TW202348845A - 鍍覆裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提出一種能夠使形成於基板的鍍膜的均勻性提高的鍍覆裝置。鍍覆裝置具有：第一電位傳感器，配置在保持於基板保持架的基板與陽極之間的區域內的第一位置；第二電位傳感器，配置在保持於上述基板保持架的基板與上述陽極之間的區域外的第二位置；以及第三電位傳感器，配置在第三位置，該第三位置是與上述第二位置不同的位置且在保持於上述基板保持架的基板與上述陽極之間的區域外。鍍覆裝置測定作為上述第一位置與上述第二位置的電位差的第一電位差、和作為上述第二位置與上述第三位置的電位差的第二電位差，並基於上述第一電位差與上述第二電位差之差來測定上述鍍膜的膜厚。
Description
本申請涉及鍍覆裝置。
作為鍍覆裝置的一個例子，公知有杯式的電鍍裝置（例如參照專利文獻1）。杯式的電鍍裝置使被鍍覆面朝向下方地將保持於基板保持架的基板（例如半導體晶圓）浸漬於鍍覆液，在基板與陽極之間施加電壓，由此使導電膜在基板的表面析出。
在鍍覆裝置中，通常，使用者基於作為實施鍍覆處理的基板的目標的鍍膜厚度、實際鍍覆面積，預先設定鍍覆電流值及鍍覆時間等參數作為鍍覆處理方案(recipe)，並基於所設定的處理方案進行鍍覆處理（例如參照專利文獻2）。然後，利用同一處理方案對同一載體的複數個晶圓進行鍍覆處理。另外，在測定鍍覆處理後的鍍膜厚度的情況下，通常在載體內的所有晶圓的鍍覆處理結束後，從鍍覆裝置將每個裝有晶圓的載體向不同的膜厚測定裝置搬運，分別獨立地測定膜厚及晶圓面內的輪廓。
專利文獻1：日本特開2008-19496號公報
專利文獻2：日本特開2002-105695號公報
在鍍覆裝置中，即使對同一載體的基板在同一製程條件下進行鍍覆處理，由於基板的尺寸公差或者鍍覆槽內的鍍覆液的狀態的變化等，也存在在每個基板上形成的鍍膜的膜厚產生偏差的擔憂。另外，即使調整複數個基板的每一個的平均膜厚，也存在在同一基板內根據部位而鍍膜厚度產生偏差的情況。
鑒於以上的實際情况，本申請的目的之一在於提出一種能夠提高形成於基板的鍍膜的均勻性的鍍覆裝置。
根據一個實施方式，提出一種鍍覆裝置，該鍍覆裝置具備：鍍覆槽；基板保持架，用於保持基板；陽極，以與保持於上述基板保持架的基板對置的方式配置在上述鍍覆槽內；以及膜厚測定模組，具有用於檢測與形成於上述基板的被鍍覆面的鍍膜相關的參數的傳感器，並在鍍覆處理中基於上述傳感器的檢測值來測定上述鍍膜的膜厚，上述複數個傳感器包括：第一電位傳感器，配置在保持於上述基板保持架的基板與上述陽極之間的區域內的第一位置；第二電位傳感器，配置在保持於上述基板保持架的基板與上述陽極之間的區域外的第二位置；以及第三電位傳感器，配置在保持於上述基板保持架的基板與上述陽極之間的區域外的第三位置，且該第三位置是與上述第二位置不同的位置，上述膜厚測定模組測定作為上述第一位置與上述第二位置的電位差的第一電位差、和作為上述第二位置與上述第三位置的電位差的第二電位差，並基於上述第一電位差與上述第二電位差之差來測定上述鍍膜的膜厚。
以下，參照圖式對本發明的實施方式進行說明。在以下說明的圖式中，對相同或相當的構成要素附加相同的圖式標記並省略重複的說明。
＜第一實施方式＞
＜鍍覆裝置的整體結構＞
圖1是表示第一實施方式的鍍覆裝置的整體結構的立體圖。圖2是表示第一實施方式的鍍覆裝置的整體結構的俯視圖。本實施方式的鍍覆裝置用於對基板實施鍍覆處理。基板包括有角的形狀的基板、圓形基板。如圖1、2所示，鍍覆裝置1000具備：裝載／卸載模組100、搬運機器人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、旋轉乾燥模組(spin-rinse-dryer module)600、搬運裝置700以及控制模組800。
裝載／卸載模組100是用於將半導體晶圓等基板搬入至鍍覆裝置1000或者從鍍覆裝置1000搬出基板的模組，搭載有用於收容基板的盒。在本實施方式中，在水平方向上排列配置有4台裝載／卸載模組100，但裝載／卸載模組100的數量及配置是任意的。搬運機器人110是用於搬運基板的機器人，構成為在裝載／卸載模組100、對準器120以及搬運裝置700之間交接基板。搬運機器人110及搬運裝置700當在搬運機器人110與搬運裝置700之間交接基板時，能夠經由未圖示的臨時放置台進行基板的交接。對準器120是用於將基板的定向平面（orientation flat）、凹口等位置對準於規定的方向的模組。在本實施方式中，在水平方向上排列配置有2台對準器120，但對準器120的數量及配置是任意的。
