JP6975650B2 - 検査用基板を用いる電流測定モジュールおよび検査用基板 - Google Patents

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Description

本願は、検査用基板を用いる電流測定モジュールおよび検査用基板に関する。
半導体ウェハ等の基板を基板ホルダで保持し、基板をめっき槽内のめっき液中に浸漬させるめっき装置が知られている。図12に示すように、基板ホルダは、基板Wの周縁部に接触する複数の内部接点100と、これら内部接点100にそれぞれ接続された複数の外部接点101とを備えている。複数の内部接点100と複数の外部接点101とを接続する配線104は基板ホルダの内部に配置されている。外部接点101は、基板ホルダをめっき槽内の所定位置に配置した時に、電源105に接続された給電端子103に接触される。電流は外部接点101および内部接点100を通じて基板Wに流れ、めっき液の存在下で基板Wの表面に金属膜が形成される。
ある内部接点100と基板Wとの間の電気抵抗(以下、単に内部接点100の電気抵抗という)が極端に高い、あるいは極端に低い場合、複数の内部接点100に流れる電流が不均一になり、基板面内の膜厚の均一性に問題が生じることがある。そこで、めっき対象物である基板を基板ホルダに保持した状態で、基板ホルダの内部接点から基板へ流れる電流に対する抵抗値を測定して、基板および基板ホルダの検査を行う技術がある(たとえば特許文献1、2)。
特開2015−200017号公報 特開2005−146399号公報
特許文献1では、基板ホルダにめっき対象物である基板が保持された状態において、基板ホルダの1つの電気接点から基板を通って基板ホルダの他の電気接点へ流れる電流に対する電気抵抗を測定する。電気抵抗が許容範囲内にあるときを正常な状態であるとし、電気抵抗が許容範囲にないときは基板または基板ホルダに異常があると判断される。電気抵抗が異常となるには主に2つの原因がある。1つは、基板側の要因である。たとえば、基板の表面に電導層(シード層)が均一に形成されていない場合や、基板にレジストを塗布する際に生じる不要物が基板上に残っている場合、基板の表面が酸化している場合などに電気抵抗の異常が生じ得る。もう一つは、基板ホルダ側の要因である。基板ホルダの内部接点が変形している場合や、レジストなどの異物が基板ホルダの内部接点に付着している場合や、めっき液が基板ホルダの内部接点に付着している場合、などに電気抵抗の異常が生じ得る。しかし、特許文献1に開示の方法では、電気抵抗に異常が発生した場合でも、その原因が基板にあるのか、基板ホルダにあるのかを判断することはできない。たとえば、基板ホルダに異常があり、基板そのものには異常がないならば、基板ホルダを交換することで、正常なめっき処理を行うことができる。また、基板に異常があり、基板ホルダに異常がない場合、基板を交換すれば他の基板は正常にめっき処理を行うことができる。しかし、そのような判断をするには、電気抵抗の異常の原因が基板側にあるのか、基板ホルダ側にあるのかを解明する必要がある。そこで、本願は、基板ホルダに生じた原因による電気抵抗の異常を検出できるようにすることを1つの目的としている。
[形態1]形態1によれば、検査用基板を用いて基板ホルダに流れる電流を測定するための電流測定モジュールが提供され、前記基板ホルダは、保持された基板に電流を供給するための、基板に接触可能な複数のホルダ電気接点を有し、前記基板ホルダは、前記基板ホルダに流れる電流を測定するための検査用基板を保持することができ、検査用基板を保持した状態において、複数の前記ホルダ電気接点の各々が、前記検査用基板に設けられた電気的に独立した複数の基板電気接点のそれぞれに接触するように構成され、前記検査用基板は、配線により複数の前記基板電気接点とそれぞれ接続されている複数の測定点と、前記複数の測定点に電気的に連結されている基板側コネクタと、を有し、前記電流測定モジュールは、前記基板ホルダに保持された検査用基板の前記複数の測定点のそれぞれに接触可能な複数の検査プローブと、前記複数の検査プローブに電気的に連結されている測定側コネクタと、を有し、前記基板側コネクタと前記測定側コネクタとを接続することで、前記検査用基板の複数の測定点のそれぞれと、前記複数の検査プローブのそれぞれが電気的に接続されるように構成される。
[形態2]形態2によれば、形態1による電流測定モジュールにおいて、前記基板ホルダの前記ホルダ電気接点から、前記基板電気接点、前記配線、および前記測定点に、基板を電気めっきするときに基板に付与する電圧と同じ大きさの電圧を印加することで、前記基板ホルダに流れる電流を測定する。
[形態3]形態3によれば、形態1または2による電流測定モジュールにおいて、前記検査用基板の前記複数の基板電気接点のそれぞれと前記複数の測定点のそれぞれを接続するそれぞれの配線の長さは等しい。
[形態4]形態1から形態3のいずれか1つの形態による電流測定モジュールにおいて、前記基板ホルダは、互いに電気的に独立した複数の接点保持部材を有し、前記複数のホルダ電気接点は、前記接点保持部材のそれぞれに設けられている。
[形態5]形態5によれば、基板ホルダに流れる電流を測定するときに用いる検査用基板が提供され、かかる検査用基板は、前記検査用基板の表面の外側部分に配置されている、電気的に独立した複数の基板電気接点と、前記検査用基板の表面の内側部分に配置されている、複数の測定点と、前記複数の基板電気接点のそれぞれと前記複数の測定点のそれぞれとを接続する複数の配線と、前記複数の測定点に電気的に連結されている基板側コネクタと、を有する。
