TW202336291A - 鍍覆裝置及鍍覆方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提出一種可使形成於基板之鍍覆膜的均勻性提高之鍍覆裝置等。鍍覆裝置具備:鍍覆槽;用於保持基板之基板固持器;與保持於前述基板固持器之基板相對的方式配置於前述鍍覆槽內,並以保持溶解性之陽極的方式而構成之陽極固持器;安裝於前述陽極固持器,具有在前述陽極與前述基板之間流動的電流通過之開口的陽極遮罩;以調整前述陽極遮罩之開口尺寸的方式而構成之調整機構;及依據使用前述陽極期間在該陽極中之電解量來控制前述調整機構的控制器。
Description
本申請案係關於一種鍍覆裝置、及鍍覆方法。
過去,進行有在設於半導體晶圓等之基板表面的微細配線用溝、孔、或阻絕層(Resist)開口部中形成配線,或是在基板之表面形成與封裝體之電極等電性連接之凸塊(突起狀電極)。形成該配線及凸塊之方法,例如習知有電解鍍覆法、蒸鍍法、印刷法、球凸塊(Ball Bump)法等。近年來,隨著半導體晶片之I/O數量增加、及窄間距化而多採用可微細化且性能比較穩定之電解鍍覆法。
以電解鍍覆法形成配線或凸塊時,會在設於基板上之配線用溝、孔、或阻絕層開口部的障蔽金屬表面形成低電阻之種層(饋電層)。鍍覆膜在該種層表面成長。近年來,隨著配線及凸塊之微細化,而採用膜厚更薄之種層。當種層之膜厚變薄時,種層之電阻(薄膜電阻)增加。
一般而言,作為鍍覆對象物之基板在其周緣部具有電接點。因而,對應於鍍覆液之電阻值與從基板中央部至電接點之種層的電阻值之合成電阻的電流在基板之中央部流動。另外,大致上對應於鍍覆液之電阻值的電流在基板之周緣部(電接點附近)流動。亦即,在基板之中央部,從基板中央部至電接點之種層的電阻值部分電流不易流動。此種電流集中於基板周緣部之現象稱為終端效應。
具有膜厚比較薄之種層的基板,從基板中央部至電接點之種層的電阻值比較大。因而,對具有膜厚比較薄之種層的基板進行鍍覆時,終端效應顯著。結果,在基板中央部之鍍覆速度降低,因而在基板中央部之鍍覆膜的膜厚比在基板周緣部之鍍覆膜要薄,且膜厚之面內均勻性降低。
為了抑制因為終端效應造成膜厚之面內均勻性降低,而調整施加於基板之電場。例如,習知有具有用於調整陽極表面之電位分布的陽極遮罩之鍍覆裝置(參照專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2017-137419號公報
(發明所欲解決之問題)
再者,陽極廣泛使用藉由鍍覆電流而溶解之溶解性陽極。本案發明人經研究瞭解使用溶解性陽極進行電解鍍覆時,隨著陽極之溶解,鍍覆膜厚之面內均勻性變化。換言之,在進行鍍覆的同時溶解性之陽極溶解,因而基板與陽極之距離變化。而後,瞭解藉由基板與陽極之距離變化,導致經由鍍覆液之電阻值變化,且膜厚之面內均勻性變化。
鑑於以上實情,本申請案之1個目的為提出一種可使形成於基板之鍍覆膜的均勻性提高之鍍覆裝置等。
(解決問題之手段)
一個實施形態提出一種鍍覆裝置,該鍍覆裝置具備:鍍覆槽;基板固持器,其係用於保持基板;陽極固持器,其係與保持於前述基板固持器之基板相對的方式配置於前述鍍覆槽內,並以保持溶解性之陽極的方式而構成;陽極遮罩,其係安裝於前述陽極固持器,具有在前述陽極與前述基板之間流動的電流通過之開口;調整機構,其係以調整前述陽極遮罩之開口尺寸的方式而構成;及控制器,其係依據使用前述陽極期間在該陽極中之電解量來控制前述調整機構。
另外一個實施形態提出一種鍍覆裝置中之鍍覆方法。前述鍍覆裝置具備:鍍覆槽;基板固持器,其係用於保持基板;陽極固持器,其係與保持於前述基板固持器之基板相對的方式配置於前述鍍覆槽內,並以保持溶解性之陽極的方式而構成;及陽極遮罩,其係安裝於前述陽極固持器,具有在前述陽極與前述基板之間流動的電流通過之開口。而前述鍍覆方法包含:取得或估計在使用前述陽極期間該陽極中之電解量;及依據前述取得或估計之電解量調整前述陽極遮罩之開口尺寸。
以下,參照圖式說明本發明之實施形態。以下說明之圖式中,在相同或相當之構成元件上註記相同符號,並省略重複之說明。
