KR102563631B1

KR102563631B1 - 도금 장치

Info

Publication number: KR102563631B1
Application number: KR1020230048090A
Authority: KR
Inventors: 마사시 시모야마; 료스케 히와타시
Original assignee: 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date: 2022-05-10
Filing date: 2023-04-12
Publication date: 2023-08-07
Also published as: TW202348845A; US20230366120A1; TWI828580B; CN116446024A; JP2023166684A; JP7233588B1

Abstract

기판에 형성되는 도금막의 균일성을 향상시킬 수 있는 도금 장치를 제안한다.
도금 장치는, 기판 홀더에 보유 지지된 기판과 애노드 사이의 영역 내의 제1 위치에 배치된 제1 전위 센서와, 상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판과 상기 애노드 사이의 영역 외의 제2 위치에 배치된 제2 전위 센서와, 상기 제2 위치와 다른 위치이며 상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판과 상기 애노드 사이의 영역 외의 제3 위치에 배치된 제3 전위 센서를 갖는다. 도금 장치는, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치의 전위차인 제1 전위차와, 상기 제2 위치와 상기 제3 위치의 전위차인 제2 전위차를 측정하고, 상기 제1 전위차와 상기 제2 전위차의 차이에 기초하여 상기 도금막의 막 두께를 측정한다.

Description

도금 장치{PLATING APPARATUS}

본원은, 도금 장치에 관한 것이다.

도금 장치의 일례로서 컵식의 전해 도금 장치가 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조). 컵식의 전해 도금 장치는, 피도금면을 하방을 향하게 하여 기판 홀더에 보유 지지된 기판(예를 들어 반도체 웨이퍼)을 도금액에 침지시키고, 기판과 애노드 사이에 전압을 인가함으로써 기판의 표면에 도전막을 석출시킨다.

도금 장치에서는, 일반적으로, 도금 처리를 실시하는 기판의 목표로 하는 도금막 두께나 실제 도금 면적에 기초하여 도금 전류값 및 도금 시간 등의 파라미터를 도금 처리 레시피로서 사용자가 미리 설정하고, 설정된 처리 레시피에 기초하여 도금 처리가 행해진다(예를 들어 특허문헌 2 참조). 그리고, 동일 캐리어의 복수의 웨이퍼에 대하여 동일한 처리 레시피로 도금 처리가 행해지고 있다. 또한, 도금 처리 후의 도금막 두께를 측정하는 경우, 일반적으로는 캐리어 내의 모든 웨이퍼의 도금 처리가 종료된 후에, 도금 장치로부터 웨이퍼가 들어간 캐리어째 다른 막 두께 측정 장치로 반송되어 개별적으로 막 두께 및 웨이퍼 면 내의 프로파일이 측정된다.

일본 특허 공개 제2008-19496호 공보 일본 특허 공개 제2002-105695호 공보

도금 장치에서는, 동일 캐리어의 기판에 대하여 동일한 프로세스 조건에서 도금 처리를 행해도, 기판의 치수 공차에 따라, 또는 도금조 내의 도금액의 상태의 변화 등에 따라, 기판마다 형성되는 도금막의 막 두께에 변동이 발생할 우려가 있다. 또한, 복수의 기판마다의 평균 막 두께가 조정되어도, 동일한 기판 내에 있어서 장소에 따라 도금막 두께에 변동이 발생하는 경우도 있다.

이상의 실정을 감안하여, 본원은, 기판에 형성되는 도금막의 균일성을 향상시킬 수 있는 도금 장치를 제안하는 것을 하나의 목적으로 하고 있다.

일 실시 형태에 의하면, 도금 장치가 제안되며, 이러한 도금 장치는, 도금조와, 기판을 보유 지지하기 위한 기판 홀더와, 상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판과 대향하도록 상기 도금조 내에 배치된 애노드와, 상기 기판의 피도금면에 형성되는 도금막에 관한 파라미터를 검출하기 위한 센서를 갖고, 도금 처리 중에 상기 센서의 검출값에 기초하여 상기 도금막의 막 두께를 측정하는 막 두께 측정 모듈을 구비하고, 상기 복수의 센서는, 상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판과 상기 애노드 사이의 영역 내의 제1 위치에 배치된 제1 전위 센서와, 상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판과 상기 애노드 사이의 영역 외의 제2 위치에 배치된 제2 전위 센서와, 상기 제2 위치와 다른 위치이며 상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판과 상기 애노드 사이의 영역 외의 제3 위치에 배치된 제3 전위 센서를 포함하고, 상기 막 두께 측정 모듈은, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치의 전위차인 제1 전위차와, 상기 제2 위치와 상기 제3 위치의 전위차인 제2 전위차를 측정하고, 상기 제1 전위차와 상기 제2 전위차의 차이에 기초하여 상기 도금막의 막 두께를 측정한다.

도 1은 제1 실시 형태의 도금 장치의 전체 구성을 도시하는 사시도이다.
도 2는 제1 실시 형태의 도금 장치의 전체 구성을 도시하는 평면도이다.
도 3은 제1 실시 형태의 도금 모듈의 구성을 개략적으로 도시하는 종단면도이다.
도 4는 도 3 중 IV-IV 방향으로부터 본 IV-IV 도면이다.
도 5는 제1 실시 형태의 차폐체와 기판을 하방으로부터 본 모식도이다.
도 6은 제1 실시 형태에 있어서의 제어 모듈에 의한 도금 조건의 조정의 일례를 도시하는 도면이다.
도 7은 제1 실시 형태의 변형예의 도금 모듈의 구성을 개략적으로 도시하는 종단면도이다.
도 8은 제2 실시 형태의 도금 모듈의 구성을 개략적으로 도시하는 종단면도이다.
도 9는 본 실시 형태에 있어서의 도금조 내에서의 기판과 센서를, 기판(Wf)의 판면에 수직인 방향으로부터 도시하는 모식도이다.
도 10은 변형예에 있어서의, 도금조 내에서의 기판과 센서를 도시하는 모식도이다.
도 11은 변형예에 있어서의, 도금조 내에서의 기판과 센서를 도시하는 모식도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 이하에서 설명하는 도면에 있어서, 동일 또는 상당하는 구성 요소에는, 동일한 부호를 부여하고 중복된 설명을 생략한다.

<제1 실시 형태>

<도금 장치의 전체 구성>

도 1은, 제1 실시 형태의 도금 장치의 전체 구성을 도시하는 사시도이다. 도 2는, 제1 실시 형태의 도금 장치의 전체 구성을 도시하는 평면도이다. 본 실시 형태의 도금 장치는, 기판에 대하여 도금 처리를 실시하기 위하여 사용된다. 기판은, 각형 기판, 원형 기판을 포함한다. 도 1, 2에 나타내는 바와 같이, 도금 장치(1000)는, 로드/언로드 모듈(100), 반송 로봇(110), 얼라이너(120), 프리웨트 모듈(200), 프리소크 모듈(300), 도금 모듈(400), 세정 모듈(500), 스핀 린스 드라이어 모듈(600), 반송 장치(700) 및 제어 모듈(800)을 구비한다.