[形態6]形態6によれば、検査用基板を用いて基板ホルダに流れる電流を測定するための電流測定モジュールが提供され、前記基板ホルダは、保持された基板に電流を供給するための、基板に接触可能な複数のホルダ電気接点を有し、前記基板ホルダは、前記基板ホルダに流れる電流を測定するための検査用基板を保持することができ、検査用基板を保持した状態において、複数の前記ホルダ電気接点の各々が、前記検査用基板に設けられた複数の基板電気接点のそれぞれに接触するように構成され、前記検査用基板は、表面が絶縁層により被覆されており、前記絶縁層に複数の孔を備え、前記複数の孔により前記検査用基板の導電層が露出されており、前記電流測定モジュールは、前記基板ホルダに保持された検査用基板の前記導電層に前記孔を通じて接触可能な検査プローブを有する。
[形態7]形態7によれば、基板ホルダに流れる電流を測定するときに用いる検査用基板が提供され、かかる検査用基板は、前記検査用基板の表面の外側部分に配置されている、電気的に独立した複数の基板電気接点を有し、前記検査用基板の表面は絶縁層により被覆されており、前記絶縁層に複数の孔を備え、前記複数の孔により前記検査用基板の導電層が露出されている。
一実施形態によるめっき装置の全体配置図である。 一実施形態による、可動保持部材が固定保持部材へと取り付けられ、耳部とクランパとが嵌合された状態の基板ホルダを示す上面図である。 一実施形態による、基板ホルダの可動保持部材と固定保持部材とを別個に示した上面図である。 一実施形態よる、めっき装置で用いることができる基板ホルダの構成を示す概要図である。 一実施形態による、電流測定モジュールを概略的に示す図である。 一実施形態による、検査用基板を示す図である。 一実施形態による、検査用基板の配線構造を示す図である。 一実施形態による、基板ホルダ開閉機構を概略的に示す斜視図である。 一実施形態による、電流測定モジュールを示す概略図である。 図9に示される電流測定モジュールに使用される検査用基板WTを示す平面図である。 一実施形態による、基板ホルダの検査方法のフローを示す図である。 基板ホルダの電気路を示す概略図である。
以下に、本発明に係るめっき装置、基板ホルダ、電流測定モジュール、および基板ホルダを検査する方法の実施形態を添付図面とともに説明する。添付図面において、同一または類似の要素には同一または類似の参照符号が付され、各実施形態の説明において同一または類似の要素に関する重複する説明は省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。
図1は、一実施形態によるめっき装置の全体配置図である。図1に示すように、このめっき装置は、基板ホルダ60に基板をロードし、又は基板ホルダ60から基板をアンロードするロード/アンロード部170Aと、基板を処理する処理部170Bとに大きく分けられる。
ロード/アンロード部170Aには、3台のフープ(Front−Opening Unified Pod:FOUP)102と、基板のオリフラ(オリエンテーションフラット)やノッチなどの位置を所定の方向に合わせるアライナ40と、めっき処理後の基板を高速回転させて乾燥させるスピンリンスドライヤ20とが設けられる。フープ102は、半導体ウェハ等の複数の基板を多段に収納する。スピンリンスドライヤ20の近くには、基板ホルダ60を載置して基板の着脱を行うフィキシングユニット120が設けられている。これらのユニット102,40,20,120の中央には、これらのユニット間で基板を搬送する搬送用ロボットからなる基板搬送装置122が配置されている。
フィキシングユニット120は、2個の基板ホルダ60を載置可能に構成される。フィキシングユニット120においては、一方の基板ホルダ60と基板搬送装置122との間で基板の受渡しが行われた後、他方の基板ホルダ60と基板搬送装置122との間で基板の受渡しが行われる。
めっき装置の処理部170Bは、ストッカ124と、プリウェット槽126と、プリソーク槽128と、第1洗浄槽130aと、ブロー槽132と、第2洗浄槽130bと、めっき槽10と、を有する。ストッカ124では、基板ホルダ60の保管及び一時仮置きが行われる。プリウェット槽126では、基板が純水に浸漬される。プリソーク槽128では、基板の表面に形成したシード層等の導電層の表面にある酸化膜がエッチング除去される。第1洗浄槽130aでは、プリソーク後の基板が基板ホルダ60と共に洗浄液(純水
等)で洗浄される。ブロー槽132では、洗浄後の基板の液切りが行われる。第2洗浄槽130bでは、めっき後の基板が基板ホルダ60と共に洗浄液で洗浄される。ストッカ124、プリウェット槽126、プリソーク槽128、第1洗浄槽130a、ブロー槽132、第2洗浄槽130b、及びめっき槽10は、この順に配置されている。
めっき槽10は、例えば、オーバーフロー槽を備えた複数のめっきセル134を有する。各めっきセル134は、内部に一つの基板を収納し、内部に保持しためっき液中に基板を浸漬させる。めっきセル134において基板とアノードとの間に電圧を印加することにより、基板表面に銅めっき等のめっきが行われる。なお、例えば、TSV(Through Silicon Via)めっきの場合には、めっき前の基板の凹部に、バリア層および/または接着層(例えば、Ta、Ti、TiW、TiN、TaN、Ru、Co、Ni、Wなど)、並びに、シード層(Cu、Ru、Ni、Coなど)が形成されていてもよい。
