JP7474673B2 - めっき装置、気泡除去方法、および気泡除去方法をめっき装置のコンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体 - Google Patents
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Description
本願は、めっき装置、気泡除去方法、および気泡除去方法をめっき装置のコンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体に関する。
めっき装置の一例としてカップ式の電解めっき装置が知られている。カップ式の電解めっき装置は、被めっき面を下方に向けて基板ホルダに保持された基板（例えば半導体ウェハ）をめっき液に浸漬させ、基板とアノードとの間に電圧を印加することによって、基板の表面に導電膜を析出させる。
例えば特許文献１に開示されているように、カップ式の電解めっき装置では、めっき槽にめっき液を供給し、めっき槽の上縁からオーバーフローしためっき液をタンクに溜めて、タンクに溜められためっき液をめっき槽に循環することが知られている。
しかしながら、従来技術の電解めっき装置は、めっき槽への液入れ時に抵抗体の裏面に気泡が停滞することについて考慮されていない。
すなわち、カップ式の電解めっき装置は、基板の被めっき面に均一な電界を供給するためにアノードと基板との間に配置された抵抗体を備える場合がある。抵抗体は、多孔質の板状部材またはアノード側と基板側とを連通する複数の貫通穴が形成された板状部材で構成され得る。
ここで、めっき槽が空の状態からめっき液などの処理液の液入れを行う際には、処理液の供給配管での空気の巻き込みなどによってめっき槽内に気泡が混入する場合がある。そのまま液入れを継続して処理液をめっき槽に満たすと、小さな気泡は抵抗体の多孔質穴または貫通孔を通って上昇して処理液の液面から抜けるが、抵抗体の多孔質穴または貫通孔よりも大きな気泡は抵抗体の裏面に停滞する場合がある。抵抗体の裏面に気泡が停滞すると、めっき性能に影響を及ぼし得るので好ましくない。
そこで、本願は、めっき槽への液入れ時に抵抗体の裏面に気泡が停滞するのを抑制することを１つの目的としている。
一実施形態によれば、めっき槽と、被めっき面を下方に向けた状態で基板を保持するための基板ホルダと、前記基板ホルダを昇降させるための昇降機構と、前記基板ホルダに保持された基板と対向するように前記めっき槽内に配置されたアノードと、前記アノードと前記基板との間に配置された抵抗体と、リザーバタンクに蓄えられた処理液を前記抵抗体より下方から前記めっき槽に供給するための供給配管と、前記供給配管を介してめっき槽に供給された処理液を前記抵抗体より下方から前記リザーバタンクに排出するためのバイパス配管と、を含む、めっき装置が開示される。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下で説明する図面において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
＜めっき装置の全体構成＞
図１は、本実施形態のめっき装置の全体構成を示す斜視図である。図２は、本実施形態のめっき装置の全体構成を示す平面図である。図１、２に示すように、めっき装置１０００は、ロードポート１００、搬送ロボット１１０、アライナ１２０、プリウェットモジュール２００、プリソークモジュール３００、めっきモジュール４００、洗浄モジュール５００、スピンリンスドライヤ６００、搬送装置７００、および、制御モジュール８００を備える。
図１は、本実施形態のめっき装置の全体構成を示す斜視図である。図２は、本実施形態のめっき装置の全体構成を示す平面図である。図１、２に示すように、めっき装置１０００は、ロードポート１００、搬送ロボット１１０、アライナ１２０、プリウェットモジュール２００、プリソークモジュール３００、めっきモジュール４００、洗浄モジュール５００、スピンリンスドライヤ６００、搬送装置７００、および、制御モジュール８００を備える。
ロードポート１００は、めっき装置１０００に図示していないFOUPなどのカセットに収納された基板を搬入したり、めっき装置１０００からカセットに基板を搬出するためのモジュールである。本実施形態では４台のロードポート１００が水平方向に並べて配置されているが、ロードポート１００の数および配置は任意である。搬送ロボット１１０は、基板を搬送するためのロボットであり、ロードポート１００、アライナ１２０、および搬送装置７００の間で基板を受け渡すように構成される。搬送ロボット１１０および搬送装置７００は、搬送ロボット１１０と搬送装置７００との間で基板を受け渡す際には、図示していない仮置き台を介して基板の受け渡しを行うことができる。
アライナ１２０は、基板の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ためのモジュールである。本実施形態では２台のアライナ１２０が水平方向に並べて配置されているが、アライナ１２０の数および配置は任意である。プリウェットモジュール２００は、めっき処理前の基板の被めっき面を純水または脱気水などの処理液で濡らすことで、基板表面に形成されたパターン内部の空気を処理液に置換する。プリウェットモジュール２００は、めっき時にパターン内部の処理液をめっき液に置換することでパターン内部にめっき液を供給しやすくするプリウェット処理を施すように構成される。本実施形態では２台のプリウェットモジュール２００が上下方向に並べて配置されているが、プリウェットモジュール２００の数および配置は任意である。