<第一種實施形態>
圖1係第一種實施形態中之鍍覆裝置的整體配置圖。本實施形態中之鍍覆對象物係半導體晶圓等的基板。基板包含四角形或六角形等角形基板、及圓形基板。如圖1所示,該鍍覆裝置大致上劃分成:在基板固持器11上裝載基板,或是從基板固持器11卸載基板之裝載埠170A;及處理基板之處理部170B。
裝載埠170A具有:2台匣盒台102、對準器104、及自旋沖洗乾燥機106。匣盒台102上搭載收納半導體晶圓等之基板的匣盒100。對準器104係為了將基板之定向平面(Orientation Flat)及凹槽等之位置對準指定方向而設。自旋沖洗乾燥機106係為了使鍍覆處理後之基板高速旋轉並乾燥而設。在自旋沖洗乾燥機106附近設有裝載基板固持器11而進行基板之裝卸的基板裝卸機構120。在此等單元100、104、106、120之中央配置有由在此等單元間搬送基板之搬送用機器人構成的基板搬送裝置122。
基板裝卸機構120具備沿著軌條150在橫方向滑動自如之平板狀的裝載板152。2個基板固持器11以水平狀態並列裝載於該裝載板152上。而後,在一方基板固持器11與基板搬送裝置122之間進行基板交接後,橫方向滑動裝載板152,並在另一方基板固持器11與基板搬送裝置122之間進行基板的交接。
鍍覆裝置之處理部170B具有:暫存盒(stocker)124、預濕槽126、預浸槽128、第一清洗槽130a、送風槽(blow tank)132、第二清洗槽130b、及鍍覆模組10中之鍍覆槽50。暫存盒124係保管及暫時放置基板固持器11。預濕槽126係將基板浸漬於純水中。預浸槽128係蝕刻除去形成於基板表面之種層等的導電層表面之氧化膜。第一清洗槽130a係與基板固持器11一起以清洗液(純水等)清洗預浸後之基板。送風槽132係進行清洗後之基板的排液。第二清洗槽130b係與基板固持器11一起以清洗液清洗鍍覆後之基板。暫存盒124、預濕槽126、預浸槽128、第一清洗槽130a、送風槽132、第二清洗槽130b、及鍍覆槽50之一例為按照該順序配置。
鍍覆模組10例如具有其具備溢流槽54之複數個鍍覆槽50。各鍍覆槽50在內部收納一片基板,使基板浸漬於內部所保持之鍍覆液中,來對基板表面進行銅鍍覆等之鍍覆。
鍍覆裝置具有位於此等各設備之側方,在此等各設備之間與基板一起搬送基板固持器11之例如採用線性馬達方式的基板固持器搬送裝置140。該基板固持器搬送裝置140具有:第一輸送機142、及第二輸送機144。第一輸送機142係以在基板裝卸機構120、暫存盒124、預濕槽126、預浸槽128、第一清洗槽130a、及送風槽132之間搬送基板的方式而構成。第二輸送機144係以在第一清洗槽130a、第二清洗槽130b、送風槽132、鍍覆槽50之間搬送基板的方式而構成。其他實施形態係鍍覆裝置亦可僅具備第一輸送機142及第二輸送機144的其中一方。
在溢流槽54之兩側配置有位於各鍍覆槽50之內部,用於驅動作為攪拌鍍覆槽50內之鍍覆液的攪拌棒之槳葉18(參照圖2)的槳葉驅動裝置19。
鍍覆裝置具有以控制上述各部之方式而構成的控制器175。控制器175具有:儲存有指定之程式的記憶體175B;執行記憶體175B之程式的CPU(中央處理單元)175A;及藉由CPU175A執行程式而實現之控制部175C。控制部175C例如可進行基板搬送裝置122之搬送控制、基板固持器搬送裝置140之搬送控制、鍍覆模組10中之鍍覆電流及鍍覆時間的控制、以及後述之陽極遮罩25的開口徑及調整板30之開口徑的控制等。此外,控制器175之一例為構成可與統括控制鍍覆裝置及其他相關裝置之無圖示的上階控制器通信而構成,並可與上階控制器具有之資料庫進行資料存取。
圖2係圖1所示之鍍覆模組10的概略側剖面圖。如圖示,鍍覆模組10具有:貯存鍍覆液Q之鍍覆槽50;以保持基板Wf之方式而構成之基板固持器11;及以保持陽極21之方式而構成的陽極固持器20。
鍍覆槽50具有:貯存包含添加劑之鍍覆液Q的鍍覆處理槽52;接收從鍍覆處理槽52所溢流之鍍覆液Q並排出的溢流槽54;及分隔鍍覆處理槽52與溢流槽54之分隔壁55。