めっき装置は、これらの各機器の側方に位置して、これらの各機器の間で基板ホルダ60を基板とともに搬送する、例えばリニアモータ方式を採用した基板ホルダ搬送装置140を有する。この基板ホルダ搬送装置140は、第1トランスポータ142と、第2トランスポータ144を有している。第1トランスポータ142は、フィキシングユニット120、ストッカ124、プリウェット槽126、プリソーク槽128、第1洗浄槽130a、及びブロー槽132との間で基板を搬送するように構成される。第2トランスポータ144は、第1洗浄槽130a、第2洗浄槽130b、ブロー槽132、及びめっき槽10との間で基板を搬送するように構成される。他の実施形態では、めっき装置は、第1トランスポータ142及び第2トランスポータ144のいずれか一方のみを備えるようにし、いずれかのトランスポータが、フィキシングユニット120、ストッカ124、プリウェット槽126、プリソーク槽128、第1洗浄槽130a、第2洗浄槽130b、ブロー槽132、及びめっき槽10の間で基板を搬送するようにしてもよい。
めっき装置は、めっき装置の全体の動作を制御するための制御装置500を備える。また、制御装置500は、たとえば、入出力装置、表示装置、記憶装置などを備える汎用コンピュータまたは専用コンピュータなどから構成することができ、めっき装置の動作を制御するためのプログラムがインストールされているものとすることができる。また、制御装置500は、めっき装置をめっき処理モードと、メンテナンスモードとで動作させることができる。めっき処理モードは、基板のめっき処理を行うモードであり、メンテナンスモードはめっき装置のメンテナンス、たとえば基板ホルダのメンテナンスを行うためのモードとすることができる。
図2〜図4は、本発明の一実施形態に係るめっき装置で用いることができる基板ホルダ60の構成を示す概要図である。図2は可動保持部材11が固定保持部材15へと取り付けられ、耳部13とクランパ16とが嵌合された状態を示す上面図である。図3は可動保持部材11と固定保持部材15とを別個に示した上面図である。図3(a)は固定保持部材15、図3(b)は可動保持部材11を示す。図4は、可動保持部材11および固定保持部材15の一部の断面図である。
基板ホルダ60は、その一端にハンドルバー111を備える。ハンドルバー111は、基板ホルダ搬送装置140により保持される。ハンドルバー111は、基板ホルダ60が垂直状態から水平状態または水平状態から垂直状態へ姿勢を変換する際に回転自在となるよう丸棒形状である。
ハンドルバー111は、めっき液が付着する事態に備え腐食に強いステンレス製であることが望ましい。また、ステンレスでもめっき液による腐食に耐えられない場合にはステンレスの表面にクロムめっきやTiC等のコーティングをして腐食耐性を高めることが推
奨される。なお、ハンドルバー111には、腐食耐性の高いチタンを用いることもできる。
また、基板ホルダ60の上部両端に、直方体形状または立方体形状のハンガー部112が設けられる。ハンガー部112は、基板ホルダ60を各処理槽内に配置する際に、ハンガー受け部材(図示せず)の上に配置することにより、基板ホルダ60を懸架するための支持部として機能する。図1に示したストッカ124内において、ストッカ124の周壁上面にハンガー部112を引っ掛けることで、基板ホルダ60が垂直に吊下げ支持される。また、この吊下げ支持された基板ホルダ60のハンガー部112を第1トランスポータ142又は第2トランスポータ144で把持して基板ホルダ60が搬送される。なお、プリウェット槽126、プリソーク槽128、洗浄槽130a,130b、ブロー槽132及びめっき槽10内においても、基板ホルダ60は、ハンガー部112を介してそれらの周壁に吊下げ支持される。また、ハンガー部112には、外部の電力供給部に接続するための外部接点114が設けられている。この外部接点114は、基板ホルダ60内部の複数の配線を介して基板Wに電流を供給するための電気接点21(図4参照)と電気的に接続されている。基板ホルダ60の電気接点21は、基板ホルダ60に基板Wを保持した際、この電気接点21の端部が基板Wの表面に接触するように基板Wの円周外側に複数配置されている。なお、基板Wの表面には導電層(シード層)が形成されており、基板Wが基板ホルダ60に保持されたときに電気接点21が基板Wの表面の導電膜に接触することで、基板Wに電流を流すことができる。ハンガー部112に設けられた外部接点114と、ハンガー受け部材の電気接点が互いに接触することにより、外部電源から基板ホルダ60の複数の電気接点21を介して基板Wの被めっき面に電流を供給することができる。外部接点114は、ハンガー受け部材に基板ホルダ60が懸架された際に、めっき槽のめっき液に接触しない箇所に設けられる。外部接点114は複数の接点端子から構成することができ、複数の接点端子が基板ホルダ60の複数の電気接点21と1対1に対応するように複数の配線で接続されていてもよい。あるいは、電気接点21が基板ホルダ60内部のバスバーに接続され、バスバーと1つの接点端子からなる外部接点114が電気的に接続されているようにしてもよい。いずれの場合にも、複数の電気接点21と外部接点114の間の抵抗は等しくなるように構成されることが望ましい。