預濕模組200是用於使純水或脫氣水等處理液（預濕液）附著於鍍覆處理前的基板的被鍍覆面的模組。在本實施方式中，在上下方向上排列配置有2台預濕模組200，但預濕模組200的數量及配置是任意的。預浸模組300是用於對鍍覆處理前的基板的被鍍覆面的氧化膜進行蝕刻的模組。在本實施方式中，在上下方向上排列配置有2台預浸模組300，但預浸模組300的數量及配置是任意的。
鍍覆模組400是用於對基板實施鍍覆處理的模組。在本實施方式中，在上下方向上排列配置3台並且在水平方向上排列配置4台的12台鍍覆模組400的機組為兩組，設置有合計24台鍍覆模組400，但鍍覆模組400的數量及配置是任意的。
清洗模組500是用於對鍍覆處理後的基板進行清洗的模組。在本實施方式中，在上下方向上排列配置有2台清洗模組500，但清洗模組500的數量及配置是任意的。旋轉乾燥模組600是用於使清洗處理後的基板高速旋轉來使其乾燥的模組。在本實施方式中，在上下方向上排列配置有2台旋轉乾燥模組，但旋轉乾燥模組的數量及配置是任意的。
搬運裝置700是用於在鍍覆裝置1000內的複數個模組間搬運基板的裝置。控制模組800是用於控制鍍覆裝置1000的複數個模組的模組，例如能夠由具備與操作人員之間的輸入輸出接口的一般計算機或者專用計算機構成。
對由鍍覆裝置1000進行的一系列的鍍覆處理的一個例子進行說明。首先，向裝載／卸載模組100搬入基板。接著，搬運機器人110從裝載／卸載模組100取出基板，並將基板搬運至對準器120。對準器120將定向平面、凹口等位置對準於規定的方向。搬運機器人110向搬運裝置700交接已由對準器120對準了方向的基板。
搬運裝置700將從搬運機器人110接收到的基板向預濕模組200搬運。預濕模組200對基板實施預濕處理。搬運裝置700將已實施了預濕處理的基板向預浸模組300搬運。預浸模組300對基板實施預浸處理。搬運裝置700將已實施了預浸處理的基板向鍍覆模組400搬運。鍍覆模組400對基板實施鍍覆處理。
搬運裝置700將已實施了鍍覆處理的基板向清洗模組500搬運。清洗模組500對基板實施清洗處理。搬運裝置700將已實施了清洗處理的基板向旋轉乾燥模組600搬運。旋轉乾燥模組600對基板實施乾燥處理。搬運裝置700將已實施了乾燥處理的基板向搬運機器人110交接。搬運機器人110將從搬運裝置700接收到的基板向裝載／卸載模組100搬運。最後，從裝載／卸載模組100搬出基板。
＜鍍覆模組的結構＞
接下來，對鍍覆模組400的結構進行說明。本實施方式中的24台鍍覆模組400是相同的結構，因此僅對1台鍍覆模組400進行說明。圖3是概略地表示第一實施方式的鍍覆模組400的結構的縱向剖視圖。如圖3所示，鍍覆模組400具備用於收容鍍覆液的鍍覆槽410。鍍覆槽410構成為包括上表面開口的圓筒形的內槽412、和設置在內槽412的周圍以便積存從內槽412的上緣溢出的鍍覆液的未圖示的外槽。
鍍覆模組400具備用於將基板Wf保持為被鍍覆面Wf-a朝向下方的狀態的基板保持架440。另外，基板保持架440具備用於從未圖示的電源向基板Wf供電的供電觸點。鍍覆模組400具備用於使基板保持架440升降的升降機構442。另外，在一個實施方式中，鍍覆模組400具備使基板保持架440繞鉛垂軸旋轉的旋轉機構448。升降機構442及旋轉機構448例如能夠通過馬達等公知的機構來實現。
鍍覆模組400具備將內槽412的內部在上下方向上隔開的隔膜420。內槽412的內部被隔膜420分隔成陰極區域422和陽極區域424。在陰極區域422和陽極區域424分別填充有鍍覆液。此外，在本實施方式中，示出了設置有隔膜(membrane)420的一個例子，但也可以不設置隔膜420。
在陽極區域424的內槽412的底面設置有陽極430。另外，在陽極區域424配置有用於調整陽極430與基板Wf之間的電解的陽極罩426。陽極罩426例如是由電介質材料構成的大致板狀的部件，設置在陽極430的前面（上方）。陽極罩426具有供在陽極430與基板Wf之間流動的電流通過的開口。在本實施方式中，陽極罩426構成為能夠變更開口尺寸，由控制模組800調整開口尺寸。這裏，開口尺寸在開口為圓形的情況下是指直徑，在開口為多邊形的情況下是指一邊的長度或者最長的開口寬度。此外，陽極罩426的開口尺寸的變更能夠採用公知的機構。另外，在本實施方式中，示出了設置有陽極罩426的一個例子，但也可以不設置陽極罩426。另外，上述隔膜420也可以設置於陽極罩426的開口。