로드/언로드 모듈(100)은 도금 장치(1000)에 반도체 웨이퍼 등의 기판을 반입하거나 도금 장치(1000)로부터 기판을 반출하거나 하기 위한 모듈이며, 기판을 수용하기 위한 카세트를 탑재하고 있다. 본 실시 형태에서는 4대의 로드/언로드 모듈(100)이 수평 방향으로 나란히 배치되어 있지만, 로드/언로드 모듈(100)의 수 및 배치는 임의이다. 반송 로봇(110)은 기판을 반송하기 위한 로봇이며, 로드/언로드 모듈(100), 얼라이너(120) 및 반송 장치(700)의 사이에서 기판을 주고 받도록 구성된다. 반송 로봇(110) 및 반송 장치(700)는 반송 로봇(110)과 반송 장치(700) 사이에서 기판을 주고 받을 때에는, 도시하지 않은 임시 배치대를 통해 기판의 주고 받음을 행할 수 있다. 얼라이너(120)는 기판의 오리엔테이션 플랫이나 노치 등의 위치를 소정의 방향으로 맞추기 위한 모듈이다. 본 실시 형태에서는 2대의 얼라이너(120)가 수평 방향으로 나란히 배치되어 있지만, 얼라이너(120)의 수 및 배치는 임의이다.

프리웨트 모듈(200)은 도금 처리 전의 기판의 피도금면에 순수 또는 탈기수 등의 처리액(프리웨트액)을 부착시키기 위한 모듈이다. 본 실시 형태에서는 2대의 프리웨트 모듈(200)이 상하 방향으로 나란히 배치되어 있지만, 프리웨트 모듈(200)의 수 및 배치는 임의이다. 프리소크 모듈(300)은 도금 처리 전의 기판의 피도금면의 산화막을 에칭하기 위한 모듈이다. 본 실시 형태에서는 2대의 프리소크 모듈(300)이 상하 방향으로 나란히 배치되어 있지만, 프리소크 모듈(300)의 수 및 배치는 임의이다.

도금 모듈(400)은 기판에 도금 처리를 실시하기 위한 모듈이다. 본 실시 형태에서는, 상하 방향으로 3대 그리고 수평 방향으로 4대 나란히 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 기판을 세정하기 위한 모듈이다. 본 실시 형태에서는 2대의 세정 모듈(500)이 상하 방향으로 나란히 배치되어 있지만, 세정 모듈(500)의 수 및 배치는 임의이다. 스핀 린스 드라이어 모듈(600)은 세정 처리 후의 기판을 고속 회전시켜서 건조시키기 위한 모듈이다. 본 실시 형태에서는 2대의 스핀 린스 드라이어 모듈이 상하 방향으로 나란히 배치되어 있지만, 스핀 린스 드라이어 모듈의 수 및 배치는 임의이다.

반송 장치(700)는 도금 장치(1000) 내의 복수의 모듈 사이에서 기판을 반송하기 위한 장치이다. 제어 모듈(800)은 도금 장치(1000)의 복수의 모듈을 제어하기 위한 모듈이며, 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/언로드 모듈(100)에 기판이 반입된다. 계속해서, 반송 로봇(110)은 로드/언로드 모듈(100)로부터 기판을 취출하고, 얼라이너(120)로 기판을 반송한다. 얼라이너(120)는 오리엔테이션 플랫이나 노치 등의 위치를 소정의 방향으로 맞춘다. 반송 로봇(110)은 얼라이너(120)에서 방향을 맞춘 기판을 반송 장치(700)로 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 모듈(600)로 반송한다. 스핀 린스 드라이어 모듈(600)은 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/언로드 모듈(100)로 반송한다. 마지막으로, 로드/언로드 모듈(100)로부터 기판이 반출된다.

<도금 모듈의 구성>

다음으로, 도금 모듈(400)의 구성을 설명한다. 본 실시 형태에 있어서의 24대의 도금 모듈(400)은 동일한 구성이므로, 1대의 도금 모듈(400)만을 설명한다. 도 3은, 제1 실시 형태의 도금 모듈(400)의 구성을 개략적으로 도시하는 종단면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 도금 모듈(400)은 도금액을 수용하기 위한 도금조(410)를 구비한다. 도금조(410)는 상면이 개구된 원통형의 내부조(412)와, 내부조(412)의 상부 테두리로부터 오버플로한 도금액을 저류할 수 있도록 내부조(412)의 주위에 마련된 도시하지 않은 외부조를 포함하여 구성된다.

도금 모듈(400)은 피도금면(Wf-a)을 하방을 향하게 한 상태로 기판(Wf)을 보유 지지하기 위한 기판 홀더(440)를 구비한다. 또한, 기판 홀더(440)는 도시하지 않은 전원으로부터 기판(Wf)에 급전하기 위한 급전 접점을 구비한다. 도금 모듈(400)은 기판 홀더(440)를 승강시키기 위한 승강 기구(442)를 구비한다. 또한, 일 실시 형태에서는, 도금 모듈(400)은 기판 홀더(440)를 연직축 둘레로 회전시키는 회전 기구(448)를 구비한다. 승강 기구(442) 및 회전 기구(448)는 예를 들어 모터 등의 공지된 기구에 의해 실현할 수 있다

도금 모듈(400)은 내부조(412)의 내부를 상하 방향으로 이격하는 멤브레인(420)을 구비한다. 내부조(412)의 내부는 멤브레인(420)에 의해 캐소드 영역(422)과 애노드 영역(424)으로 칸막이된다. 캐소드 영역(422)과 애노드 영역(424)에는 각각 도금액이 충전된다. 또한, 본 실시 형태에서는 멤브레인(420)이 마련되는 일례를 나타냈지만, 멤브레인(420)은 마련되지 않아도 된다.

애노드 영역(424)의 내부조(412)의 저면에는 애노드(430)가 마련된다. 또한, 애노드 영역(424)에는, 애노드(430)와 기판(Wf) 사이의 전해를 조정하기 위한 애노드 마스크(426)가 배치된다. 애노드 마스크(426)는 예를 들어 유전체 재료로 이루어지는 대략 판상의 부재이며, 애노드(430)의 전방면(상방)에 마련된다. 애노드 마스크(426)는 애노드(430)와 기판(Wf) 사이에 흐르는 전류가 통과하는 개구를 갖는다. 본 실시 형태에서는, 애노드 마스크(426)는 개구 치수를 변경 가능하게 구성되고, 제어 모듈(800)에 의해 개구 치수가 조정된다. 여기서, 개구 치수는, 개구가 원형일 경우에는 직경을 의미하고, 개구가 다각형일 경우에는 한 변의 길이 또는 최장이 되는 개구 폭을 의미한다. 또한, 애노드 마스크(426)에 있어서의 개구 치수의 변경은, 공지된 기구를 채용할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 애노드 마스크(426)가 마련되는 일례를 나타냈지만, 애노드 마스크(426)는 마련되지 않아도 된다. 또한, 상기한 멤브레인(420)은 애노드 마스크(426)의 개구에 마련되어도 된다.

캐소드 영역(422)에는 멤브레인(420)에 대향하는 저항체(450)가 배치된다. 저항체(450)는 기판(Wf)의 피도금면(Wf-a)에 있어서의 도금 처리의 균일화를 도모하기 위한 부재이다. 저항체(450)는 애노드(430)와 기판(Wf) 사이에 흐르는 전류에 대한 저항체이며, 일례로서 복수의 구멍이 형성된 전기 절연성 재료, 예를 들어 PVC(폴리 염화 비닐) 등으로 이루어진다. 본 실시 형태에서는, 저항체(450)는 구동 기구(452)에 의해, 도금조(410) 내에서 상하 방향으로 이동 가능하게 구성되고, 제어 모듈(800)에 의해 저항체(450)의 위치가 조정된다. 단, 이러한 예에 한정되지 않고, 일례로서, 저항체(450)는 도금조(410) 내에서 이동할 수 없도록 도금조(410)에 고정되어 있어도 된다. 또한, 모듈(400)은 저항체(450)를 갖지 않아도 된다.