ハンガー部112は直方体形状または立方体形状として、図2で見て上方向から基板ホルダ搬送装置140により力が加えられることにより、基板ホルダ60の移動時の振れが防止されるよう設計されてもよい。基板ホルダ60が垂直状態(図2で見て下方向に基板ホルダ60の下端部113が向く状態)のときに、ハンガー部112の上面は水平となる。基板ホルダ60の下端部113は、側面から見た形状が半円形状に形成されてもよい。
基板ホルダ60は、蓋部である可動保持部材11と、フィキシングユニット120に載置される固定保持部材15とを有する。可動保持部材11と固定保持部材15とにより基板Wが挟持される。可動保持部材11は略円形のリング状であり、押え部材12と、押え部材12と一体で外周に突出した耳部13とを有する。可動保持部材11は固定保持部材15へと固定可能であり、また固定保持部材15から取り外し可能である。図2においては、可動保持部材11は固定保持部材15の上面へと固定される。固定保持部材15は、耳部13に対応した箇所にクランパ16を有する。クランパ16は、L字を逆さにした形状で、先端が内方に屈曲しており、先端の屈曲部の内側に耳部13が入り込む(嵌合)ことによって可動保持部材11を固定保持部材15に対して固定することができる。なお、耳部13とクランパ16は、スムーズに嵌合するためのテーパ部を有することが望ましい。
押え部材12は可動保持部材11に対して回転可能、かつ離脱しないように保持され、耳部13とともに可動保持部材11の中心Rを回転中心として、略水平面を回転面として
回転する。押え部材12は例えば略円形のリング状である。
可動保持部材11と固定保持部材15とは、基板Wを挟持し、押え部材12を回転させて耳部13をクランパ16へと嵌合して基板Wを固定する。また、基板Wの取り付け及び取り外しを行う場合には、押え部材12を回転させて耳部13とクランパ16との嵌合を解除する。
基板Wは、固定保持部材15の基板載置箇所14に載置される。可動保持部材11は、基板Wの端部や裏面といっためっきする必要のない部分をめっき液からシールするための第1のシールリング18aと第2のシールリング18bを有する。第1のシールリング18aは、基板Wの外周端部に接触し、第2のシールリング18bは固定保持部材15の表面に接触する。さらに、電解めっき装置のための基板ホルダであれば、第1のシールリング18aでシールされた基板の端部領域に接触して基板に通電する電気接点21を有する。電気接点21は、可動保持部材11と固定保持部材15が基板を挟持した状態で外部電源と電気的につながる。第1のシールリング18aと第2のシールリング18bは、シールリングホルダ19により保持される。なお、以降の記述において、説明を簡便にするため、第1のシールリング18aと第2のシールリング18bを合わせてシールリング18と称する場合がある。
面内均一性の良いめっきを実現するには、基板ホルダ60の複数の電気接点21に均一に電流が流れることが必要である。しかし、ある電気接点21の電気抵抗が大きいと、その電気接点21に流れる電流は減少し、その周囲の電気接点21を流れる電流値が上昇して、結果的にめっきが不均一になる。電気接点21の電気抵抗は、電気接点21に異物や酸化物が付着していたり、めっき液のもれにより電気接点21にめっき液が付着していたり、電気接点21の変形や取り付け不良により電気接点21が十分な接触面積で基板Wのシード層に接触していなかったり、電気接点21のコーティング材の剥がれによって、多くの場合、正常な状態よりも電気抵抗が大きくなる。
そこで、本願は、基板ホルダ60の電気接点21の電気抵抗を測定するための抵抗測定モジュール、または基板ホルダ60の電気接点21を通る電流を測定するための電流測定モジュール200を開示する。なお、以下においては、電流測定器を使用する電流測定モジュール200を説明するが、電流測定器の代わりに抵抗測定器を使用すれば抵抗測定モジュールとすることができるので、以下の電流測定モジュールの説明は、同様に抵抗測定モジュールにも適用できる
<第1の実施形態>
図5は、一実施形態による、電流測定モジュール200を概略的に示す図である。電流測定モジュール200は、後述する検査用基板WTを使用して、基板ホルダ60の複数の電気接点21のそれぞれの電気抵抗またはそこを流れる電流を測定するためのモジュールである。図示の明瞭化のために図5には示していないが、検査用基板WTは基板ホルダ60に保持されており、基板ホルダ60の外部接点114を経由して電気接点21から検査用基板WTに電流が供給される。図5に示されるように、電流測定モジュール200は、基板ホルダ60の電気接点21のそれぞれから検査用基板WTに電流を流すための電源316および電流を測定するための電流測定器318を備える。電流測定器318は、データロガーおよびコンピュータなどを含む制御装置314に接続されている。電流測定モジュール200が、めっき装置内に内蔵される場合は、制御装置314は、めっき装置の全体を制御する制御装置500と同一のハードウェアとしてもよい。また、電流測定器318に代えて抵抗測定器を使用することで、基板ホルダ60の電気接点21のそれぞれの電気抵抗を測定する抵抗測定モジュールとすることもできる。
