KR102404457B1 - 도금 장치 및 기판의 막 두께 측정 방법 - Google Patents

도금 장치 및 기판의 막 두께 측정 방법 Download PDF

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마사키 도미타
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

도금 처리 시에 기판의 막 두께를 측정할 수 있는 기술을 제공한다.
도금 장치(1000)는, 도금조(10)와, 기판 홀더(20)와, 회전 기구(30)와, 기판 홀더에 배치됨과 함께 기판 홀더의 둘레 방향으로 복수 배치되고, 기판의 하면의 외주연에 접촉하여, 도금 처리 시에 기판에 전기를 급전하는 콘택트 부재(50)와, 도금 처리 시에 기판 홀더와 함께 회전하는 콘택트 부재에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자계에 의한 전자기 유도에 의해, 전류가 발생하도록 구성된 코일(60)과, 코일에 발생한 전류를 검출하는 전류 센서(65)와, 도금 처리 시에 전류 센서가 검출한 전류에 기초하여 기판의 막 두께를 측정하는 막 두께 측정 장치(70)를 구비한다.

Description

도금 장치 및 기판의 막 두께 측정 방법
본 발명은, 도금 장치 및 기판의 막 두께 측정 방법에 관한 것이다.
종래, 기판에 도금 처리를 실시하는 것이 가능한 도금 장치로서, 소위 컵식의 도금 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이와 같은 도금 장치는, 도금액을 저류함과 함께 애노드가 내부에 배치된 도금조와, 애노드보다도 상방에 배치되어, 캐소드로서의 기판을 보유 지지하는 기판 홀더와, 기판에 도금 처리를 실시하는 도금 처리 시에 기판 홀더를 회전시키는 회전 기구를 구비하고 있다.
일본 특허 공개 제2008-19496호 공보
상술한 바와 같은 종래의 도금 장치는, 도금 처리 시에, 기판의 막 두께를 측정할 수 있는 구조로 되어 있지 않았다.
본 발명은 상기의 것을 감안하여 이루어진 것이며, 도금 처리 시에 기판의 막 두께를 측정할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
(양태 1)
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 형태에 관한 도금 장치는, 도금액을 저류함과 함께 애노드가 내부에 배치된 도금조와, 상기 애노드보다도 상방에 배치되어, 캐소드로서의 기판을 보유 지지하는 기판 홀더와, 상기 기판에 도금 처리를 실시하는 도금 처리 시에 상기 기판 홀더를 회전시키는 회전 기구와, 상기 기판 홀더에 배치됨과 함께 상기 기판 홀더의 둘레 방향으로 복수 배치되고, 상기 기판의 하면의 외주연에 접촉하여, 상기 도금 처리 시에 상기 기판에 전기를 급전하는 콘택트 부재와, 상기 도금 처리 시에 상기 기판 홀더와 함께 회전하는 상기 콘택트 부재에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자계에 의한 전자기 유도에 의해, 전류가 발생하도록 구성된 코일과, 상기 코일에 발생한 전류를 검출하는 전류 센서와, 상기 도금 처리 시에, 상기 전류 센서가 검출한 전류에 기초하여, 상기 기판의 막 두께를 측정하는 막 두께 측정 장치를 구비한다.
이 양태에 의하면, 도금 처리 시에 기판의 막 두께를 측정할 수 있다.
(양태 2)
상기의 양태 1에 있어서, 상기 코일은, 상기 기판 홀더의 직경 방향에서 상기 기판 홀더보다도 외측에, 상기 기판 홀더와의 사이에 공간을 갖도록 배치되어 있어도 된다.
(양태 3)
상기의 양태 1 또는 양태 2에 있어서, 복수의 상기 콘택트 부재는, 상기 기판 홀더의 둘레 방향으로 균등하게 배치되어 있고, 상기 전류 센서는, 상기 도금 처리 시에 상기 기판 홀더와 함께 회전하는 상기 콘택트 부재 중, 상기 코일에 가장 근접한 상기 콘택트 부재의 상기 자계에 의한 전자기 유도에 의해 상기 코일에 발생한 전류를 검출하도록 구성되어 있어도 된다.
이 양태에 의하면, 기판의 둘레 방향에 있어서의 막 두께의 분포를 측정할 수 있다.