プリソークモジュール３００は、例えばめっき処理前の基板の被めっき面に形成したシード層表面等に存在する電気抵抗の大きい酸化膜を硫酸や塩酸などの処理液でエッチング除去してめっき下地表面を洗浄または活性化するプリソーク処理を施すように構成される。本実施形態では２台のプリソークモジュール３００が上下方向に並べて配置されているが、プリソークモジュール３００の数および配置は任意である。めっきモジュール４００は、基板にめっき処理を施す。本実施形態では、上下方向に３台かつ水平方向に４台並べて配置された１２台のめっきモジュール４００のセットが２つあり、合計２４台のめっきモジュール４００が設けられているが、めっきモジュール４００の数および配置は任意である。
洗浄モジュール５００は、めっき処理後の基板に残るめっき液等を除去するために基板に洗浄処理を施すように構成される。本実施形態では２台の洗浄モジュール５００が上下方向に並べて配置されているが、洗浄モジュール５００の数および配置は任意である。スピンリンスドライヤ６００は、洗浄処理後の基板を高速回転させて乾燥させるためのモジュールである。本実施形態では２台のスピンリンスドライヤが上下方向に並べて配置されているが、スピンリンスドライヤの数および配置は任意である。搬送装置７００は、めっき装置１０００内の複数のモジュール間で基板を搬送するための装置である。制御モジュール８００は、めっき装置１０００の複数のモジュールを制御するように構成され、例えばオペレータとの間の入出力インターフェースを備える一般的なコンピュータまたは専用コンピュータから構成することができる。
めっき装置１０００による一連のめっき処理の一例を説明する。まず、ロードポート１００にカセットに収納された基板が搬入される。続いて、搬送ロボット１１０は、ロードポート１００のカセットから基板を取り出し、アライナ１２０に基板を搬送する。アライナ１２０は、基板の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。搬送ロボット１１０は、アライナ１２０で方向を合わせた基板を搬送装置７００へ受け渡す。
搬送装置７００は、搬送ロボット１１０から受け取った基板をプリウェットモジュール２００へ搬送する。プリウェットモジュール２００は、基板にプリウェット処理を施す。搬送装置７００は、プリウェット処理が施された基板をプリソークモジュール３００へ搬送する。プリソークモジュール３００は、基板にプリソーク処理を施す。搬送装置７００は、プリソーク処理が施された基板をめっきモジュール４００へ搬送する。めっきモジュール４００は、基板にめっき処理を施す。
搬送装置７００は、めっき処理が施された基板を洗浄モジュール５００へ搬送する。洗浄モジュール５００は、基板に洗浄処理を施す。搬送装置７００は、洗浄処理が施された基板をスピンリンスドライヤ６００へ搬送する。スピンリンスドライヤ６００は、基板に乾燥処理を施す。搬送装置７００は、乾燥処理が施された基板を搬送ロボット１１０へ受け渡す。搬送ロボット１１０は、搬送装置７００から受け取った基板をロードポート１００のカセットへ搬送する。最後に、ロードポート１００から基板を収納したカセットが搬出される。
＜めっきモジュールの構成＞
次に、めっきモジュール４００の構成を説明する。本実施形態における２４台のめっきモジュール４００は同一の構成であるので、１台のめっきモジュール４００のみを説明する。図３は、第１実施形態のめっきモジュール４００の構成を概略的に示す縦断面図である。図３に示すように、めっきモジュール４００は、めっき液を収容するためのめっき槽４１０を備える。めっき槽４１０は、上面が開口した円筒形の内槽４１２と、内槽４１２の上縁からオーバーフローしためっき液を溜められるように内槽４１２の周囲に設けられた外槽４１４と、を含んで構成される。
次に、めっきモジュール４００の構成を説明する。本実施形態における２４台のめっきモジュール４００は同一の構成であるので、１台のめっきモジュール４００のみを説明する。図３は、第１実施形態のめっきモジュール４００の構成を概略的に示す縦断面図である。図３に示すように、めっきモジュール４００は、めっき液を収容するためのめっき槽４１０を備える。めっき槽４１０は、上面が開口した円筒形の内槽４１２と、内槽４１２の上縁からオーバーフローしためっき液を溜められるように内槽４１２の周囲に設けられた外槽４１４と、を含んで構成される。
めっきモジュール４００は、内槽４１２の内部を上下方向に隔てるメンブレン４２０を備える。内槽４１２の内部はメンブレン４２０によってカソード領域４２２とアノード領域４２４に仕切られる。カソード領域４２２とアノード領域４２４にはそれぞれめっき液が充填される。アノード領域４２４の内槽４１２の底面にはアノード４３０が設けられる。カソード領域４２２にはメンブレン４２０に対向する抵抗体４５０が配置される。抵抗体４５０は、基板Ｗｆの被めっき面Ｗｆ－ａにおけるめっき処理の均一化を図るための部材である。なお、本実施形態ではメンブレン４２０が設けられる一例を示したが、メンブレン４２０は設けられなくてもよい。
また、めっきモジュール４００は、被めっき面Ｗｆ－ａを下方に向けた状態で基板Ｗｆを保持するための基板ホルダ４４０を備える。基板ホルダ４４０は、図示していない電源から基板Ｗｆに給電するための給電接点を備える。めっきモジュール４００は、基板ホルダ４４０を昇降させるための昇降機構４４２を備える。昇降機構４４２は、例えばモータなどの公知の機構によって実現することができる。めっきモジュール４００は、昇降機構４４２を用いて基板Ｗｆをカソード領域４２２のめっき液に浸漬し、アノード４３０と基板Ｗｆとの間に電圧を印加することによって、基板Ｗｆの被めっき面Ｗｆ－ａにめっき処理を施すように構成される。