図6は、検査用基板WTを示す図である。図7は、検査用基板WTの配線構造を示す図である。図示のように、検査用基板WTは、円形の基板である。検査用基板WTは、めっき装置によりめっきされる基板Wと同じ寸法である。そのため、検査用基板WTは、基板ホルダ60に保持することができる。図示のように、検査用基板WTの表面の外側部分に、複数の基板電気接点301を備える。複数の基板電気接点301は、それぞれ電気的に独立している。基板電気接点301の数は、基板ホルダ60のホルダ電気接点21の数と同じであり、基板ホルダ60に検査用基板WTが保持された状態で、基板ホルダ60の複数のホルダ電気接点21のそれぞれが、検査用基板WTの複数のホルダ電気接点21のそれぞれに接続される。なお、基板ホルダ60の電気接点として、基板Wに接触する部位が幅の狭い複数の爪状に形成され、爪状の部位の根元が互いにつながっている形態のものがしばしば用いられる。すなわち、基部は同一であるが基板Wに接触する先端が複数に分割された電気接点がしばしば用いられる。この場合は、検査用基板WTの基板電気接点301は、基板Wに接触する先端部位の1つ1つに対応して設けられることが望ましい。それによって、基板Wに接触する先端部位の1つ1つの接触抵抗を評価することができる。ただし、隣接する複数の先端部位が同一の基板電気接点301に接触するように、検査用基板WTの基板電気接点301を設けるようにしてもよい。検査用基板WTの表面の内側部分には、複数の測定点302を備える。測定点302の数は、基板電気接点301の数と同一である。基板電気接点301のそれぞれは、測定点302のそれぞれに配線303により接続されている。図示されるように、複数の基板電気接点301のいくつかは1つのコネクタ304に接続されている。図示の検査用基板WTにおいては、コネクタ304は3つ設けられており、検査用基板WTを円周方向に3分割し、それぞれの領域の基板電気接点301がそれぞれのコネクタ304に接続されている。基板電気接点301のそれぞれと測定点302のそれぞれを接続する配線303は、同一の抵抗を備えるように構成することが望ましく、たとえば配線303が互いに等しい長さを有するように構成する。
一実施形態において、電流測定モジュール200は、基板ホルダ開閉機構400を備えることができる。図8は、一実施形態による、基板ホルダ開閉機構400を概略的に示す斜視図である。図8に示されるように、基板ホルダ開閉機構400は、ケーシング402内に配置される。ケーシング402は、本体部402aとカバー部402bとを備える。基板ホルダ開閉機構400は、ヘッド部1100を有する。
ヘッド部1100は、ケーシング402内に載置された基板ホルダ60の可動保持部材11を保持することができる。また、ヘッド部1100は基板ホルダ60の可動保持部材11の押え部材12を回転させ、耳部13を回転させて、可動保持部材11を固定保持部材15へと固定及び固定解除したり、可動保持部材11を保持可能としたりすることができる。
ヘッド部1100は、押圧円板1110と、押圧円板上に回転板1150とを有する。押圧円板1110は、電流測定器318のコネクタ1300を検査用基板WTのコネクタ304に接続するための開口部1115を備える。ヘッド部1100は、吊り上げフック1111と、回転板ガイド1112と、ガイドローラ1113と、を有する。また、押圧円板1110は、接続ボス1170を備える。接続ボス1170には、ヘッド部1100を上下方向に移動させるためのアクチュエータ1116が接続される。アクチュエータ1116は、手動で操作できるハンドルを備えるものとすることができる。あるいは、アクチュエータ1116は、電気モータにより駆動できる電動式のアクチュエータや、エアシリンダ、液圧シリンダなどを備える流体駆動式のアクチュエータとすることもできる。
回転板1150は略円形のリング状であり、押圧円板1110上の回転板ガイド1112により挟持される。回転板1150はその円の中心を回転中心として、略水平面を回転面として回転可能である。回転板1150は、ガイドローラ1113と褶動して回転する
。ヘッド部1100は棒状のシャフト1130を備える。シャフト1130を移動させることで、ヘッド部1100の回転板1150を回転させ、基板ホルダ60の可動保持部材11を固定保持部材15へと固定および固定解除することができる。なお、シャフト1130の移動は手動により行ってもよいし、シャフト1130を移動させるためのアクチュエータを設けてもよい。シャフト1130を移動させるためのアクチュエータは、たとえば、電気モータにより駆動できる電動式のアクチュエータや、エアシリンダ、液圧シリンダなどを備える流体駆動式のアクチュエータとすることができる。
回転板1150は、その回転に伴って押え部材12及び耳部13を回転させるように構成される。接続ボス1170に接続されたアクチュエータ1116により押圧円板1110が下方に移動されると、基板ホルダ60の可動保持部材11を下方に押し付ける。可動保持部材11が下方に押されると、シールリング18が変形する。可動保持部材11が下方に沈み込むため、押え部材12の耳部13がクランパ16と嵌合するための隙間が生まれる。
押圧円板1110は、複数の吊り上げフック1111をその外縁に有する。可動保持部材11の耳部13が回転移動して吊り上げフック1111の吊り上げ部の直上に移動した状態で、ヘッド部1100が上昇すると、可動保持部材11の耳部13が吊り上げフック1111に吊り上げられることにより可動保持部材11がヘッド部1100とともに上昇する。これにより、可動保持部材11と固定保持部材15との間に隙間が開くため、その隙間より固定保持部材への検査用基板WTの載置や取り出しを行うことができる。
