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

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。

Images