本実施形態のめっきモジュール４００は、例えばめっきモジュール４００の立ち上げ時のようにめっき槽４１０が空の状態からめっき液の液入れを行う場合には、カソード領域４２２とアノード領域４２４のそれぞれにめっき液を供給するように構成される。アノード領域４２４には、アノード領域４２４に接続された図示していない供給配管からめっき液が供給される。一方、図３に示すように、カソード領域４２２にめっき液を供給するために、内槽４１２の側壁４１２ａの抵抗体４５０より下方かつメンブレン４２０より上方に供給口４１２ｂが形成される。めっきモジュール４００は、めっき液を内槽４１２内のカソード領域４２２に供給するために供給口４１２ｂに接続された供給配管４６０を備える。
ここで、カソード領域４２２への液入れ時には、めっき液が供給配管４６０において空気を巻き込むことなどによって内槽４１２内（カソード領域４２２）に気泡が混入する場合がある。図４は、抵抗体４５０の裏面に停滞する気泡を模式的に示す図である。図４に示すように、抵抗体４５０は、アノード４３０が設置された側と基板Ｗｆが浸漬される側とを連通するように上下方向に伸びる複数の貫通孔４５２が形成された板状部材によって構成される。空気を巻き込んだめっき液を供給し続けて内槽４１２にめっき液を満たすと、図４に示すように、小さな気泡Ｂｕｓは抵抗体４５０の貫通孔４５２を通って上昇してめっき液面から抜けるが、抵抗体４５０の貫通孔４５２よりも大きな気泡Ｂｕｂは抵抗体４５０の裏面４５４に停滞する場合がある。抵抗体４５０の裏面４５４に気泡Ｂｕｂが停滞すると、めっき性能に影響を及ぼし得るので好ましくない。なお、抵抗体４５０は、本実施形態の構成に限定されず、例えば多孔質の板状部材などによって構成することもできる。
これに対して第１実施形態のめっきモジュール４００では、図３に示すように、内槽４１２の側壁４１２ａの供給口４１２ｂに対向する位置に排出口４１２ｃが形成される。めっきモジュール４００は、供給配管４６０を介してめっき槽４１０（内槽４１２）に供給されためっき液を排出するために排出口４１２ｃに接続されたバイパス配管４６２を備える。以下、バイパス配管４６２を用いためっき液の循環について説明する。
図５は、第１実施形態のめっきモジュール４００の処理液の循環経路を概略的に示す図である。図５に示すように、めっきモジュール４００は、めっき液を溜めるように構成されたリザーバタンク４７０を備える。供給配管４６０は、第１の端部４６０ａがリザーバタンク４７０に接続され、第２の端部４６０ｂが内槽４１２の供給口４１２ｂに接続される。供給配管４６０には、リザーバタンク４７０に溜められためっき液を内槽４１２に吐出するためのポンプ４７２が設けられる。また、供給配管４６０には、めっき液中に含まれるダストなどの異物を取り除くためのフィルタ４７４、およびめっき液を所定の温度に保つための恒温器４７６が設けられる。
一方、バイパス配管４６２は、第１の端部４６２ａが内槽４１２の排出口４１２ｃに接続され、第２の端部４６２ｂがリザーバタンク４７０に接続される。バイパス配管４６２には、バイパス配管４６２を流れるめっき液の流量を調整するように構成された流量調整機構４８０が設けられる。流量調整機構４８０は、例えば、バイパス配管４６２を開閉することができる開閉弁であってもよいし、バイパス配管４６２を流れるめっき液の流量を可変制御することができる絞り弁であってもよい。流量調整機構４８０によってバイパス配管４６２にめっき液が流れるようにすれば、供給配管４６０を介して内槽４１２に供給されためっき液はバイパス配管４６２を介してリザーバタンク４７０に排出される。また、バイパス配管４６２を介して排出されためっき液を含むリザーバタンク４７０内のめっき液は、ポンプ４７２によって供給配管４６０を介して内槽４１２に供給される。その結果、めっき液は内槽４１２とリザーバタンク４７０との間で循環する。なお、めっきモジュール４００は、外槽４１４に溜められためっき液をリザーバタンク４７０に戻すための戻し配管４６４を備える。戻し配管４６４は、第１の端部４６４ａが外槽４１４に接続され、第２の端部４６４ｂがリザーバタンク４７０に接続される。
めっきモジュール４００は、液入れを行う場合、内槽４１２内のめっき液の液面が抵抗体４５０の裏面４５４よりも高くならないようにポンプ４７２の吐出量を調整しながら内槽４１２とリザーバタンク４７０との間でめっき液を循環させる。めっき液に含まれる気泡は、めっき液が内槽４１２とリザーバタンク４７０との間で循環している間に、例えば、内槽４１２内のめっき液の液面またはリザーバタンク４７０内のめっき液の液面から大気へ抜ける。
めっきモジュール４００は、例えば実験などによって経験的に得られた所定時間めっき液の循環を行うことによって、めっき液中に含まれる気泡を除去することができる。めっきモジュール４００は、めっき液の循環によってめっき液中の気泡を除去した後、流量調整機構４８０を用いてバイパス配管４６２を閉じることによってめっき液の循環を停止する。一方、めっきモジュール４００は、気泡が含まれないめっき液をポンプ４７２によって内槽４１２へ供給し続けることによって抵抗体４５０の上方まで内槽４１２にめっき液を満たした後、基板Ｗｆのめっき処理を実行することができる。以上、本実施形態によれば、めっき槽４１０（内槽４１２）への液入れ時に抵抗体４５０の裏面４５４に気泡Ｂｕｂが停滞するのを抑制することができる。なお、例えば昇降機構４４２、ポンプ４７２、流量調整機構４８０などのめっきモジュール４００を構成する各種部品は、図３に示すように処理装置８１０（例えばＣＰＵ）および記憶媒体８２０を備える制御モジュール８００によって制御することができる。ただし、上記の態様に限らず、めっきモジュール４００は、めっき液の循環によってめっき液中の気泡を除去した後、流量調整機構４８０を用いてバイパス配管４６２を流れるめっき液の流量を絞ることによって少量のめっき液をバイパス配管４６２から流し続けてもよい。この場合、めっきモジュール４００は、内槽４１２へのめっき液の供給量がバイパス配管４６２からのめっき液の排出量より多くなるようにバイパス配管４６２を流れるめっき液の流量を絞ることによって、内槽４１２にめっき液を充填する（満たす）ことができる。