또한, 캐소드 영역(422)에는, 제1 전위 센서(460)가 마련되어 있다. 캐소드 영역(422)에 저항체(450)가 구비되어 있는 경우, 제1 전위 센서(460)는 기판(Wf)과 저항체(450) 사이에 마련되면 된다. 제1 전위 센서(460)는 센서 지지체(468)에 지지된다. 또한, 제1 전위 센서(460)는 센서 지지체(468)를 대신하여 내부조(412)의 측벽 또는 저항체(450)에 지지되어도 된다. 또한, 센서 지지체(468)는 도금액을 교반하기 위한 패들이어도 된다. 여기서, 패들은 기판(Wf)의 판면과 평행하게 이동하여 도금액을 교반하는 것인 것이 바람직한데, 이러한 예에 한정되지는 않는다. 본 실시 형태에서는, 기판(Wf)의 반경 방향을 따라서 복수의 제1 전위 센서(460)가 마련되어 있다. 단, 이러한 예에 한정되지 않고, 도금 모듈(400)에는 적어도 하나의 제1 전위 센서(460)가 마련되면 된다.

도 4는, 도 3 중 IV-IV 방향으로부터 본 IV-IV 도면이다. 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 제1 전위 센서(460)는 기판(Wf)과 애노드(430) 사이의 영역 내의 제1 위치에 배치된다. 즉, 제1 전위 센서(460)는 기판(Wf)의 판면에 수직인 방향에 있어서 기판(Wf)과 애노드(430) 사이에 위치하고, 기판(Wf)의 판면에 수직인 방향으로부터 보았을 때에 기판(Wf)과 겹치는 위치에 배치된다. 제1 전위 센서(460)는 피도금면(Wf-a)에 근접하여 배치되는 것이 바람직하고, 일례로서, 제1 전위 센서(460)와 피도금면(Wf-a)의 거리는, 수백마이크로미터, 수밀리미터, 또는 수십밀리미터이다. 제1 전위 센서(460)는 기판(Wf)과 애노드(430) 사이의 배치 장소(제1 위치)의 전위를 검출한다.

또한, 도금조(410) 내에는, 제2 전위 센서(462a)와 제3 전위 센서(462b)가 마련되어 있다. 제2 전위 센서(462a)와 제3 전위 센서(462b)는, 도금조(410) 내에 있어서의 비교적 전위 변화가 없는 장소에 배치된다. 구체적으로는, 제2 전위 센서(462a)와 제3 전위 센서(462b)는, 기판(Wf)과 애노드(430) 사이의 영역 외의 제2 위치와 제3 위치에 배치된다. 즉, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제2 전위 센서(462a)와 제3 전위 센서(462b)는, 기판(Wf)의 판면에 수직인 방향으로부터 보았을 때에 기판(Wf)과 겹치지 않는 위치에 배치된다. 제2 전위 센서(462a)와 제3 전위 센서(462b)는, 기판(Wf)과 애노드(430) 사이로부터 이격된 배치 장소(제2 위치, 제3 위치)의 전위를 검출한다. 제2 전위 센서(462a)와 제3 전위 센서(462b)는, 서로 이격된 위치에 마련되면 된다. 일례로서, 제2 전위 센서(462a)와 제3 전위 센서(462b)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 기판(Wf)의 판면에 수직인 방향으로부터 보았을 때에(즉, 기판(Wf)의 판면을 따른 방향에 있어서) 다른 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 제2 전위 센서(462a)와 제3 전위 센서(462b)는, 기판(Wf)의 판면을 따른 방향에 있어서 다른 위치에 배치되는 것 대신에, 또는 추가하여, 기판(Wf)의 판면에 수직인 방향에 있어서 다른 위치에 배치되어도 된다. 여기서, 제2 전위 센서(462a)와 제3 전위 센서(462b)는, 애노드 영역(424)에 마련되어도 되고, 캐소드 영역(422)에 마련되어도 된다. 또한, 저항체(450)가 구비되어 있는 경우, 제2 전위 센서(462a)와 제3 전위 센서(462b)는, 기판(Wf)의 판면에 수직인 방향에 있어서, 기판(Wf)과 저항체(450) 사이에 마련되어도 되고, 저항체(450)와 애노드(430) 사이에 마련되어도 된다. 또한, 애노드 영역(424), 캐소드 영역(422)에 있어서의 기판(Wf)과 저항체(450)의 사이, 및 캐소드 영역(422)에 있어서의 저항체(450)와 애노드(430)의 사이 중, 제2 전위 센서(462a)와 제3 전위 센서(462b)는 서로 다른 구획에 마련되는 것으로 해도 된다. 제2, 제3 전위 센서(462a, 462b)는 센서 지지체(469a, 469b)에 지지된다(도 4 참조). 또한, 제2, 제3 전위 센서(462a, 462b)는 센서 지지체(469a, 469b)를 대신하여 내부조(412)의 측벽 또는 저항체(450) 등에 지지되어도 된다.

제1 전위 센서(460), 제2 전위 센서(462a) 및 제3 전위 센서(462b)의 각각은, 일례로서 동일 재료 및/또는 동일 형상의 전극으로 구성할 수 있다. 전극 재료로서는 백금(Pt), 금(Au), 탄소(C), 구리(Cu) 중 적어도 하나를 채용할 수 있다.

제1 전위 센서(460), 제2 전위 센서(462a) 및 제3 전위 센서(462b)에 의한 검출 신호는, 제어 모듈(800)에 입력된다. 본 실시 형태에서는, 제어 모듈(800)은 제1 전위 센서(460), 제2 전위 센서(462a) 및 제3 전위 센서(462b)에 의한 검출 신호에 기초하여 기판(Wf)의 피도금면(Wf-a)에 형성되는 도금막의 막 두께를 측정한다. 구체적으로는, 제어 모듈(800)은 제1 위치와 제2 위치의 전위차인 제1 전위차 ΔE12와, 제2 위치와 제3 위치의 전위차인 제2 전위차 ΔE23을 취득한다. 그리고, 제어 모듈(800)은 제1 전위차 ΔE12에서 제2 전위차 ΔE23을 감한 수정 전위차 ΔE123(=ΔE12-ΔE23)을 산출한다. 즉, 기판(Wf)의 피도금면(Wf-a)의 부근인 제1 위치와 도금조(410) 내의 비교적 전위 변화가 없는 제2 위치의 전위차(제1 전위차 ΔE12)에서, 비교적 전위 변화가 없는 제2 위치와 제3 위치의 전위차(제2 전위차 ΔE23)를 감하여 수정 전위차 ΔE123이 산출된다. 또한, 제1 전위 센서(460)가 복수 마련되어 있을 경우에는, 각각의 제1 전위 센서(460)에 대하여 수정 전위차 ΔE123이 산출되면 된다. 도금조(410) 내의 전위의 측정값의 변화는 매우 작은 것이며, 노이즈의 영향을 받기 쉽다. 이에 비해, 본 실시 형태에서는, 비교적 전위 변화가 없는 제2 위치와 제3 위치의 전위차(제2 전위차 ΔE23)를 취득하여 노이즈의 영향을 계측하고 있다. 그리고, 제1 전위차 ΔE12에서 제2 전위차 ΔE23을 감함으로써 노이즈의 영향을 캔슬하여, 도금 전류의 변화에 대응하여 변화하는 제1 위치의 전위를 적합하게 측정할 수 있다. 제어 모듈(800)은 이렇게 하여 산출된 수정 전위차 ΔE123에 기초하여 피도금면(Wf-a)에 형성되는 도금막의 막 두께를 측정한다.

