、例えばカソードコンタクトを洗浄する
際にウエハＷを上昇させて接点表面を露出させ、ノズル
から噴射された水により洗浄しやすくする。

【００７８】第２の処理部Ｂには例えば硫酸銅などの、
銅メッキ用のメッキ液を収容するメッキバス５４が配設
されている。

【００７９】メッキバス５４は二重構造になっており、
内槽５４ａの外側に外槽５４ｂがほぼ同軸的に配設され
ている。メッキバス５４は前述したドライバ４８の真下
に配設されており、メッキ液で内槽５４ａを満たしたと
きには、メッキ液の液面がメッキ位置（ＩＶ）で停止さ
せたウエハＷよりもメッキ液液面の方が高くなる高さに
内槽５４ａが固定されている。図示の状態では、メッキ
液はまだ内槽５４ａを満たしていない。

【００８０】内槽５４ａの内部にはメッキ液を底部側か
ら上面に向けて噴出させる噴出管５５が内槽５４ａの底
部ほぼ中心から内槽５４ａの深さ方向ほぼ中間付近まで
伸びており、噴出管５５の周囲には電解メッキ処理時に
アノードとして機能する電極５６が配設されている。噴
出管５５の端部外周と内槽５４ａとの間にはメンブレン
フィルタ５７が配設されており、電解メッキ時に電極５
６から混入する異物がメッキ液液面に浮上してメッキの
障害になるのを防止している。内槽５４ａ底部の中心か
ら偏心した位置にはメッキ液を循環させるための循環配
管５８，５９が配設されており、図示しないポンプによ
りメッキ液を循環させ、循環配管５９で吸い込んだメッ
キ液を循環配管５８から供給するようになっている。

【００８１】外槽５４ｂは内槽５４ａの外壁面との間に
メッキ液の流れる流路６２を形成している。さらに外槽
５４ｂの底部には流路６２に流れ込んだメッキ液を内槽
５４ａ内に戻すための配管６１が接続されている。この
配管６１は前記噴出管５５とポンプ６０を介してつなが
っており、このポンプ６０を作動させることにより内槽
５４ａから溢れ出して流路６２、配管６１に流れ込んだ
メッキ液を再び内槽５４ａ内に戻すと共にウエハＷ下面
側の被処理面に向けて噴出できるようになっている。

【００８２】第１の処理部Ａにはクリーンルームのよう
に清浄な空気の流れを循環させる機構が配設されてい
る。

【００８３】すなわち、ハウジング４１の最上部には第
１の処理部Ａに向けて空気を下向きに流すための空気吹
出口４３が配設されており、この空気吹出口４３には空
気を供給するための空気供給配管４４が接続されてい
る。空気供給配管４４の空気移動方法上流側は前記セパ
レータ４２内の最上部側に埋設された空気路４５とつな
がっている。セパレータ４２の上面には空気を取り込む
ための空気取込口４６が形成されており、第１の処理部
Ａを流下してきた空気を取り込むようになっている。

【００８４】また空気供給配管４４の途中には空気を移
動させるためのファン（図示省略）やコンプレッサ４７
が配設されており、空気取込口４６で取り込んだ空気を
空気供給配管４４を経由して空気吹出口４３に送る。空
気吹出口４３には空気中の埃や塵などを除去するための
フィルタ４７が配設されており、空気吹出口４３からセ
パレータ４２の空気取り込み口４６に向けて第１の処理
部Ａ内を下向きに流れる清浄な空気のダウンフローを形
成している。このように内部で空気を清浄化し、この清
浄化された空気を図中下向きに流すことで処理部Ａ内を
清浄な雰囲気に保っている。

【００８５】一方、セパレータ４２の下方には第２の処
理部が形成されている。この第２の処理部Ｂは前記第１
の処理部Ａとは別個独立に形成された空間であり、第１
の処理部Ａを流れる空気が第２の処理部Ｂに流れ込んだ
り、第２の処理部Ｂの空気が第１の処理部Ａに流れ込む
ことはない。このように処理部Ｂ側から処理部Ａ側に空
気が流れないようにすることで処理部Ａ内を清浄雰囲気
に保っている。

【００８６】セパレータ４２の下側には排気口６４が配
設されている。この排気口６４は図示しない排気系につ
ながれており、第２の処理部Ｂの空気中に飛散したメッ
キ液の微粒子等をこの排気口６４で吸い込んで排気とと
もにメッキ処理システム外へ排出する。このように処理
部Ｂの空気中に含まれる微粒子をメッキ処理システム外
へ排出することによりメッキ処理ユニット内やメッキ処
理システム内を清浄な雰囲気に維持している。

【００８７】セパレータ４２のうち、ドライバ４８が出
入りする貫通口６５の内壁下部には複数の洗浄ノズル６
３が配設されており、洗浄位置で停止したウエハＷの下
面に向けて例えば純水を噴出して洗浄するようになって
いる。

【００８８】なお、この貫通口６５の部分に水平方向の
エアカーテンを形成することも可能である。例えば、セ
バレータ４２の一方から清浄な空気を平面状に吹き出す
一方、吹出口の反対側に吸気口を設けてメッキバス５４
の上部を通過してきた空気を吸引しシステム外へ排気す
る方法などが挙げられる。

【００８９】このように処理部Ａと処理部Ｂとの境界に
エアカーテンを形成することにより、メッキバス５４か
らのメッキ液を含んだミストが処理部Ａ側に拡散するの
を防止することができる。

【００９０】また、このメッキ処理ユニットＭ１内には
温度調節装置や湿度調節装置を配設することも可能であ
る。その場合にはメッキ処理ユニットＭ１内を所定の温
度や湿度を維持するように制御されるので、メッキ液な
どのミストの発生を防止することができ、メッキ処理ユ
ニットＭ１内の空気が汚染されるのを防止している。