陽極固持器20係以與保持於基板固持器11之基板Wf相對的方式而配置於鍍覆槽50內。陽極固持器20中保持具有與基板Wf大致相同板面尺寸之陽極21。本實施形態之陽極21係使用溶解性之陽極。保持陽極21之陽極固持器20與保持基板Wf之基板固持器11浸漬於鍍覆處理槽52內之鍍覆液Q,並以陽極21與基板Wf之被鍍覆面W1形成概略平行的方式而相對設置。陽極21與基板Wf在浸漬於鍍覆處理槽52之鍍覆液Q的狀態下,藉由鍍覆電源90施加電壓。藉此,金屬離子在基板Wf之被鍍覆面W1上被還原,而在被鍍覆面W1上形成膜。另外,該鍍覆電源90藉由圖1所示之控制器175來控制。鍍覆電源90中亦可設置用於計測從鍍覆電源90流出之電流值的電流檢測器92。本實施形態係在控制器175中輸入電流檢測器92之檢測值。
鍍覆處理槽52具有用於在槽內部供給鍍覆液Q之鍍覆液供給口56。溢流槽54具有用於排出從鍍覆處理槽52溢流之鍍覆液Q的鍍覆液排出口57。鍍覆液供給口56配置於鍍覆處理槽52之底部,鍍覆液排出口57配置於溢流槽54之底部。
從鍍覆液供給口56供給鍍覆液Q至鍍覆處理槽52時,鍍覆液Q從鍍覆處理槽52溢出,越過分隔壁55而流入溢流槽54。流入溢流槽54之鍍覆液Q從鍍覆液排出口57排出,並藉由鍍覆液循環裝置58具有之過濾器等除去雜質。除去雜質後之鍍覆液Q藉由鍍覆液循環裝置58而經由分隔壁55供給至鍍覆處理槽52。
陽極固持器20具有用於調整陽極21與基板Wf之間的電場之陽極遮罩25。陽極遮罩25例如係由電介質材料構成之概略板狀的構件,且設於陽極固持器20的前面。此處,所謂陽極固持器20之前面,是指與基板固持器11相對側之面。亦即,陽極遮罩25配置於陽極21與基板固持器11之間。陽極遮罩25在概略中央部具有供流入陽極21與基板Wf之間的電流通過之第一開口25a。第一開口25a宜係對應於陽極21之板面形狀的開口形狀。此外,第一開口25a之尺寸宜比陽極21的尺寸小。如後述,第一開口25a之尺寸係構成可藉由調整機構28來調整。另外,本實施形態中,所謂「尺寸」,在基板Wf或開口係圓形情況下,是指直徑或半徑。此外,本實施形態中,所謂「尺寸」,在基板Wf或開口係方形情況下,是指一邊之長度,或是在通過中心之開口寬中為最小的開口寬。或是,第一開口25a之尺寸亦可以具有與開口面積等效之面積的圓之直徑來定義。
鍍覆模組10進一步具有用於調整陽極21與基板Wf之間的電場之調整板30。調整板30例如係由電介質材料構成之概略板狀的構件,且配置於陽極遮罩25與基板固持器11(基板Wf)之間。調整板30具有供流入陽極21與基板Wf之間的電流通過之第二開口30a。第二開口30a之尺寸宜比基板Wf的尺寸小。如後述,第二開口30a之直徑係構成可調整。
調整板30宜設於比陽極固持器20與基板固持器11之中間位置靠近基板固持器11的位置。愈是靠近基板固持器11之位置配置調整板30,藉由調整調整板30之第二開口30a的直徑,可更正確控制基板Wf周緣部之膜厚。
在調整板30與基板固持器11之間設置用於攪拌基板Wf之被鍍覆面W1附近的鍍覆液Q之槳葉18。槳葉18係概略棒狀的構件,且以朝向鉛直方向之方式設於鍍覆處理槽52內。槳葉18之一端固定於槳葉驅動裝置19。槳葉18之一例為藉由槳葉驅動裝置19而沿著基板Wf之被鍍覆面W1水平移動,藉此來攪拌鍍覆液Q。
其次,詳細說明圖2所示之陽極遮罩25。圖3及圖4係陽極遮罩25之概略前視圖。圖3顯示第一開口25a之尺寸比較大時的陽極遮罩25。圖4顯示第一開口25a之尺寸比較小時的陽極遮罩25。此處,陽極遮罩25之第一開口25a愈小,從陽極21向基板Wf流動之電流愈集中於基板Wf之被鍍覆面W1的中央部。因此,縮小第一開口25a時,基板Wf之被鍍覆面W1的中央部之膜厚有增大的傾向,擴大第一開口25a時,基板Wf之被鍍覆面W1的中央部之膜厚有減少的傾向。
如圖3所示,陽極遮罩25具有概略環狀之緣部26。圖3所示之陽極遮罩25的第一開口25a之尺寸的大小為最大。此時第一開口25a之尺寸與緣部26的內側尺寸一致。