在陰極區域422配置有與隔膜420對置的阻力體450。阻力體450是用於實現基板Wf的被鍍覆面Wf-a處的鍍覆處理的均勻化的部件。阻力體450是針對在陽極430與基板Wf之間流動的電流的阻力體，作為一個例子，由形成有複數個孔的電絕緣性材料，例如PVC（聚氯乙烯）等構成。在本實施方式中，阻力體450構成為能夠通過驅動機構452在鍍覆槽410內沿上下方向移動，通過控制模組800調整阻力體450的位置。但是，並不限定於這樣的例子，作為一個例子，阻力體450也可以固定於鍍覆槽410，使得不能在鍍覆槽410內移動。另外，模組400也可以不具有阻力體450。
另外，在陰極區域422設置有第一電位傳感器460。在陰極區域422具備阻力體450的情況下，第一電位傳感器460較佳為設置在基板Wf與阻力體450之間。第一電位傳感器460由傳感器支承體468支承。此外，第一電位傳感器460也可以由內槽412的側壁或阻力體450支承來取代由傳感器支承體468支承。另外，傳感器支承體468也可以是用於攪拌鍍覆液的攪槳(paddle)。這裏，攪槳較佳為與基板Wf的板面平行地移動而攪拌鍍覆液，但並不限定於這樣的例子。在本實施方式中，沿著基板Wf的徑向設置有複數個第一電位傳感器460。但是，並不限定於這樣的例子，在鍍覆模組400只要設置有至少一個第一電位傳感器460即可。
圖4是從圖3中IV-IV方向觀察的IV-IV視圖。如圖3及圖4所示，第一電位傳感器460配置在基板Wf與陽極430之間的區域內的第一位置。即，第一電位傳感器460在與基板Wf的板面垂直的方向上位於基板Wf與陽極430之間，並配置於在從與基板Wf的板面垂直的方向觀察時與基板Wf重疊的位置。第一電位傳感器460較佳為配置為靠近被鍍覆面Wf-a，作為一個例子，第一電位傳感器460與被鍍覆面Wf-a的距離為數百微米、數毫米或者數十毫米。第一電位傳感器460檢測基板Wf與陽極430之間的配置部位（第一位置）的電位。
另外，在鍍覆槽410內設置有第二電位傳感器462a和第三電位傳感器462b。第二電位傳感器462a和第三電位傳感器462b配置於鍍覆槽410內的電位相對沒有變化的部位。具體而言，第二電位傳感器462a和第三電位傳感器462b配置在基板Wf與陽極430之間的區域外的第二位置和第三位置。即，如圖4所示，第二電位傳感器462a和第三電位傳感器462b配置於在從與基板Wf的板面垂直的方向觀察時不與基板Wf重疊的位置。第二電位傳感器462a和第三電位傳感器462b檢測從基板Wf與陽極430之間離開的配置部位（第二位置、第三位置）的電位。第二電位傳感器462a和第三電位傳感器462b較佳為設置於相互分離的位置。作為一個例子，如圖4所示，第二電位傳感器462a和第三電位傳感器462b較佳為配置於在從與基板Wf的板面垂直的方向觀察時（即，在沿著基板Wf的板面的方向上）不同的位置。另外，第二電位傳感器462a和第三電位傳感器462b也可以取代配置於在沿著基板Wf的板面的方向上不同的位置，或者在其基礎上，配置於在與基板Wf的板面垂直的方向上不同的位置。這裏，第二電位傳感器462a和第三電位傳感器462b可以設置於陽極區域424，也可以設置於陰極區域422。另外，在具備阻力體450的情況下，第二電位傳感器462a和第三電位傳感器462b在與基板Wf的板面垂直的方向上，可以設置在基板Wf與阻力體450之間，也可以設置在阻力體450與陽極430之間。另外，也可以在陽極區域424、陰極區域422中的基板Wf與阻力體450之間、以及陰極區域422中的阻力體450與陽極430之間中，第二電位傳感器462a和第三電位傳感器462b設置於相互不同的分區。第二電位傳感器462a、第三電位傳感器462b由傳感器支承體469a、469b支承（參照圖4）。此外，第二電位傳感器462a、第三電位傳感器462b也可以由內槽412的側壁或阻力體450等支承來取代由傳感器支承體469a、469b支承。
作為一個例子，第一電位傳感器460、第二電位傳感器462a以及第三電位傳感器462b分別能夠由同一材料以及／或者同一形狀的電極構成。作為電極材料，能夠採用鉑（Pt）、金（Au）、碳（C）、銅（Cu）中的至少一種。
由第一電位傳感器460、第二電位傳感器462a以及第三電位傳感器462b檢測到的檢測信號被輸入到控制模組800。在本實施方式中，控制模組800基於由第一電位傳感器460、第二電位傳感器462a以及第三電位傳感器462b檢測到的檢測信號，測定形成於基板Wf的被鍍覆面Wf-a的鍍膜的膜厚。具體而言，控制模組800取得作為第一位置與第二位置的電位差的第一電位差ΔE12、和作為第二位置與第三位置的電位差的第二電位差ΔE23。然後，控制模組800計算從第一電位差ΔE12減去第二電位差ΔE23而得到的修正電位差ΔE123（＝ΔE12－ΔE23）。