TW202225493A - 鍍覆裝置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本發明可降低鍍覆時槳葉遮蔽電場之影響。本發明之鍍覆裝置係用於鍍覆基板,且具備:鍍覆槽;配置於前述鍍覆槽內之陽極;使前述基板在第一方向及與前述第一方向相反之第二方向旋轉的旋轉機構;以使前述基板在前述第一方向旋轉之時間與在前述第二方向旋轉之時間相等的方式,或是以將在前述第一方向之旋轉速度以時間積分之值、與將在前述第二方向之旋轉速度以時間積分之值相等的方式,控制前述旋轉機構之控制裝置。
Description
本發明係關於一種鍍覆裝置、及鍍覆裝置之控制方法。
鍍覆裝置之一例習知有杯式的電解鍍覆裝置。杯式之電解鍍覆裝置係使將被鍍覆面朝向下方而保持於基板固持器之基板(例如半導體晶圓)浸漬於鍍覆液,藉由在基板與陽極之間施加電壓,使導電膜(鍍覆膜)析出至基板表面。該類型之鍍覆裝置係藉由使基板固持器及基板旋轉,而在基板面附近形成液流,將充分量之離子均勻地供給基板。此外,為了使基板面附近之液流進一步提高,有時係設置與基板面平行地往返運動之槳葉(專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2019-151874號公報
(發明所欲解決之問題)
藉由基板之旋轉而形成液流時,會發生導電膜向液流方向傾斜的現象。此因,在基板上之抗蝕層開口部內,因上層之鍍覆液的對流層之對流方向,對流層在液流方向之下游側變厚並且下層之擴散層變薄,結果,與擴散層之厚度成反比的鍍覆量在下游側變大。
此外,使用槳葉時,因槳葉往返運動之頻率及基板每單位時間的轉數(頻率),會對基板之特定部位增大遮蔽電場的影響。特別是槳葉往返運動之頻率為基板之頻率的整數倍時,當槳葉在往返運動之兩側端停止時,槳葉之梁始終會在基板的相同部位停止,在其部位/位置遮蔽電場之影響特別大,造成鍍覆膜厚之均勻性降低。
本發明係鑑於上述問題者。其目的之一係抑制因基板旋轉產生之液流對鍍覆膜厚的均勻性造成之不良影響。此外,其目的之一係抑制因槳葉遮蔽電場對鍍覆膜厚之均勻性造成的不良影響。進一步,其目的之一係抑制因基板旋轉產生之液流、及槳葉遮蔽電場對鍍覆膜厚之均勻性造成的不良影響。
(解決問題之手段)
本發明一個方面提供一種鍍覆裝置,係用於鍍覆基板,且具備:鍍覆槽;陽極,其係配置於前述鍍覆槽內;旋轉機構,其係使前述基板在第一方向及與前述第一方向相反之第二方向旋轉;及控制裝置,其係以使前述基板在前述第一方向旋轉之時間與在前述第二方向旋轉之時間相等的方式,或是以將在前述第一方向之旋轉速度以時間積分之值、與將在前述第二方向之旋轉速度以時間積分之值相等的方式控制前述旋轉機構。
以下,參照圖式說明本發明之實施形態。在以下說明之圖式中,對相同或相當之元件註記相同符號,並省略重複之說明。
圖1係顯示本實施形態之鍍覆裝置的整體構成立體圖。圖2係顯示本實施形態之鍍覆裝置的整體構成俯視圖。如圖1、2所示,鍍覆裝置1000具備:裝載埠100、搬送機器人110、對準器120、預濕模組200、預浸模組300、鍍覆模組400、清洗模組500、自旋沖洗乾燥器600、搬送裝置700、及控制模組800。
裝載埠100係用於將收納於無圖示之FOUP(前開式晶圓傳送盒)等的匣盒之基板搬入鍍覆裝置1000,或是從鍍覆裝置1000搬出基板至匣盒的模組。本實施形態係在水平方向並列配置4台裝載埠100,不過裝載埠100之數量及配置不拘。搬送機器人110係用於搬送基板之機器人,且以在裝載埠100、對準器120、及搬送裝置700之間交接基板的方式構成。搬送機器人110及搬送裝置700在搬送機器人110與搬送裝置700之間交接基板時,可經由無圖示之暫置台進行基板的交接。
對準器120係用於使基板之定向平面及凹槽等的位置對準指定方向之模組。本實施形態係在水平方向並列配置2台對準器120,不過對準器120之數量及配置不拘。預濕模組200藉由以純水或脫氣水等之處理液濕潤鍍覆處理前之基板的被鍍覆面,而將形成於基板表面之圖案內部的空氣替換成處理液。預濕模組200係以在鍍覆時藉由將圖案內部之處理液替換成鍍覆液,來實施容易在圖案內部供給鍍覆液之預濕處理的方式構成。本實施形態係在上下方向並列配置2台預濕模組200,不過預濕模組200之數量及配置不拘。
預浸模組300係以硫酸及鹽酸等處理液蝕刻除去例如形成於鍍覆處理前之基板被鍍覆面的種層表面等上存在的電阻大之氧化膜,實施清洗或活化鍍覆基底表面之預浸處理的方式構成。本實施形態係在上下方向並列配置2台預浸模組300,不過預浸模組300之數量及配置不拘。鍍覆模組400係對基板實施鍍覆處理。本實施形態有2組在上下方向並列配置3台且在水平方向並列配置4台之12台的鍍覆模組400,合計設有24台的鍍覆模組400,不過鍍覆模組400之數量及配置不拘。