如圖4所示,陽極遮罩25具有可調整第一開口25a之尺寸的複數個光圈葉片27(相當於調整機構28之一例)。光圈葉片27配合劃定第一開口25a。各個光圈葉片27藉由採用與相機之光圈機構同樣的構造,而使第一開口25a之尺寸擴大或縮小(亦即,調整第一開口25a之尺寸)。圖5所示之陽極遮罩25的第一開口25a藉由光圈葉片27而形成非圓形狀(例如多角形狀)。
各個光圈葉片27是藉由圖2所示之控制器175驅動控制,而使第一開口25a之直徑擴大或縮小。例如,各個光圈葉片27亦可以利用氣壓或電性驅動力而驅動之方式構成。使用光圈葉片27之第一調整機構具有可在比較寬廣範圍改變第一開口25a的特徵。此外,基板係圓形情況下,陽極遮罩25之第一開口25a應為圓形。但是,在第一開口25a從最小直徑至最大直徑的全部範圍要維持完全圓形有機構性的困難。一般而言,流經陽極21與基板Wf之間的電流通過之開口並非完全圓形時,電場形成方位角性不均等,形成於基板Wf周緣部之鍍覆膜厚分布上有可能會轉印開口的形狀。但是,因為陽極遮罩25係一體地安裝於陽極固持器20,所以可與基板取得充分距離,即使開口並非完全圓形時,仍可最大限度抑制對鍍覆膜厚分布的影響。
其次,詳細說明圖2所示之調整板30。圖5A係第二開口30a之直徑比較大的狀態之調整板30的部分側剖面圖,圖5B係第二開口30a之直徑比較大的狀態之調整板30的俯視圖。圖6A係第二開口30a之直徑比較小的狀態之調整板30的部分側剖面圖,圖6B係第二開口30a之直徑比較小的狀態之調整板30的俯視圖。此處,調整板30係設於比陽極遮罩25靠近基板Wf的位置。因而,通過調整板30之第二開口30a的鍍覆電流不易朝向基板Wf之周緣部擴散。因此,縮小調整板30之第二開口30a的直徑時,可將基板Wf之周緣部的膜厚減薄,擴大第二開口30a之直徑時可將基板Wf之周緣部的膜厚增厚。
如圖5A及圖5B所示,調整板30具有:概略環狀之緣部33;及沿著第二開口30a之溝31。此外,調整板30具有可調整第二開口30a之直徑而構成的彈性軟管32(相當於調整機構28之一例)。具體而言,彈性軟管32沿著第二開口30a而設,並藉由將其外周部固定於溝31而配置於溝31內。彈性軟管32例如由樹脂等之彈性構件而形成,且具有概略環狀之形狀。彈性軟管32構成內部有空洞,且內部可保持流體(空氣及氮氣等之氣體,或水等之流體)。彈性軟管32具有:用於將流體注入內部之無圖示的注入口;與用於排出內部流體之無圖示的排出口。該流體之注入及排出係藉由控制器175控制無圖示之流體供給裝置來進行。
圖5A及圖5B所示之調整板30中,在彈性軟管32之內部含有比較少量的流體,彈性軟管32處於收縮狀態。因而,如圖5B所示,調整板30之第二開口30a的直徑與緣部33的內徑一致。
由於彈性軟管32之外周接觸溝31,因此在彈性軟管32內部注入流體時,如圖6A及圖6B所示,彈性軟管32在徑方向內側膨脹。藉由彈性軟管32在徑方向內側膨脹,如圖6B所示,彈性軟管32之內徑成為第二開口30a的直徑。
另外,在圖6A及圖6B所示之彈性軟管32膨脹的狀態下,藉由排出彈性軟管32內部之流體,如圖5A及圖5B所示,彈性軟管32收縮。因此,彈性軟管32藉由在彈性軟管32內部注入流體,或是從彈性軟管32內部排出流體,來調整第二開口30a的直徑。採用該彈性軟管32時,無須使用機械式的構造,可以簡易之構成調整調整板30的直徑。
調整機構28採用調整彈性體之內部壓力的構成時,與使用光圈葉片27之構成比較,可在將開口形狀保持圓形的狀態下使開口徑變化。藉此,即使在陽極遮罩25與調整板30之間形成方位角性不均等的電場,藉由在陽極遮罩25與基板之間設置調整板30,仍可在基板之週緣部形成均勻的鍍覆膜。
另外,本實施形態之調整機構28係在陽極遮罩25中採用光圈葉片27,並在調整板30中採用彈性體。但是,不限定於此種例,亦可採用陽極遮罩25中採用彈性體,而調整板30中採用光圈葉片27。此外,調整機構28只要是可調整陽極遮罩25之開口尺寸或是調整板30的開口尺寸者即可,亦可採用其他機構。