なお、本実施形態では排出口４１２ｃが供給口４１２ｂに対向する位置に形成される例を示したが、これに限定されない。排出口４１２ｃは、内槽４１２の側壁４１２ａの抵抗体４５０より下方かつメンブレン４２０より上方に形成されていればよい。めっきモジュール４００がメンブレン４２０を備えない場合には、排出口４１２ｃは、内槽４１２の側壁４１２ａの抵抗体４５０より下方に形成されていればよい。一例として、排出口４１２ｃは、供給口４１２ｂよりも上方に位置するように内槽４１２の側壁４１２ａに形成されてもよい。内槽４１２に供給されためっき液に含まれる気泡はめっき液の上部に存在するので、排出口４１２ｃを供給口４１２ｂよりも高い位置に設けることによって気泡を排出口４１２ｃから排出し易くなる。また、本実施形態では、めっき槽４１０へ液入れされる処理液の一例としてめっき液を説明したが、処理液はめっき液に限らず、めっき槽４１０を洗浄するための洗浄液であってもよい。洗浄液は、例えば、純水であってもよく、希硫酸、クエン酸、添加剤成分など有機物汚染に対してはアルカリ性水溶液（水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど）やＳＰＭ（Ｓｕｌｆｕｒｉｃ Ａｃｉｄ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘｉｄｅ Ｍｉｘｔｕｒｅ）溶液であってもよく、金属汚染に対しては硝酸などの水溶液であってもよい。
図６は、第２実施形態のめっきモジュールの処理液の循環経路を概略的に示す図である。第２実施形態のめっきモジュールは、配管気泡検出センサ４８２を備えることを除いて第１実施形態と同様の構成であるため、第１実施形態と重複する構成については説明を省略する。
図６に示すように、第２実施形態のめっきモジュール４００は、供給配管４６０を流れるめっき液中の気泡の存在を検出するように構成された配管気泡検出センサ４８２を備える。配管気泡検出センサ４８２は、例えば、供給配管４６０を流れるめっき液に対して超音波を発信するとともにめっき液を伝播した超音波を受信し、受信した超音波の強度に基づいて気泡の存在を検出することができる超音波センサであり得るが、超音波センサには限定されない。第２実施形態のめっきモジュール４００は、第１実施形態と同様にめっき液を循環させながら、配管気泡検出センサ４８２によってめっき液に含まれる気泡が除去されたか否かを判定することができる。
第２実施形態のめっきモジュール４００では、流量調整機構４８０は、配管気泡検出センサ４８２の検出結果に応じてバイパス配管４６２を流れるめっき液の流量を調整することができる。具体的には、流量調整機構４８０は、配管気泡検出センサ４８２によってめっき液中に気泡の存在が所定時間検出されない場合には、バイパス配管４６２を閉じてめっき液の循環を停止することができる。本実施形態によれば、配管気泡検出センサ４８２を用いてめっき液中の気泡の存在の有無を確認することができるので、めっき液に気泡が含まれなくなってからめっき液の循環を停止して内槽４１２にめっき液を溜めることができる。その結果、本実施形態によれば、内槽４１２への液入れ時に抵抗体４５０の裏面４５４に気泡Ｂｕｂが停滞するのをより確実に抑制することができる。なお、本実施形態では供給配管４６０に配管気泡検出センサ４８２が設けられる例を示したが、配管気泡検出センサ４８２はバイパス配管４６２に設けられていてもよく、バイパス配管４６２を流れるめっき液中の気泡の存在を検出することもできる。
図７は、第３実施形態のめっきモジュールの処理液の循環経路を概略的に示す図である。第３実施形態のめっきモジュールは、脱気モジュール４８４を備えることを除いて第２実施形態と同様の構成であるため、第２実施形態と重複する構成については説明を省略する。
図７に示すように、めっきモジュール４００は、バイパス配管４６２を流れるめっき液に含まれる気泡を除去するように構成された脱気モジュール４８４を備える。本実施形態では、めっき液に含まれる気泡は、めっき液が内槽４１２とリザーバタンク４７０との間で循環している間に脱気モジュール４８４によって脱気される。本実施形態では、脱気モジュール４８４がバイパス配管４６２に設けられる例を示したが、これに限らず脱気モジュール４８４は供給配管４６０に設けられていてもよい。
本実施形態によれば、脱気モジュール４８４を用いることによってめっき液中の気泡を効率よく除去することができるので、内槽４１２への液入れ時に抵抗体４５０の裏面４５４に気泡Ｂｕｂが停滞するのをより確実に抑制することができる。また、脱気モジュール４８４を用いることによってめっき液中の気泡を効率よく除去することができるので、気泡除去のためのめっき液の循環時間を短くすることができ、その結果、めっきモジュール４００の立ち上げ時などにおけるめっき槽４１０への液入れを速やかに実行することができる。なお、図５から図７の実施形態では、１つのめっき槽４１０に１つのリザーバタンク４７０が接続されている例を示したが、これに限定されない。複数（例えば２つ）のめっき槽４１０が同様の配管構造で１つのリザーバタンク４７０に接続されていてもよい。すなわち、複数のめっき槽４１０が１つのリザーバタンク４７０を同様の配管構造で共用してもよい。