清洗模組500係以為了除去殘留於鍍覆處理後之基板上的鍍覆液等而對基板實施清洗處理的方式構成。本實施形態係在上下方向並列配置2台清洗模組500,不過清洗模組500之數量及配置不拘。自旋沖洗乾燥器600係用於使清洗處理後之基板高速旋轉而乾燥的模組。本實施形態係在上下方向並列配置2台自旋沖洗乾燥器,不過自旋沖洗乾燥器之數量及配置不拘。搬送裝置700係用於在鍍覆裝置1000中之複數個模組間搬送基板的裝置。控制模組800係以控制鍍覆裝置1000之複數個模組的方式構成,例如可由具備與作業人員間之輸入輸出介面的一般電腦或專用電腦而構成。
以下說明藉由鍍覆裝置1000之一連串鍍覆處理的一例。首先,將收納於匣盒之基板搬入裝載埠100。繼續,搬送機器人110從裝載埠100之匣盒取出基板,並將基板搬送至對準器120。對準器120使基板之定向平面及凹槽等的位置對準指定方向。搬送機器人110將以對準器120對準方向後之基板送交搬送裝置700。
搬送裝置700將從搬送機器人110接收之基板搬送至預濕模組200。預濕模組200對基板實施預濕處理。搬送裝置700將實施預濕處理後之基板搬送至預浸模組300。預浸模組300對基板實施預浸處理。搬送裝置700將實施預浸處理後之基板搬送至鍍覆模組400。鍍覆模組400對基板實施鍍覆處理。
搬送裝置700將實施鍍覆處理後之基板搬送至清洗模組500。清洗模組500對基板實施清洗處理。搬送裝置700將實施清洗處理後之基板搬送至自旋沖洗乾燥器600。自旋沖洗乾燥器600對基板實施乾燥處理。搬送裝置700將實施乾燥處理後之基板送交搬送機器人110。搬送機器人110將從搬送裝置700接收之基板搬送至裝載埠100的匣盒。最後,從裝載埠100搬出收納了基板之匣盒。
圖3係顯示本實施形態之鍍覆模組的一例概略圖。如該圖所示,本實施形態之鍍覆模組400係所謂面朝下式或是杯式的鍍覆模組。鍍覆液例如係硫酸銅溶液,鍍覆膜可為銅之膜。但是,鍍覆膜只要是可鍍覆之任意金屬即可,鍍覆液可依鍍覆膜之種類作選擇。
鍍覆模組400具備:鍍覆槽401、基板保持具(基板固持器)403、及鍍覆液貯存槽404。基板保持具403係以將其被鍍覆面向下而保持晶圓等之基板402的方式構成。鍍覆模組400具有使基板保持具403在周方向旋轉之馬達411。馬達411從無圖示之電源接受電力之供給。馬達411藉由控制模組800來控制,並控制基板保持具403、及保持於基板保持具403之基板402的旋轉。換言之,控制模組800藉由控制馬達411之旋轉來控制基板402每單位時間的轉數(亦稱為頻率、旋轉速度)。藉由使基板402旋轉,在基板面附近形成鍍覆液之液流,而將充分量之離子均勻地供給至基板。鍍覆槽401中,與基板402相對地配置陽極410。
鍍覆模組400進一步具有鍍覆液接收槽408。鍍覆液貯存槽404中之鍍覆液藉由泵浦405,並通過過濾器406及鍍覆液供給管407而從鍍覆槽401底部供給至鍍覆槽401中。從鍍覆槽401溢出之鍍覆液被鍍覆液接收槽408接收,並送回鍍覆液貯存槽404。
鍍覆模組400進一步具有連接於基板402與陽極410之電源409。藉由馬達411使基板保持具403旋轉,而且電源409在基板402與陽極410之間施加指定電壓,鍍覆電流在陽極410與基板402之間流動,而在基板402之被鍍覆面上形成鍍覆膜。
進一步,在基板402與陽極410之間配置設有複數個孔之用於調整電場的平板10。此外,在基板402與平板10之間配置槳葉412。槳葉412藉由驅動機構413驅動,並藉由與基板402平行地往返運動攪拌鍍覆液,而在基板402表面形成更強之液流。驅動機構413具有:從無圖示之電源接受電力供給之馬達413a;將馬達413a之旋轉變換成直線運動的滾珠螺桿等之旋轉變換直動機構413b;及連結於旋轉變換直動機構413b及槳葉412,而將旋轉變換直動機構413b之動力傳遞至槳葉412的軸桿413c。控制模組800藉由控制馬達413a之旋轉來控制槳葉412的往返運動速度。
圖13係說明鍍覆液之流動方向對鍍覆膜的影響之概略圖。在基板402表面設有種層,不過該圖中省略圖示。使基板402在箭頭A方向旋轉時,在基板402表面附近之鍍覆液係在箭頭B所指示的方向流動,並在抗蝕層402a之開口402b中產生漩渦狀之箭頭B’指示的在一個方向漩渦狀之對流。在開口402b中,藉由該對流而形成鍍覆液之對流層Q1,並且在對流層Q1之下形成鍍覆液的擴散層Q2(圖13之上部圖)。擴散層Q2係銅離子(Cu