即，通過從作為基板Wf的被鍍覆面Wf-a附近的第一位置與鍍覆槽410內的電位相對沒有變化的第二位置的電位差（第一電位差ΔE12）減去電位相對沒有變化的第二位置與第三位置的電位差（第二電位差ΔE23）來計算修正電位差ΔE123。此外，在設置有複數個第一電位傳感器460的情況下，較佳為針對各個第一電位傳感器460計算修正電位差ΔE123。鍍覆槽410內的電位的測定值的變化非常小，容易受到雜訊的影響。與此相對，在本實施方式中，通過取得電位相對沒有變化的第二位置與第三位置的電位差（第二電位差ΔE23）來測量雜訊的影響。然後，通過從第一電位差ΔE12減去第二電位差ΔE23，能夠消除雜訊的影響，能夠適當地測定與鍍覆電流的變化對應地變化的第一位置的電位。控制模組800基於這樣計算出的修正電位差ΔE123，測定形成於被鍍覆面Wf-a的鍍膜的膜厚。
作為具體的一個例子，控制模組800基於修正電位差ΔE123，計算被鍍覆面Wf-a的鍍覆的形成速度。這是基於鍍覆處理中的鍍覆電流與電位相關。基於從鍍覆開始時計算出的鍍覆的形成速度的時間變化，能夠推定當前的鍍膜厚度。基於修正電位差ΔE123的鍍膜厚度的推定能夠採用公知的方法。作為一個例子，控制模組800能夠基於修正電位差ΔE123，推定鍍覆處理中的基板內的鍍覆電流的分布，並基於所推定出的鍍覆電流的分布，推定基板內的鍍膜的膜厚分布。在本實施方式中，第一電位傳感器460、第二電位傳感器462a、第三電位傳感器462b以及控制模組800相當於用於測定形成於基板Wf的被鍍覆面Wf-a的鍍膜的膜厚的「膜厚測定模組」的一個例子。
＜電位傳感器的異常檢測＞
另外，控制模組800（膜厚測定模組）也能夠基於第一電位差ΔE12和第二電位差ΔE23，檢測第一~第三電位傳感器460、462a、462b的異常。作為一個例子，控制模組800預先存儲相對於鍍覆處理方案(recipe)的第一電位差ΔE12的適當範圍，在所取得的第一電位差ΔE12在持續規定的判定時間內超出適當範圍的情況下，能夠判定為在第一電位傳感器460或第二電位傳感器462a發生了異常。另外，控制模組在所取得的第二電位差ΔE23在持續規定的判定時間內超出規定的適當範圍的情況下，能夠判定為在第二電位傳感器462a或第三電位傳感器462b發生異常。因此，作為一個例子，控制模組800在僅第一電位差ΔE12在持續規定的判定時間內超出適當範圍的情況下，能夠判定為在第一電位傳感器460發生了異常。另外，控制模組800在第一電位差ΔE12和第二電位差ΔE23雙方在持續規定的判定時間內超出適當範圍的情況下，能夠判定為在第二電位傳感器462a發生了異常。另外，控制模組800在僅第二電位差ΔE23在持續規定的判定時間內超出適當範圍的情況下，能夠判定為在第三電位傳感器462b發生了異常。但是，並不限定於這樣的例子，控制模組800（膜厚測定模組）也可以基於第一電位差ΔE12和第二電位差ΔE23，檢測第一~第三電位傳感器460、462a、462b的異常。控制模組800也可以在第一~第三電位傳感器460、462a、462b中的任一個發生了異常的情況下，使用未圖示的監視器或蜂鳴器等向用戶通知異常。
＜終點檢測、終點預料＞
另外，控制模組800（膜厚測定模組）可以基於修正電位差ΔE123，進行鍍覆處理的終點檢測，也可以進行直到鍍覆處理的終點為止的時間預測。作為一個例子，膜厚測定模組可以基於修正電位差ΔE123，在鍍膜的膜厚成為所希望的厚度時，結束鍍覆處理。另外，作為一個例子，膜厚測定模組也可以基於修正電位差ΔE123，計算鍍膜的膜厚增加速度，預測直到成為所希望的厚度為止的時間、即直到鍍覆處理的終點為止的時間。
＜遮蔽體＞
返回到鍍覆模組400的結構的說明。在一個實施方式中，在陰極區域422設置有用於遮蔽從陽極430流向基板Wf的電流的遮蔽體470。遮蔽體470例如是由電介質材料構成的大致板狀的部件。圖5是從下方觀察本實施方式的遮蔽體470和基板Wf的示意圖。此外，在圖5中，省略了保持基板Wf的基板保持架440的圖示。遮蔽體470構成為能夠在介於基板Wf的被鍍覆面Wf-a與陽極430之間的遮蔽位置（在圖3及圖5中為虛線所示的位置）、和從被鍍覆面Wf-a與陽極430之間退避的退避位置（在圖3及圖5中為實線所示的位置）之間移動。換言之，遮蔽體470構成為能夠在作為被鍍覆面Wf-a的下方的遮蔽位置、和從被鍍覆面Wf-a的下方離開的退避位置之間移動。遮蔽體470的位置通過未圖示的驅動機構由控制模組800控制。遮蔽體470的移動能夠通過馬達或螺線管等公知的機構來實現。在圖3及圖5所示的例子中，遮蔽體470在遮蔽位置遮蔽基板Wf的被鍍覆面Wf-a的外周區域的周向的一部分。另外，在圖5所示的例子中，遮蔽體470形成為朝向基板Wf的中央方向變細的錐狀。然而，並不限定於這樣的例子，遮蔽體470能夠使用通過實驗等預定的任意形狀的部件。