其次,說明以圖2所示之鍍覆模組10對基板Wf實施鍍覆處理的程序。如上述,終端效應的影響依基板Wf之特徵及處理基板Wf之條件等而異。因而,在單一的鍍覆槽50中對終端效應影響不同之複數個基板Wf進行鍍覆時,為了抑制因終端效應造成膜厚之面內均勻性降低,需要配合各個基板Wf之特徵及處理基板Wf之條件等,調整施加於基板Wf的電場。
鍍覆模組10係依基板Wf之特徵或處理基板Wf的條件,藉由調整陽極遮罩25之第一開口25a的直徑及調整板30之第二開口30a的直徑之至少一個,可使基板Wf之鍍覆膜的面內均勻性提高。而後,特別是本實施形態係鍍覆模組10依據使用陽極21期間該陽極21中的電解量(以下,亦稱為「陽極總電解量」),來變更陽極遮罩25之第一開口25a的直徑。此處,所謂「使用陽極21期間」,亦可改寫成「從新設或更換陽極21至現在」。此外,陽極21中之電解量主要係藉由流入陽極21與作為陰極之基板Wf的電流產生者。
陽極總電解量之一例亦可在鍍覆處理中實時(Real Time)計測或算出,亦可每當1片或指定片數之基板Wf的鍍覆處理結束時計測或算出。陽極21中之電解量可藉由習知的各種方法計測或算出。一例為亦可依鍍覆處理之方案(例如,鍍覆電流值、鍍覆時間、基板種類、鍍覆液種類),藉由實驗或模擬等預定陽極21之電解量,並藉由乘上每次鍍覆處理之電解量來算出陽極總電解量。此外,另外一例,亦可依據藉由電流檢測器92所計測之從鍍覆電源90通過陽極21而流動的電流值算出陽極21中之電解量,再藉由乘上算出之電解量而算出陽極總電解量。
鍍覆模組10依據算出之陽極總電解量變更陽極遮罩25的第一開口25a之直徑。這是依據陽極總電解量愈大,陽極21溶解而陽極21與作為陰極之基板Wf的極間距離愈分開。本實施形態係預定陽極總電解量與陽極遮罩25之第一開口25a的直徑之關係,並預先記憶於控制器175之記憶體175B。此處,陽極總電解量與陽極遮罩25之第一開口25a的直徑之關係的一例為可將地圖、表、或關係公式記憶於記憶體175B。而後,控制器175依據陽極總電解量與記憶於記憶體175B之關係導出陽極遮罩25之第一開口25a的直徑,並對調整機構28輸出驅動指令。
圖7係顯示陽極總電解量與陽極遮罩25之第一開口25a的直徑之關係的一例之圖。如圖7所示,陽極遮罩25之第一開口25a的直徑係以陽極總電解量愈大而其值愈小的方式來設定。依本發明人之研究瞭解陽極21與基板Wf之距離比適當距離更近時,基板Wf中心附近之鍍覆膜厚相對變大。相反地,瞭解陽極21與基板Wf之距離比適當距離更遠時,基板Wf之週緣部的鍍覆膜厚相對變大。此外,瞭解擴大陽極遮罩25之開口徑時,基板Wf之中心部的鍍覆膜厚相對變小,而基板Wf週緣部之鍍覆膜厚相對變大。相反地,瞭解縮小陽極遮罩25之開口徑時,基板Wf之中心部的鍍覆膜厚相對變大,而基板Wf週緣部之鍍覆膜厚相對變小。因此,本實施形態係估計陽極總電解量愈大,陽極21與基板Wf之距離愈分開,而縮小陽極遮罩25之開口徑,以謀求鍍覆膜厚之均勻化者。不過,因為依鍍覆處理之方案,陽極總電解量與陽極遮罩之開口徑的關係在此種例並非最佳,最好依實驗或模擬等,適切設定陽極總電解量與陽極遮罩之開口徑的關係。另外,圖7所示之例,陽極遮罩25之第一開口25a的直徑係以陽極總電解量愈大而其愈小的傾向緩和地變化。但是,不限於此種例,第一開口25a之直徑亦可依陽極總電解量而以2階段以上階段性變化。
控制器175亦可在陽極總電解量到達預定之維修臨限值以上情況下,以督促維修或更換陽極21之方式通過無圖示的顯示器等對外部進行通報。藉此,可在適切時機進行陽極21之維修或更換。另外,控制器175在更換了陽極21情況下,只須將陽極總電解量之值重設為0即可。一例為鍍覆裝置之使用者或維修作業員亦可在更換了陽極21時,在控制器175中進行顯示已更換之輸入。
如以上之說明,本實施形態之鍍覆裝置及鍍覆方法係算出在使用陽極21期間該陽極中之電解量,並依據算出之電解量調整陽極遮罩25的開口徑。藉此,可抑制隨著使用陽極21而在形成於基板Wf之鍍覆膜的均勻性產生變動,以謀求鍍覆膜之均勻性的提高。
<第二種實施形態>
圖8係概略地顯示第二種實施形態之鍍覆模組400的構成之縱剖面圖。如圖8所示,第二種實施形態係以基板Wf之被鍍覆面朝向鉛直下方方向的方式來保持基板Wf。第二種實施形態係以圓形基板為例來說明基板Wf,不過,與第一種實施形態同樣地,基板Wf亦可係角形基板。
