JP2014196555A - ウェハ保持装置上のメッキの検知 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、参照によりその全体を全ての目的のために本明細書に組み込まれる2013年2月15日に出願された発明の名称を「ウェハ保持装置上のメッキの検知」とする米国仮特許出願第61/765502号に基づく優先権を主張する。
堆積手順の第1の例:
ウェハ表面:Cu+2+e-(ウェハ表面)→Cu+1
カップ底部:2Cu+1→Cu+Cu+2
堆積手順の第2の例:
ウェハ表面:A +e-→A-(還元性添加物の形成)
カップ底部:Cu+2+2A-→Cu+2A
本明細書の特定の実施形態は、残留金属堆積物がカップ底部上に存在するか否か、及びどの程度存在するかを検知する方法を提供する。これらの方法は洗浄操作と同時に、又はその直後に実行されてよいが、メッキが発生しない任意の時に実施されてもよい。ある場合には、検知方法は自動洗浄プロセスを行う度に実行される。他の場合には、検知方法はこれより高い又は低い頻度で実行される。例えば、各ウェハを処理した後、特定の数のウェハを処理した後、電着プロセス中に特定の量の電荷(例えばクーロンで測定)が移動した後、又は電着プロセス中にフィルムの特定の総量若しくは厚さが蒸着された後に、検知を行ってよい。
一実施形態では、電気メッキ装置は装置に組込まれた検知機構を含む。電気メッキ装置は、メッキ中にウェハを保持するためのカップ、ウェハとカップの間の境界面を封止する役割を果たすリップシール、メッキ中にウェハに電流/電位を印加するための電気的接触、及び従来の電気メッキ装置の他の構成部品(例えば入口及び出口を有する電気メッキチャンバ等)を含む。検知機構は、異なるウェハの処理の間に所定の位置に揺動するアーム上に配置され得る。更に、検知機構は自動洗浄アセンブリ上に直接組み込まれても良い(自動洗浄アセンブリ自体は、電気メッキ装置に組込まれていてもいなくてもよい)。この実施形態は、図1に示すように、検知機構及び自動洗浄機構の両方を、必要な場合に所定の位置に移動する単一のスイングアーム上に配置し得るので、有利である。単一のスイングアームを有すれば、装置がよりコンパクトになり、使用が容易になり、また製造コストが低くなるため、有益である。更に、複数のスイングアームを使用する場合と比較して、潜在的に故障の可能性がある箇所(ポイント)が少なくなるため、単一のスイングアームは有利となり得る。別の実施形態では、検知機構はスタンドアロン型の機器であってよく、自動洗浄ステーション内、メッキセル内、又は検知を目的とする何らかの他の場所に設置されてよい。多数の電気メッキセル内の複数のウェハホルダが単一の検知機構を容易に共有できるため、このスタンドアロン型実施形態は有益であり得る。
図4は、電着装置の概略平面図である。電着装置400は、3つの個別の電気メッキモジュール402、404及び406を含んでよい。電着装置400はまた、様々な他のプロセス動作のために構成されている3つの別個のモジュール412、414及び416も含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、モジュール412、414及び416のうちの1つ又は複数は、急速回転すすぎ乾燥(SRD)モジュールであってよい。別の実施形態では、モジュール412、414及び416のうちの1つ又は複数は、ポストエレクトロフィル(ポスト電界メッキ処理)モジュール(PEM)であってよく、これらはそれぞれ、電気メッキモジュール402、404及び406のうちの1つによって処理した後、縁部の面取り部の除去、背面側エッチング、及び基板の酸洗浄等の機能を実施するよう構成される。
Claims (20)
- 電気メッキ装置の基板ホルダの非導電性部分の表面上における金属堆積物の存在又は不存在を検知するための方法であって、
前記電気メッキ装置の前記基板ホルダ付近に検知用ハードウェアを配置し、前記基板ホルダは底部及び内側縁部を有する環状要素であり、前記基板ホルダは電気メッキ中に基板を支持するよう構成されており、
前記基板ホルダ上の検知領域における前記金属堆積物の存在又は不存在を検知するために前記検知用ハードウェアを操作し、前記検知領域は、前記基板ホルダの前記内側縁部から少なくとも約5mm以上延在する前記基板ホルダの前記底部上の環状領域である、
ことを備える、方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記堆積物は、有意に異なる還元電位を有する複数の金属を含む、方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記検知用ハードウェアの操作は、前記基板ホルダを用いて、特定の数の前記基板を処理した後、前記基板ホルダを用いて、前記基板上へのメッキ中に所定量の電荷が通過した後、又は前記基板ホルダを用いて、前記基板上に所定量若しくは厚さの金属が堆積された後に行われる、方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記基板ホルダ付近への前記検知用ハードウェアの配置は、前記基板ホルダの下方ではない第1の位置から、前記基板ホルダの下方の第2の位置へと前記検知用ハードウェアを移動させることを備え、