ヘッド部1100を用いて検査用基板WTを基板ホルダ60にセットすると、検査用基板WTの基板電気接点301と、基板ホルダ60の電気接点21とが接続される。ヘッド部1100の開口部1115を介して、図示しない電流測定器318の検査プローブを検査用基板WTの測定点302に接続する。検査用基板WTのコネクタ304に、電流測定器318のプローブを備えるコネクタ1300を接続することで、電流測定器318の検査プローブと、検査用基板WTの測定点302との接続を確立することができる。かかる状態で、基板ホルダ60を通じて検査用基板WTに電流を流すことができる。なお、ケーシング402の本体部402aまたはカバー部402bのいずれかに、センサを設けて本体部402aまたはカバー部402bの接続状態を確認できるようにし、本体部402aにカバー部402bが接続された状態でのみ、基板ホルダ60に電流を流すことが可能に構成してもよい。電流の大きさは、めっき装置で基板Wを電気めっきするときに基板Wに流す電流と同程度の大きさとなるように設定することができる。検査用基板WTの複数の基板電気接点301はそれぞれ電気的に独立しているので、基板ホルダ60の複数の電気接点21の各々を流れる電流値を測定することができる。たとえば、上述のように、基板ホルダ60の電気接点として根元は共通であるが先端が複数に分割された電気接点を用い、基板電気接点301が分割された複数の先端に対応して設けられている場合、基板ホルダ60の複数の電気接点21としてそれぞれの先端の各々を流れる電流値を測定することができる。そのため、電流を測定することで、基板ホルダ60の複数の電気接点21の異常を検出することができる。電気接点21に異常がある基板ホルダ60はめっき装置において使用しないようにすることができる。さらに、基板ホルダ60の電気接点21に異常があった場合、いずれの電気接点21に異常があるかを特定することができる。基板ホルダ60の特定の電気接点21のみに異常がある場合、異常のある電気接点21のみを交換するだけで、基板ホルダ60を再び使用できる状態にすることができる。
一実施形態において、電流測定モジュール200は、めっき装置から基板ホルダ60を取り出して、めっき装置外で基板ホルダ60を検査するスタンドアロン型の電流測定モジュールとすることができる。他の実施形態として、電流測定モジュール200をめっき装置のフィキシングユニット120に設置して、めっき装置内で基板ホルダ60の検査を実
施できるようにしてもよい。この場合、図5に示される基板ホルダ開閉機構400のケーシング402はなくてもよい。また、めっき装置内で、基板ホルダ60の検査をする場合、基板ホルダ60への検査用基板WTの設置は搬送用のロボットなどにより人の手を介さずに行うことが望ましい。基板ホルダ60に異常が見つかった場合、その基板ホルダ60は使用せずに、他の正常な基板ホルダ60を使用してめっき処理を行い、めっき装置のメンテナンス時に異常のあった基板ホルダ60を交換または修理することができる。
<第2の実施形態>
図9は、一実施形態による電流測定モジュール200を示す概略図である。図10は、図9に示される電流測定モジュール200に使用される検査用基板WTを示す平面図である。図10に示されるように、検査用基板WTは、表面を絶縁性とした基材の上に全面に導電層を有し、導電層の表面は対してさらに外周部310および複数の検査領域311を除いて絶縁膜312で覆われている。つまり、検査用基板WTは、外周部310および検査領域311のみが導電層が露出しており、その他の部分は絶縁膜312で覆われている。基材は、たとえば表面に酸化層を有するシリコン(Si)基板とすることができる。絶縁膜312はレジストなどとすることができる。また、検査用基板WTの複数の検査領域311は、たとえば、基板がめっき装置によりめっきされる領域に概ね対応する領域に設けるようにしてもよい。検査用基板WTの導電層は、めっき装置によりめっきされる基板の導電層と同程度の厚さを有することが望ましい。図9に示されるように、電流測定モジュール200は、複数の検査プローブ320を備える。複数の検査プローブ320は支持部材322により支持されている。支持部材322は、検査用基板WTと向かい合うように配置され、検査用基板WTの表面に垂直な方向に移動可能に構成される。一実施形態において、検査プローブ320の数は、検査用基板WTの検査領域311と同じ数とし、また、電流測定モジュール200は、支持部材322を検査用基板WTの方に移動すると、複数の検査プローブ320のそれぞれが、検査用基板WTの複数の検査領域311のそれぞれに接触するように構成される。図示の明瞭化のために図9には示されていないが、検査用基板WTは基板ホルダ60に保持されており、基板ホルダ60のホルダ電気接点21を介して、検査用基板WTへ電流を流すことができる。図9に示される電流測定モジュール200は、検査プローブ320により、検査用基板WTの外周部310から任意の検査領域311に流れる電流を測定することができる。
図11は、一実施形態による、基板ホルダの検査方法のフローを示す図である。図11は、基板Wのめっき処理を行う前に基板ホルダ60の検査を行う場合の検査方法を示している。図11に示される検査方法は、上述の実施形態によるめっき装置、基板ホルダ、検査用基板、電流測定モジュールを使用して行うことができる。