(양태 4)
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 형태에 관한 기판의 막 두께 측정 방법은, 도금액을 저류함과 함께 애노드가 내부에 배치된 도금조와, 상기 애노드보다도 상방에 배치되어, 캐소드로서의 기판을 보유 지지하는 기판 홀더와, 상기 기판에 도금 처리를 실시하는 도금 처리 시에 상기 기판 홀더를 회전시키는 회전 기구와, 상기 기판 홀더에 배치됨과 함께 상기 기판 홀더의 둘레 방향으로 복수 배치되고, 상기 기판의 하면의 외주연에 접촉하여, 상기 도금 처리 시에 상기 기판에 전기를 급전하는 콘택트 부재와, 상기 도금 처리 시에 상기 기판 홀더와 함께 회전하는 상기 콘택트 부재에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자계에 의한 전자기 유도에 의해, 전류가 발생하도록 구성된 코일을 구비하는 도금 장치를 사용한 상기 기판의 막 두께 측정 방법이며, 상기 도금 처리 시에, 상기 코일에 발생한 전류를 검출하고, 이 검출된 전류에 기초하여 상기 기판의 막 두께를 측정하는 것을 포함한다.
이 양태에 의하면, 도금 처리 시에 기판의 막 두께를 측정할 수 있다.
도 1은 실시 형태에 따른 도금 장치의 전체 구성을 도시하는 사시도이다.
도 2는 실시 형태에 따른 도금 장치의 전체 구성을 도시하는 평면도이다.
도 3은 실시 형태에 따른 도금 장치의 도금 모듈의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 도금 처리 시에 있어서 기판이 도금액에 침지된 상태를 도시하는 모식도이다.
도 5의 (A)는 도 3의 A1 부분을 확대해서 나타내는 모식적 단면도이다. 도 5의 (B)는 콘택트 부재의 주변 구성의 단면을 상방으로부터 시인한 모습을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 6은 실시 형태에 따른 막 두께 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 도면은, 물건의 특징의 이해를 용이하게 하기 위해 모식적으로 도시되어 있고, 각 구성 요소의 치수 비율 등은 실제의 것과 동일하다고는 할 수 없다. 또한, 몇 가지의 도면에는, 참고용으로서, X-Y-Z의 직교 좌표가 도시되어 있다. 이 직교 좌표 중, Z 방향은 상방에 상당하고, -Z 방향은 하방(중력이 작용하는 방향)에 상당한다.
도 1은, 본 실시 형태의 도금 장치(1000)의 전체 구성을 도시하는 사시도이다. 도 2는, 본 실시 형태의 도금 장치(1000)의 전체 구성을 도시하는 평면도이다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 도금 장치(1000)는, 로드 포트(100), 반송 로봇(110), 얼라이너(120), 프리웨트 모듈(200), 프리소크 모듈(300), 도금 모듈(400), 세정 모듈(500), 스핀 린스 드라이어(600), 반송 장치(700) 및 제어 모듈(800)을 구비한다.
로드 포트(100)는 도금 장치(1000)에 도시하지 않은 FOUP 등의 카세트에 수용된 기판을 반입하거나, 도금 장치(1000)로부터 카세트에 기판을 반출하기 위한 모듈이다. 본 실시 형태에서는 4대의 로드 포트(100)가 수평 방향으로 배열되어 배치되어 있지만, 로드 포트(100)의 수 및 배치는 임의이다. 반송 로봇(110)은 기판을 반송하기 위한 로봇이며, 로드 포트(100), 얼라이너(120) 및 반송 장치(700)의 사이에서 기판을 전달하도록 구성된다. 반송 로봇(110) 및 반송 장치(700)는, 반송 로봇(110)과 반송 장치(700) 사이에서 기판을 전달할 때는, 가배치대(도시하지 않음)를 통하여 기판의 전달을 행할 수 있다.
얼라이너(120)는, 기판의 기준면이나 노치 등의 위치를 소정의 방향에 맞추기 위한 모듈이다. 본 실시 형태에서는 2대의 얼라이너(120)이 수평 방향으로 배열되어 배치되어 있지만, 얼라이너(120)의 수 및 배치는 임의이다. 프리웨트 모듈(200)은, 도금 처리 전의 기판의 피도금면을 순수 또는 탈기수 등의 처리액으로 적심으로써, 기판 표면에 형성된 패턴 내부의 공기를 처리액으로 치환한다. 프리웨트 모듈(200)은, 도금 시에 패턴 내부의 처리액을 도금액으로 치환함으로써 패턴 내부에 도금액을 공급하기 쉽게 하는 프리웨트 처리를 실시하도록 구성된다. 본 실시 형태에서는 2대의 프리웨트 모듈(200)이 상하 방향으로 배열되어 배치되어 있지만, 프리웨트 모듈(200)의 수 및 배치는 임의이다.