2 +)擴散,而在露出於開口402b底面之基板402的種層上析出銅鍍覆(Cu)(圖13之下部圖)。擴散層Q2藉由鍍覆液在對流層Q1之對流而在液流之方向B的下游側(基板旋轉方向A之上游側)變薄,在液流之方向B的上游側(基板旋轉方向A之下游側)變厚。鍍覆液在開口402b中之析出速度,係從銅離子濃度一定之對流層Q1向銅離子濃度低(或是幾乎為零)的鍍覆面之銅離子供給量成為控速。銅離子向鍍覆面之擴散速度一定時,擴散層Q2之厚度愈薄(從對流層Q1與擴散層Q2之邊界至鍍覆面的距離小),銅離子對鍍覆面之供給量愈多。因而,因為在開口402b中之鍍覆析出速度與擴散層Q2的厚度成反比,所以如該圖下部所示,在液流之方向B的下游側(基板旋轉方向A之上游側)鍍覆膜形成厚,而在液流之方向B的上游側(基板旋轉方向A之下游側)鍍覆膜形成薄。因此,基板旋轉形成之液流方向會影響鍍覆膜厚的均勻性。
圖14係表示槳葉412往返運動之頻率係基板402旋轉的頻率整數倍時槳葉與基板之位置關係的概略圖。該圖係在左側顯示基板402及槳葉412的初期狀態,右側顯示基板402旋轉1圈(1個周期)後之基板402與槳葉412的狀態。該圖顯示槳葉412之往返運動頻率係基板402之旋轉頻率的N倍時,在基板402旋轉1圈的1個周期中,槳葉412往返運動N次,而返回基板402上之相同位置。圖15係表示槳葉412往返運動之頻率係基板402旋轉的頻率整數倍時槳葉與基板之位置關係的曲線圖。圖中橫軸表示時間,縱軸表示基板402及槳葉412之位置。曲線W表示基板402特定部位之位置依時間的變化,曲線P表示槳葉412特定部位(例如,左端之梁)之位置依時間的變化。曲線P之頂點顯示槳葉412在左右端停止的位置。從該圖瞭解槳葉412在左右端之停止位置始終與基板402的特定部位重疊,且槳葉412始終在基板402上的相同位置停止。也就是說,槳葉412往返運動之頻率係基板402之旋轉頻率的整數倍時,當槳葉412在左右端停止時,槳葉412之梁始終在基板402上的相同部位停止。因此,在基板402之該部位的電場遮蔽影響特別大,會影響鍍覆膜厚之均勻性。
為了解決此等問題,本實施形態係使基板402正轉及反轉,並以基板402在正轉方向RF旋轉之時間與在反轉方向RR旋轉之時間相等的方式,及/或以將在正轉方向RF之旋轉速度以時間積分之值、與將在反轉方向RR之旋轉速度以時間積分之值相等的方式,控制基板402(馬達411)之旋轉。
圖4係說明本實施形態之基板旋轉速度的控制之概略圖。圖中縱軸表示基板402之旋轉速度V,橫軸表示時間t。Sa係在正轉方向RF之速度V以時間積分的積分值(在V-t平面正轉方向RF時之速度V的面積)。Sb係在反轉方向RR之速度V以時間積分的積分值(在V-t平面反轉方向RR時之速度V的面積)。將複數個正轉期間RF包含於鍍覆時間/期間Tt時,係合計在複數個正轉期間RF之速度V的時間積分值者。將複數個反轉期間RR包含於鍍覆時間/期間Tt時,係合計在複數個反轉期間RR之速度V的時間積分值者。另外,鍍覆時間/期間Tt係指鍍覆電流流動,實際實施鍍覆之實際鍍覆時間/期間T,或是合併實際鍍覆時間/期間T、與鍍覆前及/後鍍覆電流不流動,而使基板旋轉之時間/期間TS1及/或TS2的時間/期間。另外,實際鍍覆時間/期間T並非在整個期間有鍍覆電流流動,而係依程序在必要的時間流動鍍覆電流。
該圖之例係以將在正轉方向RF之速度V以時間積分的積分值Sa、與將在反轉方向RR之速度V以時間積分的積分值Sb相等之方式控制基板402的旋轉。該圖係顯示在正轉方向RF及反轉方向RR各進行1次旋轉之例,不過,亦可在正轉方向RF及反轉方向RR進行複數次旋轉。此時,在複數次正轉方向RF及反轉方向RR的整個旋轉中,可使將在正轉方向RF之速度V以時間積分的積分值(各次積分值的合計)、與將在反轉方向RR之速度V以時間積分的積分值(各次積分值的合計)相等。各次旋轉速度之曲線形狀(變化形狀)亦可互相係相同或不同形狀。此外,各次中,正轉時之旋轉速度的變化形狀與反轉時之旋轉速度的變化形狀亦可相同或不同。
圖4中,在正轉方向RF時之旋轉速度的變化形狀、與在反轉方向RR時之旋轉方向的變化形狀相同情況下,亦可控制成在正轉方向RF旋轉之時間與在反轉方向RR旋轉之時間相等。複數次進行正轉方向RF及反轉方向RR之旋轉時,各次中,在正轉方向RF時之旋轉速度的變化形狀、與在反轉方向RR時之旋轉方向的變化形狀相同情況下,亦可控制成各次在正轉方向RF旋轉之時間與在反轉方向RR旋轉之時間相等。