図８は、第４実施形態のめっきモジュールの構成を概略的に示す縦断面図である。第４実施形態のめっきモジュールは、抵抗体気泡検出センサ４９０を備えることを除いて第１実施形態と同様の構成であるため、第１実施形態と重複する構成については説明を省略する。
図８に示すように、めっきモジュール４００は、抵抗体４５０のアノード４３０と対向する面（裏面４５４）における気泡の存在を検出するための抵抗体気泡検出センサ４９０を備える。抵抗体気泡検出センサ４９０は、抵抗体４５０のアノード４３０と対向する面（裏面４５４）に沿って超音波を発信するように構成された超音波発信部材４９２と、超音波発信部材４９２から発信された超音波を受信するように構成された超音波受信部材４９４と、を含む超音波センサで構成され得る。
本実施形態によれば、抵抗体気泡検出センサ４９０によって抵抗体４５０の裏面４５４における気泡の存在の有無を確認することができる。したがって、例えば、内槽４１２への液入れ時にめっき液を循環させることによってめっき液中の気泡を除去し、内槽４１２にめっき液を満たした後に、抵抗体４５０の裏面４５４に気泡が停滞していないことを確認することができる。めっきモジュール４００は、抵抗体気泡検出センサ４９０によって抵抗体４５０の裏面４５４に気泡が検出された場合には、アラームを発出して再度めっき液の循環を行うことができる。めっきモジュール４００は、抵抗体気泡検出センサ４９０によって抵抗体４５０の裏面４５４に気泡が検出されない場合には、めっき処理を実行することができる。
図９は、第５実施形態のめっきモジュールの構成を概略的に示す縦断面図である。第５実施形態のめっきモジュールは、傾斜機構４１６を備えることを除いて第４実施形態と同様の構成であるため、第４実施形態と重複する構成については説明を省略する。
図９に示すように、めっきモジュール４００は、めっき槽４１０を傾斜させるように構成された傾斜機構４１６を備える。傾斜機構４１６は、例えばチルト機構などの公知の機構によって実現することができる。めっきモジュール４００は、図９に示すようにめっき槽４１０を傾斜させた状態で、抵抗体気泡検出センサ４９０によって抵抗体４５０の裏面４５４における気泡の存在の有無を確認することができる。
すなわち、円筒形状の内槽４１２に適合するように抵抗体４５０は円板状に形成されている。したがって、めっき液の循環によって除去されない気泡がある場合には、気泡は抵抗体４５０の円形の裏面４５４のいずれかの場所に停滞することになる。ここで、超音波発信部材４９２から発信され超音波受信部材４９４で受信される超音波の伝播経路以外の場所に気泡が停滞している場合には、その気泡が抵抗体気泡検出センサ４９０によって検出されないおそれがある。
これに対して、本実施形態では、めっき槽４１０を傾斜させることにより抵抗体４５０も傾斜するので、抵抗体４５０の裏面４５４に気泡が停滞している場合には、図９に示すように、気泡は傾斜した抵抗体４５０の上端付近に移動する。そして、超音波受信部材４９４は、めっき槽４１０の傾斜に伴って傾斜した抵抗体４５０の上端の近傍に配置される。したがって、本実施形態のめっきモジュール４００は、抵抗体４５０の裏面４５４に気泡が停滞している場合には、その気泡を抵抗体気泡検出センサ４９０による超音波の伝播経路に移動させることによって、裏面４５４に停滞する気泡の存在を確実に検出することができる。
なお、めっきモジュール４００は、抵抗体気泡検出センサ４９０によって抵抗体４５０の裏面４５４に気泡が検出されない場合には、傾斜機構４１６によってめっき槽４１０を水平に戻した後にめっき処理を実行することができる。また、めっきモジュール４００は、基板Ｗｆとアノード４３０とが平行になるように基板ホルダ４４０を傾斜させてめっき処理を実行することもできる。
次に、本実施形態の気泡除去方法について説明する。図１０は、めっきモジュールを用いた気泡除去方法のフローチャートである。本実施形態の気泡除去方法は、めっきモジュール４００の液入れ時に実行される。図１０に示すように、気泡除去方法は、ポンプ４７２を用いてリザーバタンク４７０に蓄えられためっき液を供給配管４６０から内槽４１２に供給する（供給ステップ１０２）。続いて、気泡除去方法は、供給ステップ１０２によって内槽４１２に供給されためっき液をバイパス配管４６２からリザーバタンク４７０に排出する（排出ステップ１０４）。
続いて、気泡除去方法は、配管気泡検出センサ４８２を用いて供給配管４６０を流れるめっき液中に気泡の存在が検出されるか否かを判定する（配管気泡検出ステップ１０６）。気泡除去方法は、供給配管４６０を流れるめっき液中に気泡の存在が検出されたら（配管気泡検出ステップ１０６，Ｙｅｓ）、排出ステップ１０４によって排出されためっき液を含むリザーバタンク４７０に蓄えられためっき液を供給配管４６０から内槽４１２に供給する（循環ステップ１０７）。気泡除去方法は、循環ステップ１０７の後排出ステップ１０４へ戻って、排出ステップ１０４、配管気泡検出ステップ１０６、および循環ステップ１０７を繰り返す。