＜鍍覆處理＞
接下來，對本實施方式的鍍覆模組400中的鍍覆處理更詳細地進行說明。通過使用升降機構442使基板Wf浸漬於陰極區域422的鍍覆液，從而使基板Wf暴露於鍍覆液。鍍覆模組400通過在該狀態下在陽極430與基板Wf之間施加電壓，從而能夠對基板Wf的被鍍覆面Wf-a實施鍍覆處理。另外，在一個實施方式中，一邊使用旋轉機構448使基板保持架440旋轉一邊進行鍍覆處理。通過鍍覆處理，使導電膜（鍍膜）在基板Wf-a的被鍍覆面Wf-a析出。在本實施方式中，在鍍覆處理中由第一電位傳感器460、第二電位傳感器462a、第三電位傳感器462b進行實時的檢測。然後，控制模組800如上述那樣基於由第一電位傳感器460、第二電位傳感器462a、第三電位傳感器462b檢測到的檢測值，測定鍍膜的膜厚。由此，能夠在鍍覆處理中實時地測定形成於基板Wf的被鍍覆面Wf-a的鍍膜的膜厚變化。
另外，在圖3所示的例子中，鍍覆模組400具備複數個用於測定鍍膜的膜厚的第一電位傳感器460，能夠測定被鍍覆面Wf-a的複數個部位的鍍膜的膜厚。另外，通過伴隨基板保持架440（基板Wf）的旋轉由第一電位傳感器460進行檢測，從而能夠變更由第一電位傳感器460進行的檢測位置，也能夠測定基板Wf的周向上的複數個地點或者整個周向的膜厚。
此外，鍍覆模組400也可以在鍍覆處理中，變更基於旋轉機構448產生的基板Wf的旋轉速度。作為一個例子，鍍覆模組400也可以使基板Wf緩慢地旋轉以由膜厚推定模組推定鍍膜厚度。作為一個例子，鍍覆模組400也可以在鍍覆處理中使基板Wf以第一旋轉速度Rs1旋轉，在每隔規定期間（例如，每隔數秒）基板Wf旋轉一周或者旋轉數周的期間，使基板Wf以比第一旋轉速度Rs1慢的第二旋轉速度Rs2旋轉。這樣，特別是在由第一電位傳感器460進行的採樣周期相對於基板Wf的旋轉速度小的情況下，也能夠高精確地推定基板Wf的鍍膜厚度。這裏，第二旋轉速度Rs2可以是第一旋轉速度Rs1的十分之一的速度等。
這樣，根據本實施方式的鍍覆裝置1000，能夠測定鍍覆處理中的鍍膜的膜厚變化。參照這樣測定出的鍍膜的膜厚變化，能夠調整包括下次以後的鍍覆處理的鍍覆電流值、鍍覆時間、阻力體450的位置、陽極罩426的開口尺寸以及遮蔽體470的位置中的至少一個的鍍覆條件。此外，鍍覆條件的調整可以由鍍覆裝置1000的使用者進行，也可以由控制模組800進行。此外，在本實施方式中，控制模組800相當於「鍍覆條件調整模組」的一個例子。作為一個例子，由控制模組800進行的鍍覆條件的調整較佳為基於通過實驗等預定的條件式或程式等來進行。
鍍覆條件的調整可以在鍍覆其他基板Wf時進行，也可以實時地進行當前鍍覆處理中的鍍覆條件的調整。作為一個例子，控制模組800較佳為調整遮蔽體470的位置。圖6示出了鍍覆處理中的遮蔽體470的位置的調整的一個例子，作為由控制模組800進行的鍍覆條件的調整的一個例子。在圖6所示的例子中，伴隨基板Wf的旋轉，由第一電位傳感器460檢測基板Wf外周附近的規定的檢測點Sp（參照圖5），由此，測定基板Wf的周向（參照圖5中的一點鏈線）的膜厚變化。在圖6的上部示出了以橫軸為周向位置θ，以縱軸為膜厚th的膜厚變化。在圖6所示的例子中，在θ1~θ2的區域形成的鍍膜的膜厚th比其他區域小。在這種情況下，控制模組800較佳為調整伴隨基板Wf的旋轉的遮蔽體470的位置，使得在膜厚th小的θ1~θ2的區域中遮蔽體470移動到退避位置（在圖6中為「OFF」），在其他區域中遮蔽體470移動到遮蔽位置（在圖6中為「ON」）。這樣，能夠增多在θ1~θ2的區域形成的鍍覆的量，能夠使形成於基板Wf的鍍膜的均勻性提高。
另外，控制模組800也可以調整基板Wf與阻力體450的距離，作為鍍覆條件的實時的調整。根據本發明的發明人們的研究，可知基板Wf與阻力體450的距離對在基板Wf的外周附近形成的鍍覆的量造成相對較大的影響，而對在基板Wf的中央側區域形成的鍍覆的量相對沒有造成影響。因此，作為一個例子，控制模組800能夠在外周附近的鍍膜的膜厚比目標大時使基板Wf與阻力體450的距離接近，在外周附近的鍍膜的膜厚比目標小時使基板Wf與阻力體450的距離遠離。另外，也可以是遮蔽體470處於遮蔽位置的時間越長，控制模組800使基板Wf與阻力體450的距離越遠，遮蔽體470處於遮蔽位置的時間越短，控制模組800使基板Wf與阻力體450的距離越近。這樣，能夠調整在基板Wf的外周附近形成的鍍覆的量，能夠使形成於基板Wf的鍍膜的均勻性提高。此外，作為一個例子，控制模組800能夠驅動升降機構442，調整基板Wf與阻力體450的距離。但是，並不限定於這樣的例子，控制模組800也可以通過驅動機構452，使阻力體450移動來調整基板Wf與阻力體450的距離。