프리소크 모듈(300)은, 예를 들어 도금 처리 전의 기판 피도금면에 형성한 시드층 표면 등에 존재하는 전기 저항이 큰 산화막을 황산이나 염산 등의 처리액으로 에칭 제거하여 도금 하지 표면을 세정 또는 활성화하는 프리소크 처리를 실시하도록 구성된다. 본 실시 형태에서는 2대의 프리소크 모듈(300)이 상하 방향으로 배열되어 배치되어 있지만, 프리소크 모듈(300)의 수 및 배치는 임의이다. 도금 모듈(400)은 기판에 도금 처리를 실시한다. 본 실시 형태에서는, 상하 방향으로 3대이면서 또한 수평 방향으로 4대 배열되어 배치된 12대의 도금 모듈(400)의 세트가 2개 있어, 합계 24대의 도금 모듈(400)이 마련되어 있지만, 도금 모듈(400)의 수 및 배치는 임의이다.
세정 모듈(500)은, 도금 처리 후의 기판에 남은 도금액 등을 제거하기 위하여 기판에 세정 처리를 실시하도록 구성된다. 본 실시 형태에서는 2대의 세정 모듈(500)이 상하 방향으로 배열되어 배치되어 있지만, 세정 모듈(500)의 수 및 배치는 임의이다. 스핀 린스 드라이어(600)는, 세정 처리 후의 기판을 고속 회전시켜서 건조시키기 위한 모듈이다. 본 실시 형태에서는 2대의 스핀 린스 드라이어(600)가 상하 방향으로 배열되어 배치되어 있지만, 스핀 린스 드라이어(600)의 수 및 배치는 임의이다. 반송 장치(700)는, 도금 장치(1000) 내의 복수의 모듈간에서 기판을 반송하기 위한 장치이다. 제어 모듈(800)은, 도금 장치(1000)의 복수의 모듈을 제어하도록 구성되며, 예를 들어 오퍼레이터와의 사이의 입출력 인터페이스를 구비하는 일반적인 컴퓨터 또는 전용 컴퓨터로 구성할 수 있다.
도금 장치(1000)에 의한 일련의 도금 처리의 일례를 설명한다. 먼저, 로드 포트(100)에 카세트에 수용된 기판이 반입된다. 계속해서, 반송 로봇(110)은, 로드 포트(100)의 카세트로부터 기판을 취출하여, 얼라이너(120)에 기판을 반송한다. 얼라이너(120)는, 기판의 기준면이나 노치 등의 위치를 소정의 방향에 맞춘다. 반송 로봇(110)은, 얼라이너(120)에서 방향을 맞춘 기판을 반송 장치(700)에 전달한다.
반송 장치(700)는, 반송 로봇(110)으로부터 수취한 기판을 프리웨트 모듈(200)로 반송한다. 프리웨트 모듈(200)은 기판에 프리웨트 처리를 실시한다. 반송 장치(700)는, 프리웨트 처리가 실시된 기판을 프리소크 모듈(300)로 반송한다. 프리소크 모듈(300)은 기판에 프리소크 처리를 실시한다. 반송 장치(700)는, 프리소크 처리가 실시된 기판을 도금 모듈(400)로 반송한다. 도금 모듈(400)은 기판에 도금 처리를 실시한다.
반송 장치(700)는, 도금 처리가 실시된 기판을 세정 모듈(500)로 반송한다. 세정 모듈(500)은 기판에 세정 처리를 실시한다. 반송 장치(700)는, 세정 처리가 실시된 기판을 스핀 린스 드라이어(600)로 반송한다. 스핀 린스 드라이어(600)는 기판에 건조 처리를 실시한다. 반송 장치(700)는, 건조 처리가 실시된 기판을 반송 로봇(110)으로 전달한다. 반송 로봇(110)은, 반송 장치(700)로부터 수취한 기판을 로드 포트(100)의 카세트로 반송한다. 마지막으로, 로드 포트(100)로부터 기판을 수용한 카세트가 반출된다.