圖5係說明藉由基板之正轉及反轉的組合來控制鍍覆膜之概略圖。藉由圖4之旋轉速度的控制,在基板402之鍍覆時間Tt(全部鍍覆時間)因基板402之旋轉方向的影響被抵銷。如圖5所示,基板402在正轉方向RF旋轉時,鍍覆膜係形成在正轉方向RF的上游側變厚,且在正轉方向RF之下游側變薄。基板402在反轉方向RR旋轉時,鍍覆膜係形成在反轉方向RR之上游側(正轉方向RF之下游側)變厚,在反轉方向RR之下游側(正轉方向RF之上游側)變薄。因為鍍覆膜厚之不均勻程度與經過鍍覆時間Tt之正轉時及反轉時的旋轉速度V之時間積分值成正比,所以藉由使在經過鍍覆時間Tt之正轉時及反轉時的旋轉速度V之時間積分值互相相等,而將因基板旋轉產生之液流造成的膜厚不均勻互相抵銷,可使在整個鍍覆時間Tt形成之鍍覆膜的厚度均勻。不過,隨著鍍覆膜厚之成長,因為在開口402b中之上游側、下游側的擴散層Q2之厚度(亦即鍍覆成長速度)的差會變化,所以應儘可能頻繁地反覆進行複數次正轉及反轉(旋轉方向之切換)。
圖4之例係使正轉時之積分值Sa與反轉時之積分值Sb相等,並且任意選擇在正轉及反轉之各方向的旋轉中,將旋轉速度V變更成複數個不同的旋轉速度。此因在槳葉412之左右端停止時,抑制或防止槳葉412之梁始終在基板402上的相同部位停止。本例係設定複數個以不同之一定旋轉速度在設定期間維持的步驟。但是,設定3個以上不同之一定旋轉速度情況下,亦可一部分之一定旋轉度相同。例如,在正轉及/或反轉方向之旋轉中,亦可係一定之旋轉速度反覆增減的曲線形狀。另外,圖4之例中,在正轉及/或反轉方向之旋轉中,旋轉速度V亦可具有1個一定旋轉速度。
本實施形態係鍍覆1片基板之整個鍍覆時間Tt,只要正轉方向之旋轉速度的時間積分值、與反轉方向之旋轉速度的時間積分值相等,旋轉速度之曲線形狀於正轉時與反轉時,在反覆的各次中可為任意的曲線形狀(包含步驟數、各步驟之加速度、一定旋轉速度、定速時間、減速時之加速度的特性)。另外,在抑制或防止槳葉412之梁在基板402上的相同部位始終停止,宜在正轉時/反轉時之各次中具有複數個旋轉速度的步驟(複數個一定旋轉速度)。
圖6係表示變更基板之旋轉速度時的槳葉與基板之位置關係的曲線圖。按照圖4之旋轉控制時,在正轉及反轉之各方向的旋轉中,由於將旋轉速度V變更成複數個不同之一定旋轉速度,因此槳葉412在左右端停止時,可抑制或防止槳葉412之梁在基板402上的相同部位始終停止。圖6中橫軸表示時間,縱軸顯示基板402及槳葉412之位置。曲線P表示槳葉412在特定部位(例如,左端之梁)的位置隨時間之變化。曲線W1顯示隨著基板402以旋轉速度V1在特定部位旋轉之變位,曲線W2顯示基板402以旋轉速度V2(≠V1)在特定部位旋轉之變位。從該圖瞭解,藉由變更旋轉速度V,當槳葉412在左右端停止時,在槳葉412之梁停止的基板402上之部位變化。
圖7係說明基板旋轉速度之控制例的概略圖。該圖係將鍍覆時間設為Tt,顯示鍍覆時間Tt中包含1個由正轉期間RF及反轉期間RR構成之單位期間(亦稱為正轉反轉期間)時的旋轉速度V之時間變化。鍍覆時間Tt有時與鍍覆電流流動而實際實施鍍覆之實際鍍覆時間T一致,有時係實際鍍覆時間、與鍍覆前及/或後鍍覆電流不流動,而使基板旋轉之時間TS1及/或TS2的合計時間。TS1係為了以鍍覆液替換抗蝕層402a 之開口402b中的液體及/或氣體而設。本例係包含1個單位期間(重複次數m=1),不過鍍覆時間Tt中亦可包含複數個單位期間。實際鍍覆時間T、僅基板旋轉之時間TS1、TS2事先藉由實驗或模擬來決定。
圖7之例係正轉期間RF之旋轉速度V的曲線、與反轉期間RR之旋轉速度V的曲線在時間軸上對稱。反轉期間RR之旋轉速度V的曲線係將正轉期間RF之旋轉速度V的曲線在時間軸上對稱地折疊,並使反轉期間RR之旋轉速度V的曲線之起點沿著時間軸平行移動至正轉期間RF之旋轉速度V的曲線之終點者。本例係輸入正轉期間RF之步驟數n、各步驟之加速度a、各步驟之旋轉速度V、定速時間Δt時,可自動計算在時間軸上對稱形狀而反轉之反轉期間RR的曲線(步驟數n、各步驟之加速度a、各步驟之旋轉速度V、定速時間Δt)。
圖7之例係在正轉期間RF、反轉期間RR之各期間為步驟數n=2,重複次數m=1。步驟數n顯示在1個正轉期間/反轉期間以複數個一定旋轉速度旋轉之期間數。重複次數m顯示重複由1個正轉期間RF及反轉期間RR構成之單位期間的次數。圖7之例係在正轉期間RF,步驟1包含:以加速度a
1加速基板旋轉之期間、與以一定之旋轉速度V
1在定速時間Δt
1之間使基板定速旋轉的期間。步驟2包含:以加速度a
2加速基板旋轉之期間、以一定之旋轉速度V
2在定速時間Δt
2之間使基板定速旋轉的期間。此外,步驟2結束後,以加速度-a
n + 1將旋轉速度減速。反轉期間RR之加速度及旋轉速度的方向與正轉期間RF相反,不過係進行與正轉期間RF同樣的旋轉控制。具體而言,在反轉期間RR,步驟1包含:以加速度-a