第二種實施形態之鍍覆模組400具備用於收容鍍覆液之鍍覆槽410。鍍覆槽410包含:上面開口之圓筒形的內槽412;與貯存從內槽412之上緣溢流的鍍覆液之方式而設於內槽412周圍的無圖示之外槽而構成。此外,第二種實施形態之鍍覆模組400與第一種實施形態之鍍覆模組10同樣地係藉由控制器175來控制。
鍍覆模組400具備用於在將被鍍覆面朝向下方之狀態下保持基板Wf的基板固持器440。此外,基板固持器440具備用於從無圖示之電源饋電至基板Wf的饋電接點。鍍覆模組400具備用於使基板固持器440升降之升降機構442。此外,一個實施形態係鍍覆模組400具備使基板固持器440在鉛直軸周圍旋轉之旋轉機構448。升降機構442及旋轉機構448例如可藉由馬達等習知之機構來實現。
鍍覆模組400具備將內槽412之內部在上下方向隔開之隔膜(membrane)420。內槽412之內部藉由隔膜420分隔成陰極區域422與陽極區域424。陰極區域422與陽極區域424中分別充填鍍覆液。另外,本實施形態係顯示設置隔膜420之一例,不過亦可不設隔膜420。
在陽極區域424之內槽412的底面設置陽極430。此外,在陽極區域424配置用於調整陽極430與基板Wf之間的電場之陽極遮罩426。陽極遮罩426例如係由電介質材料構成之概略板狀的構件,且設於陽極430之前面(上方)。陽極遮罩426與第一種實施形態之陽極遮罩25同樣地可藉由調整機構428變更其開口尺寸而構成。不過,第二種實施形態之鍍覆模組400亦可不具調整機構428,而為不變更陽極遮罩25之開口尺寸者。
在陰極區域422配置與隔膜420相對之阻力體450。阻力體450係用於謀求在基板Wf之被鍍覆面的鍍覆處理均勻化之構件。不過,不限定於此種例,模組400亦可不具阻力體450。
第二種實施形態之鍍覆模組400藉由使用升降機構442而使基板Wf浸漬於陰極區域422之鍍覆液,而將基板Wf暴露於鍍覆液。鍍覆模組400在該狀態下,藉由在陽極430與基板Wf之間施加電壓,可對基板Wf之被鍍覆面實施鍍覆處理。此外,一種實施形態係使用旋轉機構448使基板固持器440旋轉同時進行鍍覆處理。藉由鍍覆處理,而在基板之被鍍覆面上析出導電膜(鍍覆膜)。
第二種實施形態仍與第一種實施形態同樣地,控制器175最好算出在使用陽極430期間該陽極430中之電解量(陽極總電解量),並依據算出之電解量調整陽極遮罩426的開口徑。藉此,與第一種實施形態同樣地,可抑制隨著使用陽極430導致形成於基板Wf之鍍覆膜的均勻性產生變動,以謀求鍍覆膜之均勻性的提高。
此外,第二種實施形態之鍍覆模組400亦可為控制器175算出陽極總電解量,藉由依據算出之電解量驅動升降機構442,來調整基板Wf之保持位置(基板固持器440之停止位置)者。一例為預定陽極總電解量與基板Wf之保持位置的關係,並預先記憶於控制器175之記憶體175B。此處,陽極總電解量與基板Wf之保持位置的關係之一例可以地圖、表、或關係公式而記憶於記憶體175B。而後,控制器175依據陽極總電解量與記憶於記憶體175B之關係導出基板Wf的保持位置(基板固持器440之停止位置),並對升降機構442輸出驅動指令。另外,陽極總電解量與基板Wf之保持位置的關係最好藉由實驗或模擬等來適切設定。一例為亦可陽極總電解量愈大,而使基板Wf之保持位置愈在下方(靠近陽極21之方向)移動者。此外,此種情況下,基板Wf之保持位置亦可為陽極總電解量愈大而愈低的傾向(靠近陽極21之方向)緩和地變化者,亦可以2階段以上而階段性變化。即使藉由此種控制,仍可抑制隨著使用陽極430導致形成於基板Wf之鍍覆膜的均勻性產生變動。
<修改例>
上述實施形態係依據陽極總電解量來調整陽極遮罩25之開口尺寸者。但是,控制器175亦可取代調整陽極遮罩25之開口尺寸,或是再加上依據陽極總電解量調整調整板30之第二開口30a的直徑者。此種情況下,一例為預定陽極總電解量與調整板30之第二開口30a的直徑之關係,並事先記憶於記憶體175B,再依據該關係與陽極總電解量導出調整板30之第二開口30a的直徑來驅動調整機構28者。即使在此種例中,仍與上述實施形態同樣地,應可抑制隨著使用陽極21導致形成於基板Wf之鍍覆膜的均勻性產生變動。