なお、めっきモジュール４００が配管気泡検出センサ４８２を備えない場合には、配管気泡検出ステップ１０６は実行されない。その場合、気泡除去方法は、例えば実験などによって経験的に得られた所定時間、排出ステップ１０４および循環ステップ１０７を繰り返してめっき液の循環を行うことによって、めっき液中に含まれる気泡を除去することができる。また、供給ステップ１０２と循環ステップ１０７は、リザーバタンク４７０に蓄えられためっき液をポンプ４７２によって内槽４１２に供給するという点では同一の動作であるが、内槽４１２に供給するめっき液が内槽４１２から排出されためっき液を含まないか含むかという点で異なるため、別ステップとして記載している。
一方、気泡除去方法は、供給配管４６０を流れるめっき液中に気泡の存在が検出されなかったら（配管気泡検出ステップ１０６，Ｎｏ）、流量調整機構４８０を用いてバイパス配管４６２を流れるめっき液の流量を調整する（流量調整ステップ１０８）。流量調整ステップ１０８は、例えば流量調整機構４８０が開閉弁である場合には、開閉弁を閉じることによってめっき液の循環を停止する。これにより、バイパス配管４６２からめっき液が排出されなくなる一方、内槽４１２にはめっき液が供給され続けるので、内槽４１２にめっき液が満たされる。
続いて、気泡除去方法は、傾斜機構４１６を用いて内槽４１２を傾斜させる（傾斜ステップ１０９）。なお、めっきモジュール４００が傾斜機構４１６を備えない場合には、傾斜ステップ１０９は実行されない。続いて、気泡除去方法は、抵抗体気泡検出センサ４９０を用いて抵抗体４５０の裏面４５４における気泡の存在が検出されるか否かを判定する（抵抗体気泡検出ステップ１１０）。気泡除去方法は、抵抗体４５０の裏面４５４に気泡の存在が検出されたら（抵抗体気泡検出ステップ１１０，Ｙｅｓ）、アラームを発出する（ステップ１１２）。
一方、気泡除去方法は、抵抗体４５０の裏面４５４に気泡の存在が検出されなかったら（抵抗体気泡検出ステップ１１０，Ｎｏ）、基板Ｗｆを基板ホルダ４４０に保持する（ステップ１１４）。続いて、気泡除去方法は、基板Ｗｆをめっき液に浸漬させてめっき処理を実行する（ステップ１１６）。
本実施形態の気泡除去方法によれば、内槽４１２とリザーバタンク４７０との間でめっき液を循環させることによって、めっき液に含まれる気泡を、例えば内槽４１２内のめっき液の液面またはリザーバタンク４７０内のめっき液の液面から除去することができる。したがって、本実施形態の気泡除去方法によれば、めっき槽４１０（内槽４１２）への液入れ時に抵抗体４５０の裏面４５４に気泡が停滞するのを抑制することができる。
図３などに示すように、制御モジュール８００は処理装置８１０（例えばＣＰＵ）および記憶媒体８２０を備える。記憶媒体８２０には、めっき装置１０００で用いられる各種データの他、上記の気泡除去方法における各ステップをめっき装置１０００のコンピュータ（制御モジュール８００）に実行させるためのプログラムが格納されている。制御モジュール８００の処理装置８１０（例えばＣＰＵ）は、記憶媒体８２０に格納されたプログラムを読み出して実行することができる。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記録され、記憶媒体を介して制御モジュール８００に提供され得る。或いは、このプログラムは、インターネットなどの通信ネットワークを介して制御モジュール８００に提供されてもよい。
以上、いくつかの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、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。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。
本願は、一実施形態として、めっき槽と、被めっき面を下方に向けた状態で基板を保持するための基板ホルダと、前記基板ホルダを昇降させるための昇降機構と、前記基板ホルダに保持された基板と対向するように前記めっき槽内に配置されたアノードと、前記アノードと前記基板との間に配置された抵抗体と、リザーバタンクに蓄えられた処理液を前記抵抗体より下方から前記めっき槽に供給するための供給配管と、前記供給配管を介してめっき槽に供給された処理液を前記抵抗体より下方から前記リザーバタンクに排出するためのバイパス配管と、を含む、めっき装置を開示する。
さらに、本願は、一実施形態として、前記バイパス配管から排出された処理液を含む前記リザーバタンクに蓄えられた処理液を、前記供給配管を介して前記めっき槽へ吐出するためのポンプをさらに含む、めっき装置を開示する。
さらに、本願は、一実施形態として、前記供給配管または前記バイパス配管を流れる処理液中の気泡の存在を検出するように構成された配管気泡検出センサをさらに含む、めっき装置を開示する。
さらに、本願は、一実施形態として、前記配管気泡検出センサは、超音波センサである、めっき装置を開示する。
さらに、本願は、一実施形態として、前記配管気泡検出センサの検出結果に応じて前記バイパス配管を流れる処理液の流量を調整するように構成された流量調整機構をさらに含む、めっき装置を開示する。
さらに、本願は、一実施形態として、前記抵抗体の前記アノードと対向する面における気泡の存在を検出するための抵抗体気泡検出センサをさらに含む、めっき装置を開示する。
さらに、本願は、一実施形態として、前記抵抗体気泡検出センサは、前記抵抗体の前記アノードと対向する面に沿って超音波を発信するように構成された超音波発信部材と、前記超音波発信部から発信された超音波を受信するように構成された超音波受信部材と、を含む超音波センサである、めっき装置を開示する。