まず、めっき対象物である基板Wのめっきを始める前に、検査用基板WTを基板ホルダ60に保持させる(S100)。検査用基板WTは、たとえば、図8に示される基板ホルダ開閉機構400を使用して基板ホルダ60にセットすることができる。また、めっき装置内に電流測定モジュール200が配置されている場合は、フィキシングユニット120において、検査用基板WTを基板ホルダ60にセットするようにしてもよい。次に、検査用基板WTを保持した基板ホルダ60を電流測定モジュール200に配置する(S102)。次に、電流測定モジュール200において基板ホルダ60および検査用基板WTに電流電を印加し、基板ホルダ60および検査用基板WTに流れる電流値を測定する(S104)。図8に示される電流測定モジュール200を使用する場合は、測定器のコネクタ1300を検査用基板WTのコネクタ304に接続することで、検査プローブを検査用基板WTに接触させて、基板ホルダ60の外部接点114から基板ホルダ60の内部の配線、電気接点21を通って検査用基板WTの測定点302、311に流れる電流の電流値を測定する。測定された電流値は、制御装置314、500に伝達される。次に、制御装置314、500において、測定した電流値が所定の範囲内であるか否かを判断する(S10
6)。一実施形態において、所定の範囲は、めっき時に正常な基板ホルダ60を通じて基板Wに流れる電流値を予め測定しておき、実測した正常な電流値に基づいて決定しておくことができる。たとえば、正常な電流値の平均値から20%以内の範囲を所定の範囲とすることができる。判断の一例として、基板ホルダ60の各電気接点21の全てに流れる電流値が所定の範囲内である場合に、正常な基板ホルダ60であると判断することができる。また、さらに、各電気接点21を流れる電流値のばらつきが10%以内であるときに正常な基板ホルダ60であると判断してもよい。例えば、ばらつきは、最大値と最小値との差や、平均値からの最大乖離から判断することができる。また、より高電流密度でめっきを行う場合ほど、各電気接点21を流れる電流値のばらつきはより小さくした方が好ましい。さらに、各電気接点21を流れる電流値を測定するときに、同一の電気接点21を流れる電流値を複数回測定して、平均値をその各電気接点21を流れる電流値としてもよい。S108において、基板ホルダ60に流れる電流値が所定の範囲にない場合、その基板ホルダ60を使用不可ステータスにする。制御装置、314、500により、使用不可ステータスとなった基板ホルダ60は、めっき処理において使用されない。使用不可ステータスの基板ホルダ60は、メンテナンス時に交換または修理される。その後、基板ホルダ60から検査用基板WTを取り外す(S110)。また、このとき、制御装置、314、500は、アラームや警告表示などにより、基板ホルダ60に異常があることを使用者に知らせるようにしてもよい。電流値が所定の範囲にない基板ホルダ60は、異常がある基板ホルダなので、めっき処理には使用できないので、基板ホルダ60をストッカ124に戻す(S112)。S106において、基板ホルダ60に流れる電流値が所定の範囲にある場合、検査用基板WTを基板ホルダ60から取り外し(S114)、めっき対象である基板Wを同基板ホルダ60に保持させる(S116)。その後、基板ホルダ60に基板Wを保持したまま、後続のめっき処理を行う(S118)。
このように、基板Wのめっき処理を行う前に、使用する基板ホルダ60の検査を行うことができる。そのため、基板ホルダ60の不良によるめっき処理の不具合を防止することができる。また、不合格となった基板ホルダ60については、オフラインでメンテナンスを行うことができるので、めっき処理自体は継続して行うことができる。
第1の実施形態による電流測定モジュールおよび検査用基板WTにおいては、基板ホルダ60の電気接点21、基板ホルダ60の内部配線、検査用基板WTの内部の配線303、測定点302の端子の抵抗が等しければ、基板ホルダ60の各々の電気接点21と検査用基板WTの各々の基板電気接点301と接触抵抗が良好であれば、理想的には等しい電流が流れるはずである。よって、基板ホルダ60の異常を判断するための正常な電流値はそれを考慮して設定される。一方、第2の実施形態では、検査領域311は基板面内に分布しており、各々の検査領域311は外周部310からの距離が異なるため、基板ホルダ60に異常が無くても、導電層の抵抗分だけ検査領域311の各電流測定値にはばらつきが存在する。基板ホルダ60の異常を判断するための正常な電流値はそれを考慮して設定される。第1の実施形態による検査では、純粋に基板ホルダ60の電気接点21の接触状態を評価するのに適している。第2の実施形態は、バンプめっき等のレジスト開口部に実際にめっきした膜厚分布(バンプ高さ)状態と、検査領域311の各電流測定値の分布状態を比較することで、アノードの電位分布、めっき液中の電位分布等の因子を除いて実際に基板にめっきする際の基板面内の電流分布を模擬的に評価することで、異常を判断することに適している。いずれの実施形態においても、新品の基板ホルダを用いて検査用基板で電流値測定を行い、複数の基板ホルダの平均電流値に基づいて、異常を判断する正常電流値の指標を決定することができ、指標となる値からの許容できるばらつき範囲を正常範囲としてもよい。
以上、いくつかの例に基づいて本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するもので