另外，控制模組800也可以調整陽極罩426的開口尺寸，作為鍍覆條件的實時的調整。作為一個例子，控制模組800也可以在外周附近的鍍膜的膜厚比目標大時減小陽極罩426的開口尺寸，在外周附近的鍍膜的膜厚比目標小時增大陽極罩426的開口尺寸。
＜變形例＞
圖7是概略地表示第一實施方式的變形例的鍍覆模組的結構的縱向剖視圖。對於變形例的鍍覆模組400，省略對與第一實施方式的鍍覆模組400重複的部分的說明。在變形例的鍍覆模組400中，用於支承第一電位傳感器460的傳感器支承體468構成為能夠通過驅動機構468a移動。由此，能夠使被傳感器支承體468支承的第一電位傳感器460移動，能夠變更由第一電位傳感器460進行的檢測位置。此外，雖然沒有限定，但驅動機構468a也可以構成為使第一電位傳感器460沿著基板Wf的徑向移動。另外，在圖7所示的例子中，單個第一電位傳感器460安裝於傳感器支承體468，但並不限定於這樣的例子，也可以構成為複數個第一電位傳感器460被傳感器支承體468支承而能夠通過驅動機構468a移動。
＜第二實施方式＞
圖8是概略地表示第二實施方式的鍍覆模組400A的結構的縱向剖視圖。在第二實施方式中，基板Wf被保持為沿鉛垂方向延伸，即板面朝向水平方向。如圖8所示，鍍覆模組400A具備在內部保持鍍覆液的鍍覆槽410A、配置在鍍覆槽410A內的陽極430A、陽極430A以及基板保持架440A。在第二實施方式中，作為基板Wf，以有角的形狀的基板為例進行說明，但與第一實施方式同樣，基板Wf包括有角的形狀的基板、圓形基板。
陽極430A配置為在鍍覆槽內與基板Wf的板面對置。陽極430A與電源90的正極連接，基板Wf經由基板保持架440A與電源90的負極連接。當在陽極430A與基板Wf之間施加電壓時，電流流過基板Wf，在鍍覆液的存在下在基板Wf的表面形成金屬膜。
鍍覆槽410A具備在內部配置有基板Wf及陽極430A的內槽412A、和與內槽412A鄰接的溢流槽414A。內槽412A內的鍍覆液越過內槽412A的側壁而流入至溢流槽414A內。
鍍覆液循環管線58a的一端連接於溢流槽414A的底部，鍍覆液循環管線58a的另一端連接於內槽412A的底部。在鍍覆液循環管線58a安裝有循環泵58b、恒溫單元58c以及過濾器58d。鍍覆液從內槽412A的側壁溢流而流入溢流槽414A，再從溢流槽414A通過鍍覆液循環管線58a返回至鍍覆液貯存槽52。這樣，鍍覆液通過鍍覆液循環管線58a在內槽412A與溢流槽414A之間循環。
鍍覆模組400A還具備調整基板Wf上的電位分布的調整板（調節板）454、和攪拌內槽412A內的鍍覆液的攪槳416。調整板454配置在攪槳416與陽極430A之間，具有用於限制鍍覆液中的電場的開口452a。攪槳416配置在內槽412A內的保持於基板保持架440A的基板Wf的表面附近。攪槳416例如由鈦（Ti）或樹脂構成。攪槳416通過與基板Wf的表面平行地往復運動，來攪拌鍍覆液，使得在基板Wf的鍍覆中足夠的金屬離子被均勻地供給至基板Wf的表面。
另外，鍍覆模組400A具有用於測定基板Wf的鍍膜厚度的第一電位傳感器460A、第二電位傳感器462Aa以及第三電位傳感器462Ab。圖9是從與基板Wf的板面垂直的方向表示本實施方式中的鍍覆槽內的基板Wf和第一~第三電位傳感器460A、462Aa、462Ab的示意圖。在圖8及圖9所示的例子中，第一電位傳感器460A安裝於攪槳416。雖然沒有限定，但在圖11所示的例子中，在基板Wf的被鍍覆面的附近配置有兩個攪槳416，在兩個攪槳416的每一個各安裝有兩個第一電位傳感器460A。在圖8及圖9所示的例子中，攪槳416與基板Wf的表面平行地往復運動，由此攪拌鍍覆液，並且變更由第一電位傳感器460A進行的檢測位置。此外，並不限定於這樣的例子，第一電位傳感器460A也可以安裝於內槽412A，也可以由與攪槳416不同的未圖示的傳感器支承體468支承。另外，作為第一~第三電位傳感器460A、462Aa、462Ab，能夠採用與第一實施方式的第一~第三電位傳感器460、462a、462b相同的傳感器。由第一~第三電位傳感器460A、462Aa、462Ab檢測到的檢測信號被輸入到控制模組800A。
在這樣的第二實施方式的鍍覆模組400A中，與第一實施方式的鍍覆模組400同樣，能夠在鍍覆處理中由第一~第三電位傳感器460A、462Aa、462Ab進行實時的檢測。然後，控制模組800A與第一實施方式中說明的同樣地，基於由第一電位傳感器460A、462Aa、462Ab檢測到的檢測值，測定鍍膜的膜厚。由此，能夠在鍍覆處理中實時地測定形成於基板Wf的被鍍覆面的鍍膜的膜厚變化。另外，控制模組800A也能夠基於鍍膜的膜厚，與第一實施方式中說明的同樣地調整鍍覆條件。