구체적인 일례로서, 제어 모듈(800)은 수정 전위차 ΔE123에 기초하여 피도금면(Wf-a)의 도금의 형성 속도를 산출한다. 이것은, 도금 처리에 있어서의 도금 전류와 전위가 상관하는 것에 기초한다. 도금 개시 시부터 산출해 온 도금의 형성 속도의 시간 변화를 기초로, 현재의 도금막 두께를 추정할 수 있다. 수정 전위차 ΔE123에 기초하는 도금막 두께의 추정은, 공지된 방법을 채용할 수 있다. 일례로서, 제어 모듈(800)은 수정 전위차 ΔE123에 기초하여 도금 처리 중의 기판 내에서의 도금 전류의 분포를 추정하고, 추정한 도금 전류의 분포에 기초하여 기판 내에서의 도금막의 막 두께 분포를 추정할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 전위 센서(460)와 제2 전위 센서(462a)와 제3 전위 센서(462b)와 제어 모듈(800)이, 기판(Wf)의 피도금면(Wf-a)에 형성되는 도금막의 막 두께를 측정하기 위한 「막 두께 측정 모듈」의 일례에 해당한다.

<전위 센서의 이상 검출>

또한, 제어 모듈(800)(막 두께 측정 모듈)은 제1 전위차 ΔE12와 제2 전위차 ΔE23에 기초하여 제1 내지 제3 전위 센서(460, 462a, 462b)의 이상을 검출할 수도 있다. 일례로서, 제어 모듈(800)은 도금 처리 레시피에 대한 제1 전위차 ΔE12의 적정 범위를 미리 기억해 두고, 취득된 제1 전위차 ΔE12가 소정의 판정 시간에 걸쳐 적정 범위 밖이 되는 경우에는, 제1 전위 센서(460) 또는 제2 전위 센서(462a)에 이상이 발생하였다고 판정할 수 있다. 또한, 제어 모듈은, 취득된 제2 전위차 ΔE23이 소정의 판정 시간에 걸쳐 소정의 적정 범위 밖이 되는 경우에는, 제2 전위 센서(462a) 또는 제3 전위 센서(462b)에 이상이 발생하였다고 판정할 수 있다. 따라서, 일례로서 제어 모듈(800)은 제1 전위차 ΔE12만이 소정의 판정 시간에 걸쳐 적정 범위 밖이 되는 경우에는 제1 전위 센서(460)에 이상이 발생하였다고 판정할 수 있다. 또한, 제어 모듈(800)은 제1 전위차 ΔE12와 제2 전위차 ΔE23의 양쪽이 소정의 판정 시간에 걸쳐 적정 범위 밖이 되는 경우에는 제2 전위 센서(462a)에 이상이 발생하였다고 판정할 수 있다. 또한, 제어 모듈(800)은 제2 전위차 ΔE23만이 소정의 판정 시간에 걸쳐 적정 범위 밖이 되는 경우에는 제3 전위 센서(462b)에 이상이 발생하였다고 판정할 수 있다. 단, 이러한 예에 한정되지 않고, 제어 모듈(800)(막 두께 측정 모듈)은 제1 전위차 ΔE12와 제2 전위차 ΔE23에 기초하여 제1 내지 제3 전위 센서(460, 462a, 462b)의 이상을 검출해도 된다. 제어 모듈(800)은 제1 내지 제3 전위 센서(460, 462a, 462b) 중 어느 것에 이상이 발생한 경우에는, 도시하지 않은 모니터 또는 버저 등을 사용하여 유저에게 이상을 통보해도 된다.

<종점 검출, 종점 예상>

또한, 제어 모듈(800)(막 두께 측정 모듈)은 수정 전위차 ΔE123에 기초하여 도금 처리의 종점 검출을 해도 되고, 도금 처리의 종점까지의 시간 예측을 해도 된다. 일례로서, 막 두께 측정 모듈은, 수정 전위차 ΔE123에 기초하여 도금막의 막 두께가 원하는 두께가 되었을 때에, 도금 처리를 종료해도 된다. 또한, 일례로서, 막 두께 측정 모듈은, 수정 전위차 ΔE123에 기초하여 도금막의 막 두께 증가 속도를 산출하여, 원하는 두께가 될 때까지의 시간, 즉 도금 처리의 종점까지의 시간을 예측해도 된다.

<차폐체>

도금 모듈(400)의 구성의 설명으로 되돌아간다. 일 실시 형태에서는, 캐소드 영역(422)에는, 애노드(430)로부터 기판(Wf)에 흐르는 전류를 차폐하기 위한 차폐체(470)가 마련된다. 차폐체(470)는 예를 들어 유전체 재료로 이루어지는 대략 판상의 부재이다. 도 5는, 본 실시 형태의 차폐체(470)와 기판(Wf)을 하방으로부터 본 모식도이다. 또한, 도 5에서는, 기판(Wf)을 보유 지지하는 기판 홀더(440)의 도시를 생략하고 있다. 차폐체(470)는 기판(Wf)의 피도금면(Wf-a)과 애노드(430) 사이에 개재되는 차폐 위치(도 3 및 도 5 중, 파선으로 나타내는 위치)와, 피도금면(Wf-a)과 애노드(430) 사이로부터 퇴피한 퇴피 위치(도 3 및 도 5 중, 실선으로 나타내는 위치)로 이동 가능하게 구성된다. 바꾸어 말하면, 차폐체(470)는 피도금면(Wf-a)의 하방인 차폐 위치와, 피도금면(Wf-a)의 하방으로부터 이격된 퇴피 위치로 이동 가능하게 구성된다. 차폐체(470)의 위치는, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 제어 모듈(800)에 의해 제어된다. 차폐체(470)의 이동은, 모터 또는 솔레노이드 등의 공지된 기구에 의해 실현할 수 있다. 도 3 및 도 5에 나타내는 예에서는, 차폐체(470)는 차폐 위치에 있어서, 기판(Wf)의 피도금면(Wf-a)의 외주 영역의 둘레 방향의 일부를 차폐한다. 또한, 도 5에 나타내는 예에서는, 차폐체(470)는 기판(Wf)의 중앙 방향을 향하여 가늘어지는 테이퍼상으로 형성되어 있다. 그러나, 이러한 예에 한정되지 않고, 차폐체(470)는 실험 등에 의해 미리 정해진 임의의 형상의 것을 사용할 수 있다.