はない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明には、その均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。
11…可動保持部材
12…押え部材
13…耳部
14…基板載置箇所
15…固定保持部材
16…クランパ
18…シールリング
21…電気接点
60…基板ホルダ
112…ハンガー部
114…外部接点
120…フィキシングユニット
124…ストッカ
134…めっきセル
140…基板ホルダ搬送装置
200…電流測定モジュール
301…基板電気接点
302…測定点
303…配線
304…コネクタ
310…外周部
311…検査領域
312…絶縁膜
314…制御装置
318…電流測定器
320…検査プローブ
322…支持部材
400…基板ホルダ開閉機構
402…ケーシング
500…制御装置
1300…コネクタ
W…基板
WT…検査用基板


Claims (7)

  1. 検査用基板を用いて基板ホルダに流れる電流を測定するための電流測定モジュールであって、
    前記基板ホルダは、保持された基板に電流を供給するための、基板に接触可能な複数のホルダ電気接点を有し、
    前記基板ホルダは、前記基板ホルダに流れる電流を測定するための検査用基板を保持することができ、検査用基板を保持した状態において、複数の前記ホルダ電気接点の各々が、前記検査用基板に設けられた電気的に独立した複数の基板電気接点のそれぞれに接触するように構成され、
    前記検査用基板は、
    配線により複数の前記基板電気接点とそれぞれ接続されている複数の測定点と、
    前記複数の測定点に電気的に連結されている基板側コネクタと、を有し、
    前記電流測定モジュールは、前記基板ホルダに保持された検査用基板の前記複数の測定点のそれぞれに接触可能な複数の検査プローブと、
    前記複数の検査プローブに電気的に連結されている測定側コネクタと、を有し、
    前記基板側コネクタと前記測定側コネクタとを接続することで、前記検査用基板の複数の測定点のそれぞれと、前記複数の検査プローブのそれぞれが電気的に接続されるように構成される、
    電流測定モジュール。
  2. 請求項1に記載の電流測定モジュールであって、
    前記基板ホルダの前記ホルダ電気接点から、前記基板電気接点、前記配線、および前記測定点に、基板を電気めっきするときに基板に付与する電圧と同じ大きさの電圧を印加することで、前記基板ホルダに流れる電流を測定する、
    電流測定モジュール。
  3. 請求項1または2に記載の電流測定モジュールであって、前記検査用基板の前記複数の
    基板電気接点のそれぞれと前記複数の測定点のそれぞれを接続するそれぞれの配線の長さは等しい、
    電流測定モジュール。
  4. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電流測定モジュールであって、
    前記基板ホルダは、互いに電気的に独立した複数の接点保持部材を有し、前記複数のホルダ電気接点は、前記接点保持部材のそれぞれに設けられている、
    電流測定モジュール。
  5. 基板ホルダに流れる電流を測定するときに用いる検査用基板であって、
    前記検査用基板の表面の外側部分に配置されている、電気的に独立した複数の基板電気接点と、
    前記検査用基板の表面の内側部分に配置されている、複数の測定点と、
    前記複数の基板電気接点のそれぞれと前記複数の測定点のそれぞれとを接続する複数の配線と、
    前記複数の測定点に電気的に連結されている基板側コネクタと、を有する、
    検査用基板。
  6. 検査用基板を用いて基板ホルダに流れる電流を測定するための電流測定モジュールであって、
    前記基板ホルダは、保持された基板に電流を供給するための、基板に接触可能な複数のホルダ電気接点を有し、
    前記基板ホルダは、前記基板ホルダに流れる電流を測定するための検査用基板を保持することができ、検査用基板を保持した状態において、複数の前記ホルダ電気接点の各々が、前記検査用基板に設けられた複数の基板電気接点のそれぞれに接触するように構成され、
    前記検査用基板は、導電層である表面が絶縁層により被覆されており、前記絶縁層に複数の孔を備え、前記複数の孔により前記検査用基板の前記導電層が露出されており、前記複数の基板電気接点は前記絶縁層により被覆されていない前記導電層により構成されており、
    前記電流測定モジュールは、前記基板ホルダに保持された検査用基板の前記導電層に前記孔を通じて接触可能な検査プローブを有する、
    電流測定モジュール。
  7. 基板ホルダに流れる電流を測定するときに用いる検査用基板であって、
    前記検査用基板の表面の外側部分に配置されている、複数の基板電気接点を有し、
    前記検査用基板の導電層である表面は絶縁層により被覆されており、前記絶縁層に複数の孔を備え、前記複数の孔により前記検査用基板の前記導電層が露出されており前記複数の基板電気接点は前記絶縁層により被覆されていない前記導電層により構成されている、
    検査用基板。
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