1加速基板旋轉之期間、與以一定之旋轉速度-V
1在定速時間Δt
1之間使基板定速旋轉的期間。步驟2包含:以加速度-a
2加速基板旋轉之期間、以一定之旋轉速度-V
2在定速時間Δt
2之間使基板定速旋轉的期間。此外,步驟2結束後,以加速度a
n + 1將基板旋轉減速。此處,a
1, a
2, ‧‧‧a
n, a
n+1, V
1, V
2係正值。減速時之加速度a
n + 1的值愈大愈好。正轉反轉切換時之基板的運動,因為係在減弱液流之方向動作,所以正轉反轉切換時之加速度a
n + 1應儘可能大(正轉反轉切換需要之時間宜儘可能小)。但是,其他實施形態在減速時的控制,亦與加速時同樣地亦可以具有複數個一定旋轉速度之方式採用複數個步驟進行控制。
圖7之例中,各參數滿足以下公式。
Tt={ΣV
k/a
k+ΣΔt
k+V
n/a
n +1}×2m (1)
此處,Tt為鍍覆時間,n為步驟數,m為重複次數,k為1以上之整數,V
k為步驟k之旋轉速度,Δt
k為步驟k之定速時間,V
n為步驟n之旋轉速度,a
n + 1為減速時之加速度,Σ為計算k=1至n之和者。右邊括弧內之第1項係加速需要之時間的合計,第2項係各步驟之定速時間的合計,第3項表示減速時間。
圖8係說明基板旋轉速度之控制例的概略圖。圖7之例係將正轉期間RF之旋轉速度V的曲線在時間軸上折疊,作為反轉期間RR之旋轉速度V的曲線,而如圖8所示,亦可使正轉期間RF之旋轉速度V的曲線旋轉180°(關於正轉期間RF之終點對稱移動),作為反轉期間RR之旋轉速度V的曲線。
圖9係說明基板旋轉速度之其他控制例的概略圖。與圖7同樣地,顯示步驟數n=2,重複次數m=1時之旋轉速度V的時間變化。本例中,在各步驟之加速度、定速時間分別為一定之加速度a、定速時間Δt,且減速時之加速度a
s為常數。減速時之加速度a
s的值愈大愈好。但是,其他實施形態在減速時之控制亦與加速時同樣地亦可以具有複數個一定旋轉速度之方式以複數個步驟進行控制。正轉反轉切換時之基板的運動,因為係在減弱液流之方向動作,所以正轉反轉切換時之加速度a
s應儘可能大。此處,a, V
1, V
2係正值, a
s係負值。與圖7同樣地,係顯示正轉期間RF之旋轉速度V的曲線、與反轉期間RR之旋轉速度V的曲線在時間軸上對稱之例,不過如圖8所示,亦可適用於正轉期間RF之旋轉速度V的曲線、與反轉期間RR之旋轉速度V的曲線互相旋轉180°的關係曲線。圖9之例係對既定之鍍覆時間Tt及步驟數n,在各步驟之旋轉速度V、各步驟之加速度a、各步驟之定速時間Δt、及單位期間之重複次數m的4個(4種)參數中輸入3個(3種)參數時,自動計算剩餘的1個參數。
圖9之例中,各參數滿足以下公式。
Tt={V
n/a+Δt×n+V
n/a
s}×2m (2)
此處,Tt係鍍覆時間,n係步驟數,m係重複次數,a係各步驟共同之加速時的加速度,V
n係步驟n之旋轉速度(旋轉速度之最大值),Δt係各步驟共同的定速時間,a
s係減速時的加速度。右邊括弧內之第1項係加速需要之時間的合計,第2項係各步驟之定速時間的合計,第3項表示減速時間。
圖10係設定圖7之例中的基板之旋轉速度的流程圖之例。該控制流程可藉由上述之控制模組800來執行。另外,該控制流程亦可由控制模組800與鍍覆裝置內部或外部之其他控制裝置合作執行,亦可由控制模組800以外之鍍覆裝置內部或外部的控制裝置來執行。以下之流程圖中亦同。
S100係設定鍍覆時間Tt、1個正轉期間RF包含之全部步驟數n、單位期間之重複次數m,並將作為對象之步驟的編號k設定為k=1。鍍覆時間Tt係實際時間T,或實際時間T、鍍覆前及/後不流動鍍覆電流而旋轉基板之時間TS1及/或TS2的合計時間。
S110至S130係將k從1至n變更(S130),而且設定各步驟k之加速度a
k、定速時間Δt
k、旋轉速度V
k(S110),並且在S130中,當k=n+1時,設定減速時之加速度-a
n + 1(S110)。k=n+1時,於S120判定為否(No),並移至S140。S140係計算各步驟需要之時間T
k=V
k/a
k+Δt
k及(k=1‧‧‧n)及減速需要之時間V
n/a
n + 1。S110至S140之處理以滿足上述公式(1)之方式設定各參數。例如,重複進行S110-S140之處理直至滿足上述公式(1)。
其次,進行使正轉期間RF之速度V的曲線對時間軸反轉的處理(參照圖7),計算在反轉期間RR之各步驟k的加速度、定速時間、旋轉速度、減速時之加速度(S150),完成控制基板旋轉之設定方案(Recipe)(S160)。另外,圖8之例的情況下,進行使正轉期間RF之旋轉速度V的曲線旋轉180°之處理,計算在反轉期間RR各步驟k之加速度、定速時間、旋轉速度、減速時之加速度,完成控制基板旋轉之設定方案。