＜變形例＞
圖10是表示變形例中的鍍覆槽內的基板Wf和第一~第三電位傳感器460A、462Aa、462Ab的示意圖。在圖10所示的例子中，四個第一電位傳感器460A設置在靠近被鍍覆面的四個角的位置，並構成為能夠通過未圖示的驅動機構從四個角朝向內側移動。特別是在有角的形狀的基板中，由於存在基板Wf的角部附近的膜厚分布對面內均勻性造成較大的影響的趨勢，因此通過這樣的第一電位傳感器460A的配置，能夠測定基板Wf上的適當位置的膜厚。此外，在圖10所示的例子中，設置有四個第一電位傳感器460A，但也可以設置1~3個或5個以上的第一電位傳感器460A。另外，第一電位傳感器460A也可以構成為相互同步並對稱地移動。
圖11是表示另一變形例中的鍍覆槽內的基板Wf和第一~第三電位傳感器460A、462Aa、462Ab的示意圖。在圖11所示的例子中，兩個第一電位傳感器460A設置在靠近被鍍覆面的長邊的位置，並構成為能夠通過未圖示的驅動機構沿長邊移動。特別是在有角的形狀的基板中，由於存在基板Wf的邊緣部附近的膜厚分布對面內均勻性造成較大的影響的趨勢，因此通過這樣的第一電位傳感器460A的配置，能夠測定基板Wf上的適當位置的膜厚。此外，在圖11所示的例子中，設置有兩個第一電位傳感器460A，但也可以設置一個或三個以上的第一電位傳感器460A。另外，第一電位傳感器460A也可以構成為相互同步並對稱地移動。
本發明也能夠記載為以下的形態。
[形態1] 根據形態1，提出一種鍍覆裝置，上述鍍覆裝置具備：鍍覆槽；基板保持架，用於保持基板；陽極，以與保持於上述基板保持架的基板對置的方式配置在上述鍍覆槽內；以及膜厚測定模組，具有用於檢測與形成於上述基板的被鍍覆面的鍍膜相關的參數的傳感器，並在鍍覆處理中基於上述傳感器的檢測值來測定上述鍍膜的膜厚，上述複數個傳感器包括：第一電位傳感器，配置在保持於上述基板保持架的基板與上述陽極之間的區域內的第一位置；第二電位傳感器，配置在保持於上述基板保持架的基板與上述陽極之間的區域外的第二位置；以及第三電位傳感器，配置在第三位置，該第三位置是與上述第二位置不同的位置且在保持於上述基板保持架的基板與上述陽極之間的區域外，上述膜厚測定模組測定作為上述第一位置與上述第二位置的電位差的第一電位差、和作為上述第二位置與上述第三位置的電位差的第二電位差，並基於上述第一電位差與上述第二電位差之差，測定上述鍍膜的膜厚。
根據形態1，能夠在鍍覆處理中測定鍍膜的膜厚。由此，能夠實現形成於基板的鍍膜的均勻性的提高。
[形態2]根據形態2，在形態1的基礎上，上述膜厚測定模組構成為基於上述第一電位差與上述第二電位差之差，推定鍍覆處理中的上述基板內的鍍覆電流的分布。
[形態3]根據形態3，在形態2的基礎上，上述膜厚測定模組構成為基於所推定出的上述基板內的鍍覆電流的分布，推定上述基板內的上述鍍膜的膜厚分布。
[形態4]根據形態4，在形態1至3的基礎上，具備配置在上述陽極與上述基板之間的阻力體，上述第一電位傳感器配置在上述阻力體與保持於上述基板保持架的基板之間。
[形態5]根據形態5，在形態1至4的基礎上，還具備鍍覆條件調整模組，該鍍覆條件調整模組在鍍覆處理中，基於由上述膜厚測定模組測定的上述鍍膜的膜厚，調整鍍覆條件。
根據形態5，能夠提高形成於基板的鍍膜的均勻性。
[形態6]根據形態6，在形態5的基礎上，還具備遮蔽體，該遮蔽體能夠在介於上述基板的上述被鍍覆面與上述陽極之間的遮蔽位置、和從上述基板的上述被鍍覆面與上述陽極之間退避的退避位置之間移動，上述鍍覆條件調整模組調整上述遮蔽體的位置來作為上述鍍覆條件的調整。
根據形態6，能夠使用遮蔽體，提高形成於基板的鍍膜的均勻性。
[形態7]根據形態7，在形態5或6的基礎上，具備：阻力體，配置在上述陽極與上述基板之間；和驅動機構，能夠變更上述基板與上述阻力體的距離，上述鍍覆條件調整模組變更上述基板與上述阻力體的距離來作為上述鍍覆條件的調整。
根據形態7，能夠調整基板與阻力體的距離，提高形成於基板的鍍膜的均勻性。
[形態8]根據形態8，在形態5至7的基礎上，還具備陽極罩，該陽極罩設置在上述陽極的上方，能夠變更開口尺寸，上述鍍覆條件調整模組變更上述陽極罩的上述開口尺寸來作為上述鍍覆條件的調整。
根據形態8，能夠調整陽極罩的開口尺寸，提高形成於基板的鍍膜的均勻性。
[形態9]根據形態9，在形態1至8的基礎上，還具備使上述基板保持架旋轉的旋轉機構，上述膜厚測定模組構成為伴隨由上述旋轉機構引起的上述基板的旋轉，測定上述鍍膜的膜厚。