以上,係就本發明之實施形態作說明,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下可變更及改良,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,記載於申請專利範圍及說明書之各構成元件可任意組合或省略。再者,被鍍覆對象物之基板不僅半導體晶圓,亦可使用玻璃基板、印刷電路基板。
本發明亦可記載成以下形態。
[形態1]形態1提出一種鍍覆裝置,前述鍍覆裝置具備:鍍覆槽;基板固持器,其係用於保持基板;陽極固持器,其係與保持於前述基板固持器之基板相對的方式配置於前述鍍覆槽內,並以保持溶解性之陽極的方式而構成;陽極遮罩,其係安裝於前述陽極固持器,具有在前述陽極與前述基板之間流動的電流通過之開口;調整機構,其係以調整前述陽極遮罩之開口尺寸的方式而構成;及控制器,其係依據使用前述陽極期間在該陽極中之電解量來控制前述調整機構。
採用形態1時,可謀求形成於基板之鍍覆膜的均勻性提高。
[形態2]形態2如形態1,其中前述控制器在使用前述陽極期間該陽極中之電解量與前述陽極遮罩的開口尺寸之預定關係中,藉由適用前述電解量設定前述開口尺寸來控制前述調整機構。
[形態3]形態3如形態1或2,其中前述控制器係以使用前述陽極期間該陽極中之電解量愈大,而愈縮小前述陽極遮罩之開口尺寸的方式來控制前述調整機構。這是依據使用陽極期間該陽極中之電解量愈大,而陽極的溶解量愈大。
[形態4]形態4如形態1至3,其中進一步具備調整板,其係設於前述陽極遮罩與前述基板固持器之間,且具有供在前述陽極與前述基板之間流動的電流通過之開口,前述調整機構係以調整前述陽極之開口尺寸與前述調整板之開口尺寸的方式而構成,前述控制器依據使用前述陽極期間該陽極中之電解量來控制前述調整機構。採用形態4時,可更加謀求形成於基板之鍍覆膜的均勻性提高。
[形態5]形態5如形態1至4,其中前述基板固持器在前述鍍覆槽內,係以在將被鍍覆面朝向下方之狀態下保持前述基板的方式而構成。
[形態6]形態6如形態1至4,其中前述基板固持器在前述鍍覆槽內,係以在將前述被鍍覆面朝向側方之狀態下保持前述基板的方式而構成。
[形態7]形態7提出一種鍍覆裝置中之鍍覆方法,前述鍍覆裝置具備:鍍覆槽;基板固持器,其係用於保持基板;陽極固持器,其係與保持於前述基板固持器之基板相對的方式配置於前述鍍覆槽內,並以保持溶解性之陽極的方式而構成;及陽極遮罩,其係安裝於前述陽極固持器,具有在前述陽極與前述基板之間流動的電流通過之開口;而前述鍍覆方法包含:算出在使用前述陽極期間該陽極中之電解量;及依據前述算出之電解量調整前述陽極遮罩之開口尺寸。
採用形態7時,與形態1同樣地,可謀求形成於基板之鍍覆膜的均勻性提高。
以上,已說明了本發明之實施形態,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下可變更及改良,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,實施形態及修改例可任意組合,記載於申請專利範圍及說明書之各構成元件可任意組合或省略。
10:鍍覆模組
11:基板固持器
18:槳葉
19:槳葉驅動裝置
20:陽極固持器
21:陽極
25:陽極遮罩
25a:第一開口
26:緣部
27:光圈葉片
28:調整機構
30:調整板
30a:第二開口
31:溝
32:彈性軟管
33:緣部
50:鍍覆槽
52:鍍覆處理槽
54:溢流槽
55:分隔壁
56:鍍覆液供給口
57:鍍覆液排出口
58:鍍覆液循環裝置
90:鍍覆電源
92:電流檢測器
100:匣盒
102:匣盒台
104:對準器
106:自旋沖洗乾燥機
120:基板裝卸機構
122:基板搬送裝置
124:暫存盒
126:預濕槽
128:預浸槽
130a:第一清洗槽
130b:第二清洗槽
132:送風槽