圖11係設定圖9之例中的基板之旋轉速度的流程圖之例。S200係設定鍍覆時間Tt、1個正轉期間RF(或反轉期間RR)包含之全部步驟數n。鍍覆時間Tt係實際時間T,或實際時間T、鍍覆前及/後不流動鍍覆電流而旋轉基板之時間TS1及/或TS2的合計時間。
S210係在圖9所示之加速度a, a
s、各步驟之旋轉速度V
k(k=1‧‧‧n)、定速時間Δt、重複次數m之4個(4種)參數中設定3個(3種)參數。另外,加速度a係加速時之加速度,加速度a
s係減速時之加速度。加速時之加速度a、定速時間Δt為各步驟共同之值,a
s係固定值。
其次,以滿足上述公式(2)之方式,計算剩餘的1個參數(S220),完成控制基板旋轉之設定方案(S230)。
圖12係鍍覆處理的流程圖之例。S300係將基板402搬入鍍覆槽401,並將基板402安裝於基板保持具403。在S310中,設定鍍覆電流、鍍覆時間、基板旋轉控制之各參數(圖7-11)等後,依據所設定之鍍覆電流、鍍覆時間、基板旋轉控制之各參數等,使基板402旋轉並實施鍍覆(S320)。鍍覆完成後,搬出鍍覆後之基板(S330)。S310之鍍覆時間如上述有時設定實際鍍覆時間T,有時除了實際鍍覆時間T之外,還設定考慮僅基板旋轉之期間TS1及/或TS2的鍍覆時間Tt。
從上述記載至少掌握以下之形態。
一個實施形態提供一種鍍覆裝置,係用於鍍覆基板,且具備:鍍覆槽;陽極,其係配置於前述鍍覆槽內;旋轉機構,其係使前述基板在第一方向及與前述第一方向相反之第二方向旋轉;及控制裝置,其係以使前述基板在前述第一方向旋轉之時間與在前述第二方向旋轉之時間相等的方式,及/或以將在前述第一方向之旋轉速度以時間積分之值、與將在前述第二方向之旋轉速度以時間積分之值相等的方式控制前述旋轉機構。
採用該實施形態時,在基板之鍍覆中,因為使基板在正轉方向旋轉之合計時間與在反轉方向旋轉的合計時間相等,或是將正轉方向的旋轉速度以時間積分之值、與將反轉方向的旋轉速度以時間積分之值相等,因此可抑制或防止因鍍覆液之流動方向造成鍍覆膜表面傾斜的現象。此因,在鍍覆時間,藉由將正轉時鍍覆膜表面傾斜之量與反轉時鍍覆膜傾斜之量重疊,抵銷鍍覆膜表面之傾斜。
一個實施形態,係前述控制裝置在鍍覆前述基板之間,實施1次或複數次單位期間,其係包含:第一方向旋轉期間,其係使前述基板在前述第一方向連續旋轉;及第二方向旋轉期間,其係使前述基板在前述第二方向連續旋轉。
採用該形態時,藉由實施1次或複數次單位期間,可交互實施第一方向之旋轉與第二方向的旋轉。此外,依程序可調節實施單位期間之次數。此外,藉由實施複數次單位期間,在藉由一個方向之旋轉造成鍍覆膜表面的傾斜量變大之前,可藉由相反方向之旋轉來降低鍍覆膜表面的傾斜,可更精確地將鍍覆膜表面平坦化。例如,藉由實施複數次單位期間,可抑制或防止藉由一個方向之旋轉鍍覆膜大幅傾斜而影響液流,而更精確地將鍍覆膜表面平坦化。
一個實施形態,係前述控制裝置在前述單位期間之一部分或全部,將第一方向旋轉期間及/或第二方向旋轉期間分成複數個步驟進行控制,各步驟具有以一定旋轉速度使前述基板旋轉的定速期間,在至少2個步驟中,一定旋轉速度互相不同。
採用該形態時,因為將基板之旋轉速度切換成複數個旋轉速度,所以可抑制或防止因為槳葉之往返運動的頻率及基板之旋轉速度(頻率)使槳葉之梁始終在基板之相同部位停止。藉此,可抑制或防止電場遮蔽對基板之特定部位的影響大之現象。結果,可抑制或防止因為在基板之特定部位的電場遮蔽之影響大造成鍍覆膜厚的均勻性降低。
一個實施形態,係前述複數個步驟中至少2個步驟之定速時間互相不同。
採用該形態時,可依槳葉之頻率及基板的頻率進一步降低電場遮蔽之影響,可更適切地設定定速時間。此外,以對應於鍍覆時間之方式調整各步驟的定速時間容易。
一個實施形態,係前述複數個步驟之各步驟的定速時間互相相等。
採用該形態時,可更輕易進行基板之旋轉控制。
一個實施形態,係前述複數個步驟中之至少2個步驟中,加速至各步驟之一定旋轉速度的加速度互相不同。
採用該形態時,可以依槳葉之頻率及基板的頻率進一步降低電場遮蔽之影響的方式更適切地設定加速度。此外,以對應於鍍覆時間之方式調整各步驟的加速度容易。
一個實施形態,係在前述複數個步驟之各步驟中,加速至一定旋轉速度之加速度互相相等。
採用該形態時,可更輕易進行基板之旋轉控制。
一個實施形態,係在至少2個單位期間之旋轉速度的變化特性互相不同。旋轉速度之變化特性係指圖4、7-9中例示之旋轉速度的曲線形狀(變化形狀),且包含步驟數、各步驟之加速度、一定之旋轉速度、定速時間、及減速時之加速度。