또한, 도 1이나 도 2에서 설명한 도금 장치(1000)의 구성은, 일례에 지나지 않으며, 도금 장치(1000)의 구성은, 도 1이나 도 2의 구성에 한정되는 것은 아니다.
계속해서, 도금 모듈(400)에 대해서 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 따른 도금 장치(1000)가 갖는 복수의 도금 모듈(400)은 마찬가지의 구성을 갖고 있으므로, 1개의 도금 모듈(400)에 대해서 설명한다.
도 3은, 본 실시 형태에 따른 도금 장치(1000)의 도금 모듈(400)의 구성을 설명하기 위한 모식도이다. 도 4는, 도금 처리 시에 있어서 기판(Wf)이 도금액(Ps)에 침지된 상태를 도시하는 모식도이다. 본 실시 형태에 따른 도금 장치(1000)는, 컵식의 도금 장치이다. 도금 장치(1000)의 도금 모듈(400)은, 주로, 도금조(10)와, 기판 홀더(20)와, 회전 기구(30)와, 승강 기구(40)와, 콘택트 부재(50)와, 코일(60)과, 전류 센서(65)와, 막 두께 측정 장치(70)를 구비하고 있다. 또한, 도 3 및 도 4에 있어서, 도금 장치(1000)의 일부 부재(예를 들어, 도금조(10), 기판 홀더(20) 등)는 그 단면이 모식적으로 도시되어 있다.
본 실시 형태에 따른 도금조(10)는, 상방에 개구를 갖는 바닥이 있는 용기에 의해 구성되어 있다. 구체적으로는, 도금조(10)는, 바닥부(10a)와, 이 바닥부(10a)의 외주연으로부터 상방으로 연장되는 외주부(10b)를 갖고 있으며, 이 외주부(10b)의 상부가 개구되어 있다. 또한, 도금조(10)의 외주부(10b)의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 실시 형태에 따른 외주부(10b)는, 일례로서 원통 형상을 갖고 있다.
도금조(10)의 내부에는, 도금액(Ps)이 저류되어 있다. 도금액(Ps)으로서는, 도금 피막을 구성하는 금속 원소의 이온을 포함하는 용액이면 되며, 그 구체예는 특별히 한정되는 것은 아니다. 본 실시 형태에 있어서는, 도금 처리의 일례로서, 구리 도금 처리를 사용하고 있고, 도금액(Ps)의 일례로서, 황산구리 용액을 사용하고 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 도금액(Ps)에는 소정의 첨가제가 포함되어 있다. 단, 이 구성에 한정되는 것은 아니며, 도금액(Ps)은 첨가제를 포함하고 있지 않은 구성으로 할 수도 있다.
또한, 도금조(10)에는, 도금조(10)에 도금액(Ps)을 공급하기 위한 공급구(도시하지 않음)와, 도금조(10)로부터 도금액(Ps)을 배출하기 위한 배출구(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 배출구로부터 배출된 도금액(Ps)은 리저버 탱크(도시하지 않음)에 일시적으로 저류된 후에, 펌프(도시하지 않음)에 의해 압송되어, 다시 공급구로부터 도금조(10)에 공급된다.
도금조(10)의 내부에는, 애노드(11)가 배치되어 있다. 애노드(11)의 구체적인 종류는 특별히 한정되는 것은 아니며, 용해 애노드나 불용해 애노드를 사용할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 애노드(11)로서 불용해 애노드를 사용하고 있다. 이 불용해 애노드의 구체적인 종류는 특별히 한정되는 것은 아니며, 백금이나 산화이리듐 등을 사용할 수 있다.
도금조(10)의 내부에 있어서의 애노드(11)보다도 상방에는, 다공질의 저항체(12)가 배치되어 있다. 구체적으로는, 저항체(12)는 복수의 구멍(세공)을 갖는 다공질의 판 부재에 의해 구성되어 있다. 저항체(12)보다도 하방측의 도금액(Ps)은, 저항체(12)를 통과하여, 저항체(12)보다도 상방측으로 유동할 수 있다. 이 저항체(12)는 애노드(11)와 기판(Wf) 사이에 형성되는 전기장의 균일화를 도모하기 위해 마련되어 있는 부재이다. 이와 같이, 도금조(10)에 저항체(12)가 배치되어 있음으로써, 기판(Wf)에 형성되는 도금 피막(도금층)의 막 두께의 균일화를 용이하게 도모할 수 있다. 또한, 저항체(12)는 본 실시 형태에 있어서 필수적인 구성은 아니고, 도금 장치(1000)는 저항체(12)를 구비하고 있지 않은 구성으로 할 수도 있다.