<도금 처리>

다음으로, 본 실시 형태의 도금 모듈(400)에 있어서의 도금 처리에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 승강 기구(442)를 사용하여 기판(Wf)을 캐소드 영역(422)의 도금액에 침지시킴으로써, 기판(Wf)이 도금액에 폭로된다. 도금 모듈(400)은 이 상태에서 애노드(430)와 기판(Wf) 사이에 전압을 인가함으로써, 기판(Wf)의 피도금면(Wf-a)에 도금 처리를 실시할 수 있다. 또한, 일 실시 형태에서는, 회전 기구(448)를 사용하여 기판 홀더(440)를 회전시키면서 도금 처리가 행해진다. 도금 처리에 의해, 기판(Wf)의 피도금면(Wf-a)에 도전막(도금막)이 석출된다. 본 실시 형태에서는, 도금 처리 중에 제1, 제2, 제3 전위 센서(460, 462a, 462b)에 의한 실시간의 검출이 이루어진다. 그리고, 제어 모듈(800)은 상기한 바와 같이 제1, 제2, 제3 전위 센서(460, 462a, 462b)에 의한 검출값에 기초하여 도금막의 막 두께를 측정한다. 이에 의해, 도금 처리에 있어서 기판(Wf)의 피도금면(Wf-a)에 형성되는 도금막의 막 두께 변화를 실시간으로 측정할 수 있다.

또한, 도 3에 나타내는 예에서는, 도금 모듈(400)은 도금막의 막 두께를 측정하기 위한 제1 전위 센서(460)를 복수 구비하고 있고, 피도금면(Wf-a)의 복수의 장소의 도금막의 막 두께를 측정할 수 있다. 또한, 기판 홀더(440)(기판(Wf))의 회전을 수반하여 제1 전위 센서(460)에 의한 검출을 행함으로써 제1 전위 센서(460)에 의한 검출 위치를 변경할 수 있고, 기판(Wf)의 둘레 방향에 있어서의 복수 지점, 또는 둘레 방향 전체의 막 두께를 측정할 수도 있다.

또한, 도금 모듈(400)은 도금 처리 중에, 회전 기구(448)에 의한 기판(Wf)의 회전 속도를 변경해도 된다. 일례로서, 도금 모듈(400)은 막 두께 추정 모듈에 의한 도금막 두께의 추정을 위하여 기판(Wf)을 천천히 회전시켜도 된다. 일례로서, 도금 모듈(400)은 도금 처리 중에 제1 회전 속도 Rs1로 기판(Wf)을 회전시키는 것으로 하고, 소정 기간마다(예를 들어 수초마다), 기판(Wf)이 1회전 또는 수회전하는 동안, 제1 회전 속도 Rs1보다 느린 제2 회전 속도 Rs2로 기판(Wf)을 회전시키는 것으로 해도 된다. 이렇게 하면, 특히 기판(Wf)의 회전 속도에 대하여, 제1 전위 센서(460)에 의한 샘플링 주기가 작은 경우에도, 고정밀도로 기판(Wf)의 도금막 두께를 추정할 수 있다. 여기서, 제2 회전 속도 Rs2는, 제1 회전 속도 Rs1의 10분의 1의 속도 등으로 해도 된다.

이와 같이, 본 실시 형태의 도금 장치(1000)에 의하면, 도금 처리 중의 도금막의 막 두께 변화를 측정할 수 있다. 이렇게 하여 측정된 도금막의 막 두께 변화를 참조하여, 다음번 이후의 도금 처리의 도금 전류값, 도금 시간, 저항체(450)의 위치, 애노드 마스크(426)의 개구 치수, 및 차폐체(470)의 위치 중 적어도 하나를 포함하는 도금 조건을 조정할 수 있다. 또한, 도금 조건의 조정은, 도금 장치(1000)의 사용자에 의해 행해져도 되고, 제어 모듈(800)에 의해 행해져도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제어 모듈(800)이 「도금 조건 조정 모듈」의 일례에 해당한다. 일례로서, 제어 모듈(800)에 의한 도금 조건의 조정은, 실험 등에 의해 미리 정해진 조건식 또는 프로그램 등에 기초하여 행해지면 된다.

도금 조건의 조정은, 다른 기판(Wf)을 도금할 때에 행해지는 것으로 해도 되고, 현재의 도금 처리에 있어서의 도금 조건의 조정을 실시간으로 행해도 된다. 일례로서, 제어 모듈(800)은 차폐체(470)의 위치를 조정하면 된다. 도 6은, 제어 모듈(800)에 의한 도금 조건의 조정의 일례로서, 도금 처리 중의 차폐체(470)의 위치의 조정의 일례가 나타내어져 있다. 도 6에 나타내는 예에서는, 기판(Wf)의 회전을 수반하여 제1 전위 센서(460)에 의해 기판(Wf) 외주 부근의 소정의 검출 포인트 Sp(도 5 참조)가 검출되어 있고, 이에 의해 기판(Wf)의 둘레 방향(도 5 중의 일점쇄선 참조)의 막 두께 변화가 측정되어 있다. 도 6의 상단에는, 횡축을 둘레 방향 위치 θ로 하고 종축을 막 두께 th로 하는 막 두께 변화가 나타내어져 있다. 도 6에 나타내는 예에서는, θ1 내지 θ2의 영역에 형성된 도금막의 막 두께 th가 다른 영역에 비하여 작게 되어 있다. 이러한 경우, 제어 모듈(800)은 막 두께 th가 작은 θ1 내지 θ2의 영역에서는 차폐체(470)가 퇴피 위치로 이동하고(도 6 중, 「OFF」), 다른 영역에서는 차폐체(470)가 차폐 위치로 이동(도 6 중, 「ON」)하도록, 기판(Wf)의 회전에 수반되는 차폐체(470)의 위치를 조정하면 된다. 이렇게 하면, θ1 내지 θ2의 영역에 형성되는 도금의 양을 많게 하여 기판(Wf)에 형성되는 도금막의 균일성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제어 모듈(800)은 도금 조건의 실시간의 조정으로서, 기판(Wf)과 저항체(450)의 거리를 조정해도 된다. 본 발명자들의 연구에 의해, 기판(Wf)과 저항체(450)의 거리는, 기판(Wf)의 외주 부근에 형성되는 도금의 양에 비교적 크게 영향을 미치고, 기판(Wf)의 중앙측 영역에 형성되는 도금의 양에는 비교적 영향을 주지 않는다는 것을 알고 있다. 이 때문에, 일례로서, 제어 모듈(800)은 외주 부근의 도금막의 막 두께가 목표보다 클 때에는 기판(Wf)과 저항체(450)의 거리를 근접시키고, 외주 부근의 도금막의 막 두께가 목표보다 작을 때에는 기판(Wf)과 저항체(450)의 거리를 멀리 떨어지게 할 수 있다. 또한, 제어 모듈(800)은 차폐체(470)가 차폐 위치에 있는 시간이 길수록 기판(Wf)과 저항체(450)의 거리를 멀리 떨어지게 하고, 차폐체(470)가 차폐 위치에 있는 시간이 짧을수록 기판(Wf)과 저항체(450)의 거리를 근접시키는 것으로 해도 된다. 이렇게 하면, 기판(Wf)의 외주 부근에 형성되는 도금의 양을 조정하여 기판(Wf)에 형성되는 도금막의 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한, 일례로서, 제어 모듈(800)은 승강 기구(442)를 구동하여, 기판(Wf)과 저항체(450)의 거리를 조정할 수 있다. 그러나, 이러한 예에 한정되지 않고, 제어 모듈(800)은 구동 기구(452)에 의해, 저항체(450)를 이동시켜 기판(Wf)과 저항체(450)의 거리를 조정해도 된다.