採用該形態時,因為在單位期間之間旋轉速度的變化圖案不同,所以可使槳葉之梁在基板上停止的部位更加分散,可進一步抑制在基板之特定部位電場遮蔽的影響變大之現象。
一個實施形態,係在前述單位期間之一部分或全部,於前述第一方向旋轉期間與前述第二方向旋轉期間之旋轉速度的變化特性互相不同。
採用該形態時,因為在第一方向旋轉期間與第二方向旋轉期間之間的旋轉速度之變化圖案不同,所以可使槳葉之梁在基板上停止之部位更加分散,可進一步抑制在基板之特定部位電場遮蔽的影響變大之現象。
一個實施形態,係前述控制裝置輸入在前述第一方向旋轉期間之步驟數、各步驟之一定旋轉速度、加速至各步驟之一定旋轉速度的加速度、及各步驟之定速時間時,自動計算對應於在時間軸上對稱地折疊在前述第一方向旋轉期間之旋轉速度對時間的變化曲線之形狀的變化曲線之在前述第二方向旋轉期間的步驟數、各步驟之旋轉速度、各步驟之加速度、及各步驟之定速時間。
採用該形態時,由於設定正轉時之各參數時,可自動計算反轉時的各參數,因此可簡化參數之設定。此外,由於係以正轉時與反轉時相同變化特性之旋轉速度使基板旋轉,因此可提高鍍覆膜厚之均勻性。
一個實施形態,係前述控制裝置在各步驟之旋轉速度、加速至各步驟之旋轉速度的加速度、各步驟之定速時間、及前述單位期間重複次數之4個(4種)參數中,輸入3個(3種)參數時,自動計算剩餘之1個參數,前述加速度及前述定速時間在各步驟相同。
採用該形態時,由於將加速度及定速時間在各步驟相同,藉由在4個參數中輸入3個參數,自動計算剩餘之1個參數,可使旋轉控制之設定方案完成,因此可簡化參數之設定。
一個實施形態,係提供一種方法,其係控制使基板旋轉而進行鍍覆之鍍覆裝置,且係以使前述基板在前述第一方向旋轉之時間與在與前述第一方向相反的第二方向旋轉之時間相等的方式,或是以將在前述第一方向的旋轉速度以時間積分之值、與將在前述第二方向的旋轉速度以時間積分之值相等的方式控制前述基板之旋轉。採用該形態時,可達到上述之作用效果。
一個實施形態,係提供一種非揮發性記憶媒介,其係記憶用於以電腦執行控制使基板旋轉而進行鍍覆之鍍覆裝置的方法之程式,且係以使前述基板在前述第一方向旋轉之時間與在與前述第一方向相反的第二方向旋轉之時間相等的方式,或是以將在前述第一方向的旋轉速度以時間積分之值、與將在前述第二方向的旋轉速度以時間積分之值相等的方式控制前述基板之旋轉。採用該形態時,可達到上述之作用效果。
以上,係說明本發明之實施形態,不過上述發明之實施形態係為了容易理解本發明者,而並非限定本發明者。本發明在不脫離其旨趣之範圍內可變更及改良,並且本發明當然包含其等效物。此外,在可解決上述問題之至少一部分的範圍、或是可達到效果之至少一部分的範圍內,申請專利範圍及說明書中記載之各元件可任意組合或省略。
10:平板
100:裝載埠
110:搬送機器人
120:對準器
200:預濕模組
300:預浸模組
400:鍍覆模組
401:鍍覆槽
402:基板
402a:抗蝕層
402b:開口
403:基板保持具
404:鍍覆液貯存槽
405:泵浦
406:過濾器
407:鍍覆液供給管
408:鍍覆液接收槽
409:電源
410:陽極
411:馬達
412:槳葉
413:驅動機構
413a:馬達
413b:旋轉變換直動機構
413c:軸桿
500:清洗模組
600:自旋沖洗乾燥器
700:搬送裝置
800:控制模組
1000:鍍覆裝置
P, W, W1, W2:曲線
RF:正轉方向
RR:反轉方向
Sa, Sb:積分值
Tt:鍍覆時間
TS1, TS2:時間/期間
圖1係顯示本實施形態之鍍覆裝置的整體構成立體圖。
圖2係顯示本實施形態之鍍覆裝置的整體構成俯視圖。
圖3係顯示本實施形態之鍍覆模組的一例概略圖。
圖4係說明本實施形態之基板旋轉速度的控制之概略圖。
圖5係說明藉由基板之正轉及反轉的組合來控制鍍覆膜之概略圖。
圖6係表示變更基板之旋轉速度時的槳葉與基板之位置關係的曲線圖。
圖7係說明基板旋轉速度之控制例的概略圖。
圖8係說明基板旋轉速度之控制例的概略圖。
圖9係說明基板旋轉速度之控制例的概略圖。
圖10係設定基板之旋轉速度的流程圖之例。
圖11係設定基板之旋轉速度的流程圖之例。
圖12係鍍覆處理的流程圖之例。
圖13係說明鍍覆液之流動方向對鍍覆膜的影響之概略圖。
圖14係表示槳葉往返運動之頻率係基板旋轉的頻率整數倍時槳葉與基板之位置關係的概略圖。
圖15係表示槳葉往返運動之頻率係基板旋轉的頻率整數倍時槳葉與基板之位置關係的曲線圖。
RF:正轉方向
RR:反轉方向
Sa,Sb:積分值
Tt:鍍覆時間
TS1,TS2:時間/期間