기판 홀더(20)는 캐소드로서의 기판(Wf)을 보유 지지하는 것이 가능한 부재이다. 구체적으로는, 기판 홀더(20)는 애노드(11)보다도 상방(본 실시 형태에서는, 또한 저항체(12)보다도 상방)에 배치되어 있다. 기판 홀더(20)는 기판(Wf)의 하면(Wfa)이 애노드(11)나 저항체(12)에 대향하도록 기판(Wf)을 보유 지지하고 있다. 또한, 기판(Wf)의 하면(Wfa)은, 피도금면에 상당한다.
도 5의 (A)는 도 3의 A1 부분을 확대해서 나타내는 모식적 단면도이다. 본 실시 형태에 따른 기판 홀더(20)는 제1 보유 지지 부재(21)와 제2 보유 지지 부재(22)를 갖고 있다. 제1 보유 지지 부재(21)는 기판(Wf)의 상면(Wfb)을 보유 지지하고 있다. 제2 보유 지지 부재(22)는 시일 부재(23)를 개재하여, 기판(Wf)의 하면(Wfa)의 외주연을 보유 지지하고 있다. 기판 홀더(20)는 제1 보유 지지 부재(21)와 제2 보유 지지 부재(22)에 의해 기판(Wf)을 끼움 지지함으로써, 기판(Wf)을 보유 지지하고 있다. 또한, 제1 보유 지지 부재(21)는 원판 형상을 갖고 있으며, 제2 보유 지지 부재(22)는 대략 링 형상을 갖고 있다. 시일 부재(23)는 기판(Wf)이 도금액(Ps)에 침지된 경우에, 도금액(Ps)이 콘택트 부재(50)에 접촉하는 것을 억제하기 위한 시일 부재이다. 시일 부재(23)는 링 형상을 갖고 있다.
또한, 상술한 기판 홀더(20)의 구성은, 일례에 지나지 않고, 기판 홀더(20)는 기판(Wf)을 보유 지지할 수 있는 것이면 상술한 구성에 한정되는 것은 아니다.
도 3을 다시 참조하여, 기판 홀더(20)는 회전 기구(30)의 회전축(31)에 접속되어 있다. 회전 기구(30)는 기판 홀더(20)를 회전시키기 위한 기구이다. 회전 기구(30)로서는, 모터 등의 공지의 기구를 사용할 수 있다. 승강 기구(40)는 상하 방향으로 연장되는 지지축(45)에 의해 지지되어 있다. 승강 기구(40)는 기판 홀더(20) 및 회전 기구(30)를 상하 방향으로 승강시키기 위한 기구이다. 승강 기구(40)로서는, 직동식의 액추에이터 등의 공지의 승강 기구를 사용할 수 있다. 회전 기구(30) 및 승강 기구(40)는 제어 모듈(800)에 의해 제어되고 있다.
기판(Wf)에 도금 처리를 실시하는 도금 처리 시에 있어서, 회전 기구(30)가 기판 홀더(20)를 회전시킴과 함께, 승강 기구(40)가 기판 홀더(20)를 하방으로 이동시켜서, 기판(Wf)을 도금조(10)의 도금액(Ps)에 침지시킨다(도 4 참조). 기판(Wf)이 도금액(Ps)에 침지된 상태에서, 통전 장치(도시하지 않음)에 의해, 애노드(11)와 기판(Wf) 사이에 전기가 흐른다. 이에 의해, 기판(Wf)의 하면(Wfa)에, 도금 피막이 형성된다.
도금 모듈(400)의 동작은, 제어 모듈(800)에 의해 제어된다. 제어 모듈(800)은 마이크로컴퓨터를 구비하고 있고, 이 마이크로컴퓨터는, 프로세서로서의 CPU(Central Processing Unit)(801)나, 비일시적인 기억 매체로서의 기억부(802) 등을 구비하고 있다. 제어 모듈(800)은 기억부(802)에 기억된 프로그램의 명령에 따라서 CPU(801)가 작동함으로써, 도금 모듈(400)의 회전 기구(30) 및 승강 기구(40)를 제어한다.