또한, 제어 모듈(800)은 도금 조건의 실시간의 조정으로서, 애노드 마스크(426)의 개구 치수를 조정해도 된다. 일례로서, 제어 모듈(800)은 외주 부근의 도금막의 막 두께가 목표보다 클 때에는 애노드 마스크(426)의 개구 치수를 작게 하고, 외주 부근의 도금막의 막 두께가 목표보다 작을 때에는 애노드 마스크(426)의 개구 치수를 크게 해도 된다.

<변형예>

도 7은, 제1 실시 형태의 변형예의 도금 모듈의 구성을 개략적으로 도시하는 종단면도이다. 변형예의 도금 모듈(400)에 대해서, 제1 실시 형태의 도금 모듈(400)과 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략한다. 변형예의 도금 모듈(400)에서는, 제1 전위 센서(460)를 지지하기 위한 센서 지지체(468)가 구동 기구(468a)에 의해 이동 가능하게 구성되어 있다. 이에 의해, 센서 지지체(468)에 지지된 제1 전위 센서(460)를 이동시킬 수 있어, 제1 전위 센서(460)에 의한 검출 위치를 변경할 수 있다. 또한, 한정하는 것은 아니지만, 구동 기구(468a)는 제1 전위 센서(460)를 기판(Wf)의 반경 방향을 따라서 이동시키도록 구성되어도 된다. 또한, 도 7에 나타내는 예에서는, 단일의 제1 전위 센서(460)가 센서 지지체(468)에 설치되어 있지만, 이러한 예에 한정되지 않고, 복수의 제1 전위 센서(460)가 센서 지지체(468)에 지지되어 구동 기구(468a)에 의해 이동 가능하게 구성되어도 된다.

<제2 실시 형태>

도 8은, 제2 실시 형태의 도금 모듈(400A)의 구성을 개략적으로 도시하는 종단면도이다. 제2 실시 형태에서는, 기판(Wf)이 연직 방향으로 연장되도록, 즉 판면이 수평 방향을 향하도록 보유 지지된다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 도금 모듈(400A)은 내부에 도금액을 보유 지지하는 도금조(410A)와, 도금조(410A) 내에 배치된 애노드(430A)와, 애노드(430A)와, 기판 홀더(440A)를 구비하고 있다. 제2 실시 형태에서는, 기판(Wf)으로서 각형 기판을 예로 들어 설명하지만, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 기판(Wf)은, 각형 기판, 원형 기판을 포함한다.

애노드(430A)는 도금조 내에서 기판(Wf)의 판면과 대향하도록 배치된다. 애노드(430A)는 전원(90)의 정극에 접속되고, 기판(Wf)은 기판 홀더(440A)를 통해 전원(90)의 부극에 접속된다. 애노드(430A)와 기판(Wf) 사이에 전압을 인가하면, 기판(Wf)에 전류가 흘러, 도금액의 존재하에서 기판(Wf)의 표면에 금속막이 형성된다.

도금조(410A)는 기판(Wf) 및 애노드(430A)가 내부에 배치되는 내부조(412A)와, 내부조(412A)에 인접하는 오버플로조(414A)를 구비하고 있다. 내부조(412A) 내의 도금액은 내부조(412A)의 측벽을 넘쳐 흘러 오버플로조(414A) 내에 유입하도록 되어 있다.

오버플로조(414A)의 저부에는, 도금액 순환 라인(58a)의 일단부가 접속되고, 도금액 순환 라인(58a)의 타단부는 내부조(412A)의 저부에 접속되어 있다. 도금액 순환 라인(58a)에는, 순환 펌프(58b), 항온 유닛(58c) 및 필터(58d)가 설치되어 있다. 도금액은, 내부조(412A)의 측벽을 오버플로하여 오버플로조(414A)에 유입하고, 또한 오버플로조(414A)로부터 도금액 순환 라인(58a)을 지나 도금액 저류조(52)로 되돌려진다. 이와 같이, 도금액은, 도금액 순환 라인(58a)을 통하여 내부조(412A)와 오버플로조(414A) 사이를 순환한다.

도금 모듈(400A)은 기판(Wf) 상의 전위 분포를 조정하는 조정판(레귤레이션 플레이트)(454)과, 내부조(412A) 내의 도금액을 교반하는 패들(416)을 더 구비하고 있다. 조정판(454)은 패들(416)과 애노드(430A) 사이에 배치되어 있고, 도금액 중의 전기장을 제한하기 위한 개구(452a)를 갖고 있다. 패들(416)은, 내부조(412A) 내의 기판 홀더(440A)에 보유 지지된 기판(Wf)의 표면 근방에 배치되어 있다. 패들(416)은 예를 들어 티타늄(Ti) 또는 수지로 구성되어 있다. 패들(416)은, 기판(Wf)의 표면과 평행하게 왕복 운동함으로써 기판(Wf)의 도금 중에 충분한 금속 이온이 기판(Wf)의 표면에 균일하게 공급되도록 도금액을 교반한다.

또한, 도금 모듈(400A)은 기판(Wf)의 도금막 두께를 측정하기 위한 제1 전위 센서(460A), 제2 전위 센서(462Aa) 및 제3 전위 센서(462Ab)를 갖는다. 도 9는, 본 실시 형태에 있어서의 도금조 내에서의 기판(Wf)과 제1 내지 제3 전위 센서(460A, 462Aa, 462Ab)를, 기판(Wf)의 판면에 수직인 방향으로부터 도시하는 모식도이다. 도 8 및 도 9에 나타내는 예에서는, 제1 전위 센서(460A)는 패들(416)에 설치되어 있다. 한정하는 것은 아니지만, 도 11에 나타내는 예에서는, 기판(Wf)의 피도금면의 근방에, 2개의 패들(416)이 배치되고, 2개의 패들(416)의 각각에 2개씩 제1 전위 센서(460A)가 설치되어 있다. 도 8 및 도 9에 나타내는 예에서는, 패들(416)이 기판(Wf)의 표면과 평행하게 왕복 운동함으로써 도금액이 교반됨과 함께 제1 전위 센서(460A)에 의한 검출 위치가 변경된다. 또한, 이러한 예에 한정되지 않고, 제1 전위 센서(460A)는 내부조(412A)에 설치되어도 되고, 패들(416)과는 다른 도시하지 않은 센서 지지체(468)에 지지되어도 된다. 또한, 제1 내지 제3 전위 센서(460A, 462Aa, 462Ab)로서는, 제1 실시 형태의 제1 내지 제3 전위 센서(460, 462a, 462b)와 마찬가지의 센서를 채용할 수 있다. 제1 내지 제3 전위 센서(460A, 462Aa, 462Ab)에 의한 검출 신호는, 제어 모듈(800A)에 입력된다.

이러한 제2 실시 형태에 있어서의 도금 모듈(400A)에서는, 제1 실시 형태의 도금 모듈(400)과 마찬가지로, 도금 처리 중에 제1 내지 제3 전위 센서(460A, 462Aa, 462Ab)에 의한 실시간의 검출을 행할 수 있다. 그리고, 제어 모듈(800A)은 제1 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지로 제1 전위 센서(460A, 462Aa, 462Ab)에 의한 검출값에 기초하여 도금막의 막 두께를 측정한다. 이에 의해, 도금 처리에 있어서 기판(Wf)의 피도금면에 형성되는 도금막의 막 두께 변화를 실시간으로 측정할 수 있다. 또한, 제어 모듈(800A)은 도금막의 막 두께에 기초하여 제1 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지로 도금 조건을 조정할 수도 있다.