140:基板固持器搬送裝置
142:第一輸送機
144:第二輸送機
150:軌條
152:裝載板
170A:裝載埠
170B:處理部
175:控制器
175A:CPU
175B:記憶體
175C:控制部
400:鍍覆模組
410:鍍覆槽
412:內槽
420:隔膜
422:陰極區域
424:陽極區域
426:陽極遮罩
428:調整機構
430:陽極
440:基板固持器
442:升降機構
448:旋轉機構
450:阻力體
Q:鍍覆液
Wf:基板
W1:被鍍覆面
圖1係第一種實施形態中之鍍覆裝置的整體配置圖。
圖2係圖1所示之鍍覆模組10的概略側剖面圖。
圖3係陽極遮罩之概略前視圖,且顯示第一開口尺寸比較大時之陽極遮罩。
圖4係陽極遮罩之概略前視圖,且顯示第一開口尺寸比較小時之陽極遮罩。
圖5A係第二開口徑比較大之狀態的調整板之部分側剖面圖。
圖5B係第二開口徑比較大之狀態的調整板之俯視圖。
圖6A係第二開口徑比較小之狀態的調整板之部分側剖面圖。
圖6B係第二開口徑比較小之狀態的調整板之俯視圖。
圖7係顯示陽極總電解量與陽極遮罩之第一開口徑的關係之一例的圖。
圖8係概略地顯示第二種實施形態之鍍覆模組的構成之縱剖面圖。
10:鍍覆模組
11:基板固持器
18:槳葉
19:槳葉驅動裝置
20:陽極固持器
21:陽極
25:陽極遮罩
25a:第一開口
28:調整機構
30:調整板
30a:第二開口
50:鍍覆槽
52:鍍覆處理槽
54:溢流槽
55:分隔壁
56:鍍覆液供給口
57:鍍覆液排出口
58:鍍覆液循環裝置
175:控制器
Q:鍍覆液
Wf:基板
W1:被鍍覆面
90:鍍覆電源
92:電流檢測器
Claims (7)
- 一種鍍覆裝置,係具備: 鍍覆槽; 基板固持器,其係用於保持基板; 陽極固持器,其係與保持於前述基板固持器之基板相對的方式配置於前述鍍覆槽內,並以保持溶解性之陽極的方式而構成; 陽極遮罩,其係安裝於前述陽極固持器,具有在前述陽極與前述基板之間流動的電流通過之開口; 調整機構,其係以調整前述陽極遮罩之開口尺寸的方式而構成;及 控制器,其係依據使用前述陽極期間在該陽極中之電解量來控制前述調整機構。
- 如請求項1之鍍覆裝置,其中前述控制器藉由在使用前述陽極期間該陽極中之電解量與前述陽極遮罩的開口尺寸之預定關係中適用前述電解量,而設定前述開口尺寸來控制前述調整機構。
- 如請求項1或2之鍍覆裝置,其中前述控制器係以使用前述陽極期間該陽極中之電解量愈大,而愈縮小前述陽極遮罩之開口尺寸的方式來控制前述調整機構。
- 如請求項1至3中任一項之鍍覆裝置,其中進一步具備調整板,其係設於前述陽極遮罩與前述基板固持器之間,且具有供在前述陽極與前述基板之間流動的電流通過之開口, 前述調整機構係以調整前述陽極之開口尺寸與前述調整板之開口尺寸的方式而構成, 前述控制器依據使用前述陽極期間該陽極中之電解量來控制前述調整機構。
- 如請求項1至4中任一項之鍍覆裝置,其中前述基板固持器在前述鍍覆槽內,係以在將被鍍覆面朝向下方之狀態下保持前述基板的方式而構成。
- 如請求項1至4中任一項之鍍覆裝置,其中前述基板固持器在前述鍍覆槽內,係以在將前述被鍍覆面朝向側方之狀態下保持前述基板的方式而構成。
- 一種鍍覆方法,係鍍覆裝置中之鍍覆方法, 前述鍍覆裝置具備: 鍍覆槽; 基板固持器,其係用於保持基板; 陽極固持器,其係與保持於前述基板固持器之基板相對的方式配置於前述鍍覆槽內,並以保持溶解性之陽極的方式而構成;及 陽極遮罩,其係安裝於前述陽極固持器,具有在前述陽極與前述基板之間流動的電流通過之開口; 前述鍍覆方法包含: 算出在使用前述陽極期間該陽極中之電解量;及 依據前述算出之電解量調整前述陽極遮罩之開口尺寸。
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TW111107234A TWI806455B (zh) | 2022-03-01 | 2022-03-01 | 鍍覆裝置及鍍覆方法 |
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