【００９１】メッキ処理の工程を具体的に説明するに、
まず被処理ウエハＷを搬入し、（ＩＶ）の位置で被処理
ウエハＷをメッキ液に浸漬する。そして、被処理ウエハ
Ｗの種付け層をカソードにし、プレート５６との間に電
気を供給し電解メッキを施す。所定の時間メッキ処理を
行った後、（ＩＩ）の位置で被処理ウエハＷの下面を洗
浄ノズル６３からの洗浄液により洗浄する。さらに、
（ＩＩＩ）の位置で被処理ウエハＷをスピンドライす
る。

【００９２】以上のようなメッキ工程を行う装置にウエ
ハ型の測定装置を適用し、ウエハ型の測定装置から取り
出した測定出力を処理部１６２に導き、処理部１６２の
出力を制御部１６３に導き、制御部１６３の出力をメッ
キ形成のための電源１６１およびメッキ液を噴出するポ
ンプ６０に供給するようにしたものが、この実施形態の
主たる構成である。

【００９３】制御部１６３は、電源１６１、ポンプ６０
に出力指令を出す。この指令に基づき電源１６１、ポン
プ６０は出力を出すよう動作する。制御部１６３には、
処理部１６２により演算等された結果が入力される。こ
の演算は、例えば、ウエハ型測定装置の測定面内におけ
る流速分布および表面電位分布の均一性を求めるもので
ある。したがって、この場合は、この均一性がより高く
なる方向に制御部が制御信号を出力することができる。
なお、制御部１６３は、ドライバ４８を制御するように
することもできる。これによれば、ウエハ型測定装置の
回転方向の向きを変えその影響を調べることができる。

【００９４】処理部１６２、制御部１６３の動作は、こ
れらに限られることはない。例えば、処理部１６２で
は、特定の測定領域について所定の仕様を満足するかを
演算することにすれば、制御部１６３の出力により、そ
の仕様に対して電源１６１、ポンプ６０にどれほどの余
裕があるかなどを調べることもできる。

【００９５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る測定
装置によれば、ウエハの形状と近似する形状を有し、半
導体基板の面上の一部部位に作り込まれた微細機械的セ
ンサと前記半導体基板の前記一部部位とは異なる部位に
作り込まれた微細電位センサの両方または一方を具備す
るので、メッキ形成を実際に進行させている状態でのメ
ッキ液の流速、ウエハ表面電位を計測することができ
る。

【００９６】また、本発明に係るメッキ装置によれば、
ウエハ型の測定装置が適用されたメッキ形成ユニットに
おけるこの測定装置による測定物理量を処理し、処理さ
れた結果に基づき制御信号を発生してメッキのための電
源およびメッキ液噴出ポンプの出力の両方または一方を
制御するので、メッキ形成を実際に進行させている状態
でのメッキ液の流速、ウエハ表面電位を計測しつつ、こ
の計測結果をみながらメッキ形成ユニットのメッキ形成
の電源電圧およびメッキ液の流速を変えることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態である測定装置の外観を示す
平面図。

【図２】各センサ群ユニットの配置例を示す図。

【図３】本発明の別の実施形態である測定装置の外観を
示す平面図。

【図４】半導体基板上に形成された電位センサセルの構
造例を模式的に断面として示す図。

【図５】本発明による測定装置をメッキ装置に載置し適
用した場合の構成を模式的に示す図。

【図６】ウエハ型の測定装置を適用してメッキのための
電源、およびメッキ液噴出のためのポンプを制御するメ
ッキ装置の構成を示す模式図。

【符号の説明】

５ 測定装置 １１ 測定装置 １２、１３、１４、１５、１６、１７ センサが作り
込まれている領域 １８ 信号線および電源線 １９ スルーホール ２１ センサ群ユニット ２２、２３、２４ 機械的センサセル ２５、２６ 電位センサセル ３１、３２、３３、３４、３５、３６ 処理・保存回
路 ３７、３８、３９、３１０、３１１、３１２ 内部電
池 ６０ ポンプ １６１ メッキ用電源 １６２ 処理部 １６３ 制御部 ４１０ くぼみ ４２０ アノード ４３０ カソード ５２０ 測定面 ５１２ スルーホール

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハにメッキ形成工程を施す装置に適
   用できる程度にウエハの形状と近似する形状を有し、 半導体基板の面上の一部部位に作り込まれた微細機械的
   センサと前記半導体基板の前記一部部位とは異なる部位
   に作り込まれた微細電位センサの両方または一方を具備
   することを特徴とする測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の測定装置において、さら
   に、 前記半導体基板の面上に作り込まれ、前記微細機械的セ
   ンサまたは前記微細電位センサの検出出力を処理し保存
   する回路を具備することを特徴とする請求項１記載の測
   定装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の測定装置において、さら
   に、 前記半導体基板の面上に作り込まれ、前記回路に電気を
   供給する微細電池を具備することを特徴とする請求項２
   記載の測定装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３記載のいずれか１項記
   載の測定装置と、 前記測定装置を適用されかつメッキ形成のための電源と
   メッキ液を噴出するためのポンプとを具備するメッキ形
   成ユニットと、 前記測定装置が適用されたメッキ形成ユニットにおいて
   前記測定装置により測定された物理量を処理する手段
   と、 前記処理された結果に基づき制御信号を発生する手段と
   を有し、 前記発生された制御信号により前記電源および前記ポン
   プの出力の両方または一方を制御することを特徴とする
   メッキ装置。