<변형예>

도 10은, 변형예에 있어서의, 도금조 내에서의 기판(Wf)과 제1 내지 제3 전위 센서(460A, 462Aa, 462Ab)를 도시하는 모식도이다. 도 10에 나타내는 예에서는, 4개의 제1 전위 센서(460A)가 피도금면의 네 구석에 가까운 위치에 마련되어 있고, 도시하지 않은 구동 기구에 의해, 네 구석으로부터 내측을 향하여 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 특히 각형 기판에서는, 기판(Wf)의 모퉁이부 부근의 막 두께 분포가 면내 균일성에 큰 영향을 미치는 경향이 있기 때문에, 이러한 제1 전위 센서(460A)의 배치에 의해, 기판(Wf)에 있어서의 적합한 위치의 막 두께를 측정할 수 있다. 또한, 도 10에 나타내는 예에서는, 4개의 제1 전위 센서(460A)가 마련되어 있지만, 1 내지 3개, 또는 5개 이상의 제1 전위 센서(460A)가 마련되어도 된다. 또한, 제1 전위 센서(460A)는 서로 동기하여 대칭으로 이동하도록 구성되어도 된다.

도 11은, 다른 변형예에 있어서의, 도금조 내에서의 기판(Wf)과 제1 내지 제3 전위 센서(460A, 462Aa, 462Ab)를 도시하는 모식도이다. 도 11에 나타내는 예에서는, 2개의 제1 전위 센서(460A)가, 피도금면의 긴 변에 가까운 위치에 마련되어 있고, 도시하지 않은 구동 기구에 의해, 긴 변으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 특히 각형 기판에서는, 기판(Wf)의 테두리부 부근의 막 두께 분포가 면내 균일성에 큰 영향을 미치는 경향이 있기 때문에, 이러한 제1 전위 센서(460A)의 배치에 의해, 기판(Wf)에 있어서의 적합한 위치의 막 두께를 측정할 수 있다. 또한, 도 11에 나타내는 예에서는, 2개의 제1 전위 센서(460A)가 마련되어 있지만, 1개, 또는 3개 이상의 제1 전위 센서(460A)가 마련되어도 된다. 또한, 제1 전위 센서(460A)는 서로 동기하여 대칭으로 이동하도록 구성되어도 된다.

본 발명은 이하의 형태로서도 기재할 수 있다.

[형태 1] 형태 1에 의하면, 도금 장치가 제안되며, 상기 도금 장치는, 도금조와, 기판을 보유 지지하기 위한 기판 홀더와, 상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판과 대향하도록 상기 도금조 내에 배치된 애노드와, 상기 기판의 피도금면에 형성되는 도금막에 관한 파라미터를 검출하기 위한 센서를 갖고, 도금 처리 중에 상기 센서의 검출값에 기초하여 상기 도금막의 막 두께를 측정하는 막 두께 측정 모듈을 구비하고, 상기 복수의 센서는, 상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판과 상기 애노드 사이의 영역 내의 제1 위치에 배치된 제1 전위 센서와, 상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판과 상기 애노드 사이의 영역 외의 제2 위치에 배치된 제2 전위 센서와, 상기 제2 위치와 다른 위치이며 상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판과 상기 애노드 사이의 영역 외의 제3 위치에 배치된 제3 전위 센서를 포함하고, 상기 막 두께 측정 모듈은, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치의 전위차인 제1 전위차와, 상기 제2 위치와 상기 제3 위치의 전위차인 제2 전위차를 측정하고, 상기 제1 전위차와 상기 제2 전위차의 차이에 기초하여 상기 도금막의 막 두께를 측정한다.

형태 1에 의하면, 도금 처리 중에 도금막의 막 두께를 측정할 수 있다. 이에 의해, 기판에 형성되는 도금막의 균일성의 향상을 도모할 수 있다.

[형태 2] 형태 2에 의하면, 형태 1에 있어서, 상기 막 두께 측정 모듈은, 상기 제1 전위차와 상기 제2 전위차의 차이에 기초하여 도금 처리 중의 상기 기판 내에서의 도금 전류의 분포를 추정하도록 구성된다.

[형태 3] 형태 3에 의하면, 형태 2에 있어서, 상기 막 두께 측정 모듈은, 추정한 상기 기판 내에서의 도금 전류의 분포에 기초하여 상기 기판 내에서의 상기 도금막의 막 두께 분포를 추정하도록 구성된다.

[형태 4] 형태 4에 의하면, 형태 1 내지 3에 있어서, 상기 애노드와 상기 기판 사이에 배치된 저항체를 구비하고, 상기 제1 전위 센서는, 상기 저항체와 상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판 사이에 배치된다.

[형태 5] 형태 5에 의하면, 형태 1 내지 4에 있어서, 도금 처리 중에, 상기 막 두께 측정 모듈에 의해 측정되는 상기 도금막의 막 두께에 기초하여 도금 조건을 조정하는 도금 조건 조정 모듈을 더 구비한다.

형태 5에 의하면, 기판에 형성되는 도금막의 균일성을 향상시킬 수 있다.

[형태 6] 형태 6에 의하면, 형태 5에 있어서, 상기 기판의 상기 피도금면과 상기 애노드 사이에 개재되는 차폐 위치와, 상기 기판의 상기 피도금면과 상기 애노드 사이로부터 퇴피한 퇴피 위치로 이동 가능한 차폐체를 더 구비하고, 상기 도금 조건 조정 모듈은, 상기 도금 조건의 조정으로서, 상기 차폐체의 위치를 조정한다.

형태 6에 의하면, 차폐체를 사용하여, 기판에 형성되는 도금막의 균일성을 향상시킬 수 있다.

[형태 7] 형태 7에 의하면, 형태 5 또는 6에 있어서, 상기 애노드와 상기 기판 사이에 배치된 저항체와, 상기 기판과 상기 저항체의 거리를 변경 가능한 구동 기구를 구비하고, 상기 도금 조건 조정 모듈은, 상기 도금 조건의 조정으로서, 상기 기판과 상기 저항체의 거리를 변경한다.

형태 7에 의하면, 기판과 저항체의 거리를 조정하여 기판에 형성되는 도금막의 균일성을 향상시킬 수 있다.

[형태 8] 형태 8에 의하면, 형태 5 내지 7에 있어서, 상기 애노드의 상방에 마련되고, 개구 치수를 변경 가능한 애노드 마스크를 더 구비하고, 상기 도금 조건 조정 모듈은, 상기 도금 조건의 조정으로서, 상기 애노드 마스크의 상기 개구 치수를 변경한다.

형태 8에 의하면, 애노드 마스크의 개구 치수를 조정하여 기판에 형성되는 도금막의 균일성을 향상시킬 수 있다.

[형태 9] 형태 9에 의하면, 형태 1 내지 8에 있어서, 상기 기판 홀더를 회전시키는 회전 기구를 더 구비하고, 상기 막 두께 측정 모듈은, 상기 회전 기구에 의한 상기 기판의 회전을 수반하여, 상기 도금막의 막 두께를 측정하도록 구성된다.

형태 9에 의하면, 기판을 회전시켜 센서에 의한 기판의 검출 위치를 변경할 수 있고, 도금 처리 중에 기판에 형성되는 도금막을 보다 적합하게 검출할 수 있다.