Claims (13)
- 一種鍍覆裝置,係用於鍍覆基板,且具備: 鍍覆槽; 陽極,其係配置於前述鍍覆槽內; 旋轉機構,其係使前述基板在第一方向及與前述第一方向相反之第二方向旋轉;及 控制裝置,其係以使前述基板在前述第一方向旋轉之時間與在前述第二方向旋轉之時間相等的方式,及/或以將在前述第一方向之旋轉速度以時間積分之值、與將在前述第二方向之旋轉速度以時間積分之值相等的方式控制前述旋轉機構。
- 如請求項1之鍍覆裝置,其中前述控制裝置在鍍覆前述基板之間,實施1次或複數次單位期間,其係包含:第一方向旋轉期間,其係使前述基板在前述第一方向連續旋轉;及第二方向旋轉期間,其係使前述基板在前述第二方向連續旋轉。
- 如請求項2之鍍覆裝置,其中前述控制裝置在前述單位期間之一部分或全部,將第一方向旋轉期間及/或第二方向旋轉期間分成複數個步驟進行控制,各步驟具有以一定旋轉速度使前述基板旋轉的定速期間,在至少2個步驟中,一定旋轉速度互相不同。
- 如請求項3之鍍覆裝置,其中前述複數個步驟中至少2個步驟之定速時間互相不同。
- 如請求項3之鍍覆裝置,其中前述複數個步驟之各步驟的定速時間互相相等。
- 如請求項3~5中任一項之鍍覆裝置,其中前述複數個步驟中之至少2個步驟中,加速至各步驟之一定旋轉速度的加速度互相不同。
- 如請求項3~5中任一項之鍍覆裝置,其中在前述複數個步驟之各步驟中,加速至一定旋轉速度之加速度互相相等。
- 如請求項2~5中任一項之鍍覆裝置,其中在至少2個單位期間之旋轉速度的變化特性互相不同。
- 如請求項3~5中任一項之鍍覆裝置,其中在前述單位期間之一部分或全部,於前述第一方向旋轉期間與前述第二方向旋轉期間之旋轉速度的變化特性互相不同。
- 如請求項3~5中任一項之鍍覆裝置,其中前述控制裝置輸入在前述第一方向旋轉期間之步驟數、各步驟之一定旋轉速度、加速至各步驟之一定旋轉速度的加速度、及各步驟之定速時間時,自動計算對應於在時間軸上對稱地折疊在前述第一方向旋轉期間之旋轉速度對時間的變化曲線之形狀的變化曲線之在前述第二方向旋轉期間的步驟數、各步驟之旋轉速度、各步驟之加速度、及各步驟之定速時間。
- 如請求項3~5中任一項之鍍覆裝置,其中前述控制裝置在各步驟之旋轉速度、加速至各步驟之旋轉速度的加速度、各步驟之定速時間、及前述單位期間重複次數之4個參數中,輸入3個參數時,自動計算剩餘之1個參數, 前述加速度及前述定速時間在各步驟相同。
- 一種鍍覆裝置之控制方法,該鍍覆裝置係使基板旋轉而進行鍍覆,該控制方法係: 以使前述基板在前述第一方向旋轉之時間與在與前述第一方向相反的第二方向旋轉之時間相等的方式,或是以將在前述第一方向的旋轉速度以時間積分之值、與將在前述第二方向的旋轉速度以時間積分之值相等的方式控制前述基板之旋轉。
- 一種非揮發性記憶媒介,係記憶用於以電腦執行控制使基板旋轉而進行鍍覆之鍍覆裝置的方法之程式, 且係以使前述基板在前述第一方向旋轉之時間與在與前述第一方向相反的第二方向旋轉之時間相等的方式,或是以將在前述第一方向的旋轉速度以時間積分之值、與將在前述第二方向的旋轉速度以時間積分之值相等的方式控制前述基板之旋轉。
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TW109146473A TW202225493A (zh) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | 鍍覆裝置及其控制方法 |
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TW109146473A TW202225493A (zh) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | 鍍覆裝置及其控制方法 |
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TW109146473A TW202225493A (zh) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | 鍍覆裝置及其控制方法 |
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TW (1) | TW202225493A (zh) |
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2020
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