さらに、前記前記金属堆積物の存在又は不存在を検知するための前記検知用ハードウェアの操作後に、前記検知用ハードウェアを前記第2の位置から移動させることを備える、方法。 - 請求項4に記載の方法において、さらに、前記検知領域における前記金属堆積物の存在の検知に反応して、アラームを鳴動させること、前記電気メッキ装置を非作動状態とすること、洗浄操作を開始すること、又はこれらの何つかの組み合わせ、備える、方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記検知用ハードウェアの操作は、前記基板ホルダの前記検知領域に光源からの光を照射し、前記基板ホルダの前記検知領域から反射した反射光を測定することを備える、方法。
- 請求項6に記載の方法において、前記基板ホルダの前記検知領域に前記光源からの光を照射することは、前記検知領域の色に対して相補的な色の光を照射させることを含む、方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記検知用ハードウェアの操作は、
前記検知領域付近に配置されている円形の一次励起コイルに交番電流を流し、これにより、前記検知領域と相互作用して渦電流を発生させる交番磁場を生成し、
前記金属堆積物の存在又は不存在を検知するために、前記渦電流の位相及び/又は大きさを測定すること
を備える、方法。 - 請求項8に記載の方法において、前記測定は、前記一次励起コイルとは異なる受信コイルを用いて行われる、方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記検知用ハードウェアの操作は、
前記検知領域と接触する2つ以上の電気的接触部を提供し、前記2つ以上の電気的接触部間には電気的接続が存在し、
前記2つ以上の電気的接触部の間の前記検知領域に前記金属堆積物が存在する場合には、前記金属堆積物は前記2つ以上の電気的接触部の間に回路を完成し、前記2つ以上の電気的接触部の間の前記検知領域に前記金属堆積物が存在しない場合には、前記2つ以上の電気的接触部の間に回路は完成されないように、少なくとも1つの前記電気的接触部を介して電流を流し、
前記検知領域における前記金属堆積物の存在又は不存在を検知するために、電気的特性を測定する
ことを備える、方法。 - 電気メッキ装置の基板ホルダ上における金属堆積物の存在又は不存在を検知するための装置であって、
設置用ハードウェア上に配置されている検知用ハードウェアを備え、
前記設置用ハードウェアは、前記検知用ハードウェアを前記基板ホルダ上の検知領域付近に移動させるように所定の位置に揺動するスイングアームを備え、
前記基板ホルダは底部及び内側縁部を備え、
前記基板ホルダ上の前記検知領域は、前記基板ホルダの前記底部において、前記基板ホルダの前記内側縁部から約5mm以上延在し、
前記検知用ハードウェアは、前記基板ホルダの前記検知領域における前記金属堆積物の存在又は不存在を検知するよう構成されている、装置。 - 請求項11に記載の装置において、前記設置用ハードウェアは前記電気メッキ装置と一体である、装置。
- 請求項11に記載の装置において、前記金属堆積物の存在又は不存在を検知するための装置は、複数の前記基板ホルダと協調し得る、装置。
- 請求項11に記載の装置において、前記設置用ハードウェアは、前記基板ホルダから前記金属堆積物を除去するための洗浄用アセンブリを更に備える、装置。
- 請求項11に記載の装置において、前記検知用ハードウェアは光源及び光検知器を含み、
前記光源は、前記基板ホルダの前記検知領域に光を照射するよう構成され、
前記光検知器は、前記基板ホルダの前記検知領域で反射した光を測定するよう構成されている、装置。 - 請求項15に記載の装置において、さらに、前記検知領域と前記光源との間、又は前記検知領域と前記検知器との間に配置されているフィルタを備え、
前記フィルタは、前記金属堆積物が存在しない場合に前記検知領域が通常反射する光の波長をフィルタリングして除去する、装置。 - 請求項15に記載の装置において、さらに、前記光源と、前記検知領域を照らす光出口との間、及び/又は前記検知領域付近に配置されている光入口と前記光検知器との間で光を搬送する、1つ又は複数の光ファイバを備える、装置。
- 請求項17に記載の装置において、前記検知領域を照らす前記光出口及び前記検知領域付近に配置されている前記光入口は共に、一体化された光ファイバの束として提供される、装置。
- 請求項11に記載の装置において、前記検知用ハードウェアは円形一次励起コイルを備え、
前記円形一次励起コイルを交番電流が流れることにより、前記検知領域と相互作用して渦電流を発生させる交番磁場が生成される、装置。 - 請求項11に記載の装置において、前記検知用ハードウェアは、前記検知領域と接触する2つ以上の電気的接触部、及び前記2つ以上の電気的接触部間の電気的接続を備え、
これにより、前記2つ以上の電気的接触部の間の前記検知領域に前記金属堆積物が存在する場合には、前記金属堆積物は前記2つ以上の電気的接触部の間に回路を完成し、前記2つ以上の電気的接触部の間の前記検知領域に前記金属堆積物が存在しない場合には、前記2つ以上の電気的接触部の間に回路は完成されない、装置。
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