도 5의 (B)는 콘택트 부재(50)의 주변 구성의 단면(B1-B1선 단면)을 상방으로부터 시인한 모습을 나타내는 모식적 단면도이다. 또한, 도 5의 (B)에 있어서, 제1 보유 지지 부재(21)의 도시는 생략되어 있다. 도 5의 (A) 및 도 5의 (B)를 참조하여, 콘택트 부재(50)는 기판(Wf)의 하면(Wfa)의 외주연에 접촉하여 기판(Wf)에 전기를 급전하기 위한 부재이다. 콘택트 부재(50)는 기판 홀더(20)(구체적으로는, 본 실시 형태에서는 제2 보유 지지 부재(22))에 배치됨과 함께, 기판 홀더(20)의 둘레 방향으로 복수 배치되어 있다.
구체적으로는, 본 실시 형태에 따른 복수의 콘택트 부재(50)는 기판 홀더(20)의 둘레 방향으로, 균등하게 배치되어 있다. 또한, 복수의 콘택트 부재(50)의 수는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 실시 형태에서는, 일례로서, 12개이다. 복수의 콘택트 부재(50)는 통전 장치(도시하지 않음)와 전기적으로 접속되어 있고, 통전 장치로부터 공급된 전력을 기판(Wf)에 공급한다.
계속해서, 코일(60), 전류 센서(65) 및 막 두께 측정 장치(70)에 대해서 설명한다. 도 3, 도 4, 도 5의 (A) 및 도 5의 (B)를 참조하면, 본 실시 형태에 따른 코일(60)은 기판 홀더(20)의 직경 방향으로 기판 홀더(20)보다도 외측에 배치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 따른 코일(60)은 기판 홀더(20)와의 사이에 공간을 갖도록(즉, 기판 홀더(20)에 접촉하지 않도록), 배치되어 있다.
코일(60)은 코일(60)을 보유 지지하기 위한 보유 지지 부재(도시하지 않음)를 개재하여, 도금 모듈(400)에 고정되어 있다. 기판 홀더(20)가 회전한 경우라도, 코일(60)은 회전하지 않도록 구성되어 있다. 또한, 코일(60)은 기판 홀더(20)가 승강한 경우에, 기판 홀더(20)와 함께 승강하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 본 실시 형태에 따른 코일(60)은 보유 지지 부재(도시하지 않음)를 개재하여 승강 기구(40)에 접속되어 있다. 이에 의해, 기판 홀더(20)가 승강한 경우에, 코일(60)도 기판 홀더(20)와 함께 승강한다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서, 기판(Wf)이 도금액(Ps)에 침지된 경우라도 코일(60)이 도금액(Ps)에 침지되지 않도록, 코일(60)의 배치 위치가 설정되어 있다. 단, 이 구성에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 기판(Wf)이 도금액(Ps)에 침지된 경우에, 코일(60)도 도금액(Ps)에 침지되는 구성으로 할 수도 있다.
또한, 도 5의 (A)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서, 코일(60)은 코일(60)의 코일 축(60a)이 상하 방향으로 연장되도록 배치되어 있다. 단, 코일 축(60a)의 연장 방향은, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예를 들면, 코일 축(60a)은 수평 방향으로 연장되어 있어도 되고, 혹은, 수평 방향에 대하여 0°보다도 크고 90° 미만의 각도로 경사진 방향으로 연장되어 있어도 된다.
도 6은, 막 두께 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 또한, 도 6에 있어서, 제2 보유 지지 부재(22), 콘택트 부재(50) 및 코일(60)은 도 5의 (B)와 동일한 방향으로부터 시인한 모습이 도시되어 있다.
기판(Wf)에 도금 처리를 실시하는 도금 처리 시에, 콘택트 부재(50)에 흐르는 전류에 의해, 콘택트 부재(50)의 주위에는 자계(MA)가 발생한다. 도금 처리 시에, 콘택트 부재(50)는 기판 홀더(20)와 함께 회전하므로, 이 자계(MA)도 기판 홀더(20)와 함께 회전한다. 이 회전하는 자계(MA)에 의한 전자기 유도에 의해, 코일(60)에는, 전류(구체적으로는 미약 전류)가 발생한다. 즉, 이 코일(60)에 발생하는 전류는, 전자기 유도에 의해 발생하는 유전 전류이다.
구체적으로는, 본 실시 형태에 따른 코일(60)은 도금 처리 시에 기판 홀더(20)와 함께 회전하는 콘택트 부재(50) 중, 코일(60)에 가장 근접한 콘택트 부재(50)의 자계(MA)에 의한 전자기 유도로 코일(60)에 전류가 발생하도록, 그 배치 위치가 조정되어 있다.