さらに、本願は、一実施形態として、前記めっき槽を傾斜させるように構成された傾斜機構をさらに含み、前記超音波受信部材は、前記傾斜機構による前記めっき槽の傾斜に伴って傾斜した前記抵抗体の上端の近傍に配置される、めっき装置を開示する。
さらに、本願は、一実施形態として、前記供給配管または前記バイパス配管を流れる処理液を脱気するように構成された脱気モジュールをさらに含む、めっき装置を開示する。
さらに、本願は、一実施形態として、前記アノードが配置された領域と前記抵抗体が配置された領域とを隔てるメンブレンをさらに含み、前記供給配管および前記バイパス配管は、前記めっき槽の前記メンブレンと前記抵抗体との間に接続される、めっき装置を開示する。
さらに、本願は、一実施形態として、前記抵抗体は、前記アノードと前記基板との間を仕切るように配置された、多孔質の板状部材または前記アノード側と前記基板側とを連通する複数の貫通孔が形成された板状部材を含む、めっき装置を開示する。
さらに、本願は、一実施形態として、前記処理液は、めっき液、または、前記めっき槽を洗浄するための洗浄液である、めっき装置を開示する。
さらに、本願は、一実施形態として、カップ式のめっき装置のめっき槽に処理液を溜める際の気泡除去方法であって、リザーバタンクに蓄えられた処理液を、前記めっき槽に収容されたアノードと基板との間に配置された抵抗体よりも下方から供給配管を介して前記めっき槽に供給する供給ステップと、前記供給ステップによって前記めっき槽に供給された処理液を前記抵抗体より下方からバイパス配管を介して前記リザーバタンクに排出する排出ステップと、前記排出ステップによって排出された処理液を含む前記リザーバタンクに蓄えられた処理液を前記供給配管から前記めっき槽に供給する循環ステップと、を含む、気泡除去方法を開示する。
さらに、本願は、一実施形態として、前記供給配管または前記バイパス配管を流れる処理液中の気泡の存在を検出する配管気泡検出ステップをさらに含む、気泡除去方法を開示する。
さらに、本願は、一実施形態として、前記配管気泡検出ステップの検出結果に応じて前記バイパス配管を流れる処理液の流量を調整する流量調整ステップをさらに含む、気泡除去方法を開示する。
さらに、本願は、一実施形態として、前記抵抗体の前記アノードと対向する面における気泡の存在を検出するための抵抗体気泡検出ステップをさらに含む、気泡除去方法を開示する。
さらに、本願は、一実施形態として、前記抵抗体気泡検出ステップを実行する前に、前記めっき槽を傾斜させる傾斜ステップをさらに含む、気泡除去方法を開示する。
さらに、本願は、一実施形態として、リザーバタンクに蓄えられた処理液を、カップ式のめっき装置のめっき槽に収容されたアノードと基板との間に配置された抵抗体よりも下方から供給配管を介して前記めっき槽に供給する供給ステップと、前記供給ステップによって前記めっき槽に供給された処理液を前記抵抗体より下方からバイパス配管を介して前記リザーバタンクに排出する排出ステップと、前記排出ステップによって排出された処理液を含む前記リザーバタンクに蓄えられた処理液を前記供給配管から前記めっき槽に供給する循環ステップと、を含む、めっき槽に処理液を溜める際の気泡除去方法をめっき装置のコンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体を開示する。
４１０ めっき槽
４１２ 内槽
４１２ａ 側壁
４１２ｂ 供給口
４１２ｃ 排出口
４１４ 外槽
４１６ 傾斜機構
４２０ メンブレン
４２２ カソード領域
４２４ アノード領域
４３０ アノード
４４０ 基板ホルダ
４４２ 昇降機構
４５０ 抵抗体
４５２ 貫通孔
４５４ 裏面
４６０ 供給配管
４６２ バイパス配管
４７０ リザーバタンク
４７２ ポンプ
４８０ 流量調整機構
４８２ 配管気泡検出センサ
４８４ 脱気モジュール
４９０ 抵抗体気泡検出センサ
４９２ 超音波発信部材
４９４ 超音波受信部材
８００ 制御モジュール
８１０ 処理装置
８２０ 記憶媒体
１０００ めっき装置
Ｂｕｂ 気泡
Ｗｆ 基板
Ｗｆ－ａ 被めっき面
４１２ 内槽
４１２ａ 側壁
４１２ｂ 供給口
４１２ｃ 排出口
４１４ 外槽
４１６ 傾斜機構
４２０ メンブレン
４２２ カソード領域
４２４ アノード領域
４３０ アノード
４４０ 基板ホルダ
４４２ 昇降機構
４５０ 抵抗体
４５２ 貫通孔
４５４ 裏面
４６０ 供給配管
４６２ バイパス配管
４７０ リザーバタンク
４７２ ポンプ
４８０ 流量調整機構
４８２ 配管気泡検出センサ
４８４ 脱気モジュール
４９０ 抵抗体気泡検出センサ
４９２ 超音波発信部材
４９４ 超音波受信部材
８００ 制御モジュール
８１０ 処理装置
８２０ 記憶媒体
１０００ めっき装置
Ｂｕｂ 気泡
Ｗｆ 基板
Ｗｆ－ａ 被めっき面
Claims (18)
- めっき槽と、
被めっき面を下方に向けた状態で基板を保持するための基板ホルダと、
前記基板ホルダを昇降させるための昇降機構と、
前記基板ホルダに保持された基板と対向するように前記めっき槽内に配置されたアノードと、
前記アノードと前記基板との間に配置された抵抗体と、
前記アノードが配置された領域と前記抵抗体が配置された領域とを隔てるメンブレンと、
リザーバタンクに蓄えられた処理液を前記抵抗体より下方から前記めっき槽に供給するための供給配管と、
前記供給配管を介してめっき槽に供給された処理液を前記抵抗体より下方から前記リザーバタンクに排出するためのバイパス配管と、
を含み、
前記供給配管および前記バイパス配管は、前記めっき槽の前記メンブレンと前記抵抗体との間に接続されており、