[형태 10] 형태 10에 의하면, 형태 1 내지 9에 있어서, 상기 센서는, 상기 기판의 외주부로부터 내주부에 걸쳐 복수 마련되어 있다.

형태 10에 의하면, 기판의 복수의 위치의 도금막의 막 두께를 측정할 수 있다.

[형태 11] 형태 11에 의하면, 형태 1 내지 9에 있어서, 상기 센서는, 상기 기판의 외측 테두리를 따라 복수 마련되어 있다.

형태 11에 의하면, 기판의 복수의 위치의 도금막의 막 두께를 측정할 수 있다.

[형태 12] 형태 12에 의하면, 형태 1 내지 9에 있어서, 상기 막 두께 측정 모듈은, 도금 처리 중에, 상기 센서를 상기 기판의 판면을 따라 이동시키도록 구성된다.

형태 12에 의하면, 기판의 복수의 위치의 도금막의 막 두께를 측정할 수 있다.

[형태 13] 형태 13에 의하면, 형태 1 내지 12에 있어서, 상기 기판 홀더는, 상기 도금조 내에 있어서, 상기 피도금면을 하방을 향하게 한 상태로 상기 기판을 보유 지지하도록 구성된다.

[형태 14] 형태 14에 의하면, 형태 1 내지 12에 있어서, 상기 기판 홀더는, 상기 도금조 내에 있어서, 상기 피도금면을 측방을 향하게 한 상태로 상기 기판을 보유 지지하도록 구성된다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명해 왔지만, 상기한 발명의 실시 형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않고, 변경, 개량될 수 있음과 함께, 본 발명에는 그 균등물이 포함되는 것은 물론이다. 또한, 상술한 과제의 적어도 일부를 해결할 수 있는 범위 또는, 효과의 적어도 일부를 발휘하는 범위에 있어서, 실시 형태 및 변형예의 임의의 조합이 가능하고, 특허 청구 범위 및 명세서에 기재된 각 구성 요소의 임의의 조합 또는, 생략이 가능하다.

본원은, 2022년 4월 28일 출원된 일본 특허 출원 번호 제2022-077347호에 기초하는 우선권을 주장한다. 일본 특허 출원 번호 제2022-077347호의 명세서, 특허 청구 범위, 도면 및 요약서를 포함하는 모든 개시 내용은, 참조에 의해 전체적으로 본원에 원용된다. 일본 특허 공개 제2008-19496호 공보(특허문헌 1) 및 일본 특허 공개 제2002-105695호 공보의 명세서, 특허 청구 범위, 도면 및 요약서를 포함하는 모든 개시는, 참조에 의해 전체적으로 본원에 원용된다.

400, 400A: 도금 모듈
410, 410A: 도금조
416: 패들
420: 멤브레인
426: 애노드 마스크
430, 430A: 애노드
440, 440A: 기판 홀더
442: 승강 기구
448: 회전 기구
450: 저항체
452: 구동 기구
454: 조정판
460, 460A: 제1 전위 센서
462a, 462Aa: 제2 전위 센서
462b, 462Ab: 제3 전위 센서
470: 차폐체
800, 800A: 제어 모듈
1000: 도금 장치
Wf: 기판
Wf-a: 피도금면

Claims

도금조와,
기판을 보유 지지하기 위한 기판 홀더와,
상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판과 대향하도록 상기 도금조 내에 배치된 애노드와,
상기 기판의 피도금면에 형성되는 도금막에 관한 파라미터를 검출하기 위한 센서를 갖고, 도금 처리 중에 상기 센서의 검출값에 기초하여 상기 도금막의 막 두께를 측정하는 막 두께 측정 모듈
을 구비하고,
상기 센서는,
상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판과 상기 애노드 사이의 영역 내의 제1 위치에 배치된 제1 전위 센서와,
상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판과 상기 애노드 사이의 영역 외의 제2 위치에 배치된 제2 전위 센서와,
상기 제2 위치와 다른 위치이며 상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판과 상기 애노드 사이의 영역 외의 제3 위치에 배치된 제3 전위 센서를 포함하고,
상기 막 두께 측정 모듈은, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치의 전위차인 제1 전위차와, 상기 제2 위치와 상기 제3 위치의 전위차인 제2 전위차를 측정하고, 상기 제1 전위차와 상기 제2 전위차의 차이에 기초하여 상기 도금막의 막 두께를 측정하는,
도금 장치.
제1항에 있어서, 상기 막 두께 측정 모듈은, 상기 제1 전위차와 상기 제2 전위차의 차이에 기초하여 도금 처리 중의 상기 기판 내에서의 도금 전류의 분포를 추정하도록 구성되는, 도금 장치.
제2항에 있어서, 상기 막 두께 측정 모듈은, 추정한 상기 기판 내에서의 도금 전류의 분포에 기초하여 상기 기판 내에서의 상기 도금막의 막 두께 분포를 추정하도록 구성되는, 도금 장치.
제1항에 있어서, 상기 애노드와 상기 기판 사이에 배치된 저항체를 구비하고,
상기 제1 전위 센서는, 상기 저항체와 상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판 사이에 배치되는,
도금 장치.
제1항에 있어서, 도금 처리 중에, 상기 막 두께 측정 모듈에 의해 측정되는 상기 도금막의 막 두께에 기초하여 도금 조건을 조정하는 도금 조건 조정 모듈을 더 구비하는, 도금 장치.
제5항에 있어서, 상기 기판의 상기 피도금면과 상기 애노드 사이에 개재되는 차폐 위치와, 상기 기판의 상기 피도금면과 상기 애노드 사이로부터 퇴피한 퇴피 위치로 이동 가능한 차폐체를 더 구비하고,
상기 도금 조건 조정 모듈은, 상기 도금 조건의 조정으로서, 상기 차폐체의 위치를 조정하는,
도금 장치.
제5항에 있어서, 상기 애노드와 상기 기판 사이에 배치된 저항체와,
상기 기판과 상기 저항체의 거리를 변경 가능한 구동 기구를 구비하고,
상기 도금 조건 조정 모듈은, 상기 도금 조건의 조정으로서, 상기 기판과 상기 저항체의 거리를 변경하는,
도금 장치.
제5항에 있어서, 상기 애노드의 상방에 마련되고, 개구 치수를 변경 가능한 애노드 마스크를 더 구비하고,
상기 도금 조건 조정 모듈은, 상기 도금 조건의 조정으로서, 상기 애노드 마스크의 상기 개구 치수를 변경하는,
도금 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 홀더를 회전시키는 회전 기구를 더 구비하고,
상기 막 두께 측정 모듈은, 상기 회전 기구에 의한 상기 기판의 회전을 수반하여, 상기 도금막의 막 두께를 측정하도록 구성되는,
도금 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전위 센서는, 상기 기판의 외주부로부터 내주부에 걸쳐 복수 마련되어 있는, 도금 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전위 센서는, 상기 기판의 외측 테두리를 따라 복수 마련되어 있는, 도금 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 막 두께 측정 모듈은, 도금 처리 중에, 상기 제1 전위 센서를 상기 기판의 판면을 따라 이동시키도록 구성되는, 도금 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 홀더는, 상기 도금조 내에 있어서, 상기 피도금면을 하방을 향하게 한 상태로 상기 기판을 보유 지지하도록 구성되는, 도금 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 홀더는, 상기 도금조 내에 있어서, 상기 피도금면을 측방을 향하게 한 상태로 상기 기판을 보유 지지하도록 구성되는, 도금 장치.