전류 센서(65)는 코일(60)과 전기적으로 접속되어 있고, 코일(60)에 발생한 전류의 값을 검출한다. 구체적으로는, 본 실시 형태에 따른 전류 센서(65)는 기판 홀더(20)와 함께 회전하는 콘택트 부재(50) 중, 코일(60)에 가장 근접한 콘택트 부재(50)의 자계(MA)에 의한 전자기 유도에 의해 코일(60)에 발생한 전류의 값을 검출하도록 구성되어 있다.
막 두께 측정 장치(70)는 전류 센서(65)와 전기적으로 접속되어 있다. 막 두께 측정 장치(70)는 도금조(10)의 외부에 배치되어 있고, 전류 센서(65)가 검출한 전류에 기초하여, 기판(Wf)의 하면(Wfa)에 형성된 도금 피막의 막 두께(즉, 「기판(Wf)의 막 두께」)를 측정한다.
구체적으로는, 본 실시 형태에 따른 막 두께 측정 장치(70)는 마이크로컴퓨터를 구비하고 있고, 이 마이크로컴퓨터는 프로세서로서의 CPU(71)나, 비일시적인 기억 매체로서의 기억부(72) 등을 구비하고 있다. 기억부(72)에는 프로그램이 기억되어 있다. 막 두께 측정 장치(70)는 기억부(72)에 기억된 프로그램의 명령에 따라서 CPU(71)가 작동함으로써, 기판(Wf)의 막 두께를 측정한다. 이 막 두께 측정 장치(70)에 의한 막 두께 측정의 구체예는, 이하와 같다.
먼저, 콘택트 부재(50)에 흐르는 전류의 값이 작을수록(이 결과, 이 전류에 의해 발생하는 자계(MA)가 약할수록), 기판(Wf)의 막 두께는 작아지는 경향이 있다. 이 때문에, 기판(Wf)의 막 두께가 작을수록, 코일(60)에 발생하는 전류의 값도 작아진다. 이와 같이, 기판(Wf)의 막 두께와 코일(60)에 발생하는 전류의 값 사이에는 상관 관계가 있다. 그래서, 본 실시 형태에 따른 막 두께 측정 장치(70)는, 이와 같은 기판(Wf)의 막 두께와 코일(60)에 발생하는 전류의 값과의 상관 관계를 이용하여, 기판(Wf)의 막 두께를 측정하고 있다.
구체적으로는, 본 실시 형태에 따른 막 두께 측정 장치(70)의 기억부(72)에는, 코일(60)에 발생하는 전류의 값과 기판(Wf)의 막 두께와의 관계를 규정한 데이터 맵이 미리 기억되어 있다. 이 데이터 맵은, 코일(60)에 발생하는 전류의 값이 작을수록 기판(Wf)의 막 두께가 작아지도록, 코일(60)에 발생하는 전류의 값과 기판(Wf)의 막 두께와의 관계를 규정하고 있다. 그리고, 막 두께 측정 장치(70)는 전류 센서(65)가 검출한 전류의 값(즉, 코일(60)에 발생한 전류의 값)을 취득하고, 이 취득된 전류의 값에 대응하는 기판(Wf)의 막 두께를 기억부(72)의 데이터 맵으로부터 추출하고, 이 추출된 기판(Wf)의 막 두께를, 기판(Wf)의 막 두께의 측정값으로서 취득한다. 이상과 같이 하여, 막 두께 측정 장치(70)는 기판(Wf)의 막 두께를 측정하고 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 전류 센서(65)는 전술한 바와 같이, 코일(60)에 가장 근접한 콘택트 부재(50)의 자계(MA)에 의한 전자기 유도로 코일(60)에 발생한 전류를 검출하고 있으므로, 본 실시 형태에 따른 막 두께 측정 장치(70)는, 이 코일(60)에 가장 근접한 콘택트 부재(50)의 회전 위상(θ)에 대응하는 기판(Wf)의 막 두께를 측정하고 있다.