前記めっき槽を処理液で満たす際に、処理液の液面が前記抵抗体よりも低い状態で前記バイパス配管、前記リザーバタンク、および前記供給配管を介した処理液の循環を所定時間行った後に、処理液の循環を停止し、前記めっき槽を処理液で満たす、ように構成されている、
めっき装置。 - 前記バイパス配管から排出された処理液を含む前記リザーバタンクに蓄えられた処理液を、前記供給配管を介して前記めっき槽へ吐出するためのポンプをさらに含む、
請求項１に記載のめっき装置。 - 前記バイパス配管を流れる処理液の流量を調整するように構成された流量調整機構をさ
らに含み、
前記流量調整機構は、前記バイパス配管、前記リザーバタンク、および前記供給配管を介した処理液の循環を所定時間行った後に、処理液の循環を停止するように構成されている、
請求項１または２に記載のめっき装置。 - 前記供給配管または前記バイパス配管を流れる処理液中の気泡の存在を検出するように構成された配管気泡検出センサをさらに含む、
請求項１または２に記載のめっき装置。 - 前記配管気泡検出センサは、超音波センサである、
請求項４に記載のめっき装置。 - 前記配管気泡検出センサの検出結果に応じて前記バイパス配管を流れる処理液の流量を調整するように構成された流量調整機構をさらに含む、
請求項４または５に記載のめっき装置。 - 前記抵抗体の前記アノードと対向する面における気泡の存在を検出するための抵抗体気泡検出センサをさらに含む、
請求項１から６のいずれか一項に記載のめっき装置。 - 前記抵抗体気泡検出センサは、前記抵抗体の前記アノードと対向する面に沿って超音波を発信するように構成された超音波発信部材と、前記超音波発信部から発信された超音波を受信するように構成された超音波受信部材と、を含む超音波センサである、
請求項７に記載のめっき装置。 - 前記めっき槽を傾斜させるように構成された傾斜機構をさらに含み、
前記超音波受信部材は、前記傾斜機構による前記めっき槽の傾斜に伴って傾斜した前記抵抗体の上端の近傍に配置される、
請求項８に記載のめっき装置。 - 前記供給配管または前記バイパス配管を流れる処理液を脱気するように構成された脱気モジュールをさらに含む、
請求項１から９のいずれか一項に記載のめっき装置。 - 前記抵抗体は、前記アノードと前記基板との間を仕切るように配置された、多孔質の板状部材または前記アノード側と前記基板側とを連通する複数の貫通孔が形成された板状部材を含む、
請求項１から１０のいずれか一項に記載のめっき装置。 - 前記処理液は、めっき液、または、前記めっき槽を洗浄するための洗浄液である、
請求項１から１１のいずれか一項に記載のめっき装置。 - カップ式のめっき装置のめっき槽に処理液を溜める際の気泡除去方法であって、
リザーバタンクに蓄えられた処理液を、前記めっき槽に収容されたアノードと基板との間に配置された抵抗体よりも下方から供給配管を介して前記めっき槽に供給する供給ステップを有し、
前記気泡除去方法は、処理液の液面が前記抵抗体よりも低い状態において、
前記供給ステップによって前記めっき槽に供給された処理液を前記抵抗体より下方からバイパス配管を介して前記リザーバタンクに排出する排出ステップと、
前記排出ステップによって排出された処理液を含む前記リザーバタンクに蓄えられた処理液を前記供給配管から前記めっき槽に供給する循環ステップと、
所定時間だけ前記循環ステップを行った後に処理液の循環を停止する停止ステップと、
を含み、
前記めっき槽は、前記アノードが配置された領域と前記抵抗体が配置された領域とを隔てるメンブレンを含み、
前記供給配管および前記バイパス配管は、前記めっき槽の前記メンブレンと前記抵抗体との間に接続されている、
気泡除去方法。 - 前記供給配管または前記バイパス配管を流れる処理液中の気泡の存在を検出する配管気泡検出ステップをさらに含む、 請求項１３に記載の気泡除去方法。
- 前記配管気泡検出ステップの検出結果に応じて前記バイパス配管を流れる処理液の流量を調整する流量調整ステップをさらに含む、
請求項１４に記載の気泡除去方法。 - 前記抵抗体の前記アノードと対向する面における気泡の存在を検出するための抵抗体気泡検出ステップをさらに含む、
請求項１３から１５のいずれか一項に記載の気泡除去方法。 - 前記抵抗体気泡検出ステップを実行する前に、前記めっき槽を傾斜させる傾斜ステップをさらに含む、
請求項１６に記載の気泡除去方法。 - リザーバタンクに蓄えられた処理液を、カップ式のめっき装置のめっき槽に収容されたアノードと基板との間に配置された抵抗体よりも下方から供給配管を介して前記めっき槽に供給する供給ステップと、
処理液の液面が前記抵抗体よりも低い状態において、
前記供給ステップによって前記めっき槽に供給された処理液を前記抵抗体より下方からバイパス配管を介して前記リザーバタンクに排出する排出ステップと、
前記排出ステップによって排出された処理液を含む前記リザーバタンクに蓄えられた処理液を前記供給配管から前記めっき槽に供給する循環ステップと、
所定時間だけ前記循環ステップを行った後に処理液の循環を停止する停止ステップと、
を含む、めっき槽に処理液を溜める際の気泡除去方法をめっき装置のコンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記めっき槽は、前記アノードが配置された領域と前記抵抗体が配置された領域とを隔てるメンブレンを含み、
前記供給配管および前記バイパス配管は、前記めっき槽の前記メンブレンと前記抵抗体との間に接続されている、
記憶媒体。
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