예를 들어, 도 6에 도시하는 전류 센서(65)는 회전 위상(θ)이 180°의 위치에 있는 콘택트 부재(50)의 자계(MA)에 의한 전자기 유도로 코일(60)에 발생한 전류를 검출한다. 그리고, 막 두께 측정 장치(70)는 이 전류 센서(65)에 의해 검출된 전류에 기초하여, 회전 위상(θ)이 180°인 개소에 있어서의 기판(Wf)의 막 두께를 측정한다. 이것이, 복수의 콘택트 부재(50)가 코일(60)에 근접할 때마다 행해진다. 이에 의해, 막 두께 측정 장치(70)는 기판(Wf)의 둘레 방향에 있어서의 막 두께의 분포(환언하면, 콘택트 부재(50)의 회전 위상마다의 막 두께)를 측정할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 기판(Wf)의 막 두께 측정 방법은, 상술한 도금 장치(1000)에 의해 실현되고 있다. 이 막 두께 측정 방법의 설명은, 도금 장치(1000)의 설명과 중복되므로, 생략한다.
이상 설명한 바와 같은 본 실시 형태에 따르면, 도금 처리 시에, 기판(Wf)의 막 두께를 측정할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 따르면, 기판(Wf)의 둘레 방향에 있어서의 막 두께의 분포를 측정할 수도 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이러한 특정한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 요지 범위 내에 있어서, 가일층의 다양한 변형·변경이 가능하다.
10:도금조
11:애노드
20:기판 홀더
30:회전 기구
50:콘택트 부재
60:코일
65:전류 센서
70:막 두께 측정 장치
400:도금 모듈
1000:도금 장치
Wf:기판
Wfa:하면
Ps:도금액
MA:자계

Claims (4)

  1. 도금액을 저류함과 함께 애노드가 내부에 배치된 도금조와,
    상기 애노드보다도 상방에 배치되어, 캐소드로서의 기판을 보유 지지하는 기판 홀더와,
    상기 기판에 도금 처리를 실시하는 도금 처리 시에 상기 기판 홀더를 회전시키는 회전 기구와,
    상기 기판 홀더에 배치됨과 함께 상기 기판 홀더의 둘레 방향으로 복수 배치되고, 상기 기판의 하면의 외주연에 접촉하여, 상기 도금 처리 시에 상기 기판에 전기를 급전하는 콘택트 부재와,
    상기 도금 처리 시에 상기 기판 홀더와 함께 회전하는 상기 콘택트 부재에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자계에 의한 전자기 유도에 의해, 전류가 발생하도록 구성된 코일과,
    상기 코일에 발생한 전류를 검출하는 전류 센서와,
    상기 도금 처리 시에, 상기 전류 센서가 검출한 전류에 기초하여, 상기 기판의 막 두께를 측정하는 막 두께 측정 장치를 구비하는, 도금 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코일은, 상기 기판 홀더의 직경 방향에서 상기 기판 홀더보다도 외측에, 상기 기판 홀더와의 사이에 공간을 갖도록 배치되어 있는, 도금 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 콘택트 부재는, 상기 기판 홀더의 둘레 방향으로 균등하게 배치되어 있고,
    상기 전류 센서는, 상기 도금 처리 시에 상기 기판 홀더와 함께 회전하는 상기 콘택트 부재 중, 상기 코일에 가장 근접한 상기 콘택트 부재의 상기 자계에 의한 전자기 유도에 의해 상기 코일에 발생한 전류를 검출하도록 구성되어 있는, 도금 장치.
  4. 도금액을 저류함과 함께 애노드가 내부에 배치된 도금조와,
    상기 애노드보다도 상방에 배치되어, 캐소드로서의 기판을 보유 지지하는 기판 홀더와,
    상기 기판에 도금 처리를 실시하는 도금 처리 시에 상기 기판 홀더를 회전시키는 회전 기구와,
    상기 기판 홀더에 배치됨과 함께 상기 기판 홀더의 둘레 방향으로 복수 배치되고, 상기 기판의 하면의 외주연에 접촉하여, 상기 도금 처리 시에 상기 기판에 전기를 급전하는 콘택트 부재와,
    상기 도금 처리 시에 상기 기판 홀더와 함께 회전하는 상기 콘택트 부재에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자계에 의한 전자기 유도에 의해, 전류가 발생하도록 구성된 코일을 구비하는 도금 장치를 사용한 상기 기판의 막 두께 측정 방법이며,
    상기 도금 처리 시에, 상기 코일에 발생한 전류를 검출하고, 이 검출된 전류에 기초하여 상기 기판의 막 두께를 측정하는 것을 포함하는, 기판의 막 두께 측정 방법.
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