根據形態9，能夠使基板旋轉而變更傳感器對基板的檢測位置，能夠在鍍覆處理中更適當地檢測形成於基板的鍍膜。
[形態10]根據形態10，在形態1至9的基礎上，上述傳感器從上述基板的外周部遍及內周部設置有複數個。
根據形態10，能夠測定基板的複數個位置的鍍膜的膜厚。
[形態11]根據形態11，在形態1至9的基礎上，上述傳感器沿著上述基板的外緣設置有複數個。
根據形態11，能夠測定基板的複數個位置的鍍膜的膜厚。
[形態12]根據形態12，在形態1至9的基礎上，上述膜厚測定模組構成為在鍍覆處理中，使上述傳感器沿著上述基板的板面移動。
根據形態12，能夠測定基板的複數個位置的鍍膜的膜厚。
[形態13]根據形態13，在形態1至12的基礎上，上述基板保持架構成為在上述鍍覆槽內將上述基板保持為上述被鍍覆面朝向下方的狀態。
[形態14]根據形態14，在形態1至12的基礎上，上述基板保持架構成為在上述鍍覆槽內，將上述基板保持為上述被鍍覆面朝向側方的狀態。
以上，對本發明的實施方式進行了說明，但上述的發明的實施方式是為了容易理解本發明，而不限定本發明。本發明當然能夠在不脫離其主旨的情況下進行變更、改進，並且在本發明中也包括其等效物。另外，在能夠解決上述問題的至少一部分的範圍或者起到效果的至少一部分的範圍內，能夠進行實施方式及變形例的任意組合，能夠進行申請專利範圍以及說明書所記載的各構成要素的任意組合或者省略。
本申請主張基於在2022年4月28日申請的日本發明專利申請編號第2022-077347號的優先權。日本發明專利申請編號第2022-077347號的包括說明書、申請專利範圍、圖式以及摘要的全部的公開內容通過參照而整體被本申請引用。日本特開2008-19496號公報（專利文獻1）以及日本特開2002-105695號公報的包括說明書、申請專利範圍、圖式以及摘要的全部的公開通過參照而整體被本申請引用。
400、400A:鍍覆模組
410、410A:鍍覆槽
416:攪槳
420:隔膜
426:陽極罩
430、430A:陽極
440、440A:基板保持架
442:升降機構
448:旋轉機構
450:阻力體
452:驅動機構
454:調整板
460、460A:第一電位傳感器
462a、462Aa:第二電位傳感器
462b、462Ab:第三電位傳感器
470:遮蔽體
800、800A:控制模組
1000:鍍覆裝置
Wf:基板
Wf-a:被鍍覆面
圖1是表示第一實施方式的鍍覆裝置的整體結構的立體圖。
圖2是表示第一實施方式的鍍覆裝置的整體結構的俯視圖。
圖3是概略地表示第一實施方式的鍍覆模組的結構的縱向剖視圖。
圖4是從圖3中IV-IV方向觀察的IV-IV視圖。
圖5是從下方觀察第一實施方式的遮蔽體和基板的示意圖。
圖6是表示由第一實施方式中的控制模組進行的鍍覆條件的調整的一個例子的圖。
圖7是概略地表示第一實施方式的變形例的鍍覆模組的結構的縱向剖視圖。
圖8是概略地表示第二實施方式的鍍覆模組的結構的縱向剖視圖。
圖9是從與基板Wf的板面垂直的方向表示本實施方式中的鍍覆槽內的基板和傳感器的示意圖。
圖10是表示變形例中的鍍覆槽內的基板和傳感器的示意圖。
圖11是表示變形例中的鍍覆槽內的基板和傳感器的示意圖。
460:第一電位傳感器
462a:第二電位傳感器
462b:第三電位傳感器
468、469a、469b:傳感器支承體
Wf:基板
Claims (14)
- 一種鍍覆裝置，其中，具備： 鍍覆槽； 基板保持架(substrate holder)，用於保持基板； 陽極，以與保持於所述基板保持架的基板對置的方式配置在所述鍍覆槽內；以及 膜厚測定模組，具有用於檢測與形成於所述基板的被鍍覆面的鍍膜相關的參數的傳感器，並在鍍覆處理中基於所述傳感器的檢測值來測定所述鍍膜的膜厚， 所述傳感器包括： 第一電位傳感器，配置在保持於所述基板保持架的基板與所述陽極之間的區域內的第一位置； 第二電位傳感器，配置在保持於所述基板保持架的基板與所述陽極之間的區域外的第二位置；以及 第三電位傳感器，配置在保持於所述基板保持架的基板與所述陽極之間的區域外的第三位置，且該第三位置是與所述第二位置不同的位置， 所述膜厚測定模組測定作為所述第一位置與所述第二位置的電位差的第一電位差、和作為所述第二位置與所述第三位置的電位差的第二電位差，並基於所述第一電位差與所述第二電位差之差，測定所述鍍膜的膜厚。
- 根據請求項1所述的鍍覆裝置，其中， 所述膜厚測定模組構成為基於所述第一電位差與所述第二電位差之差，推定鍍覆處理中的所述基板內的鍍覆電流的分布。
- 根據請求項2所述的鍍覆裝置，其中， 所述膜厚測定模組構成為基於所推定出的所述基板內的鍍覆電流的分布，推定所述基板內的所述鍍膜的膜厚分布。
- 根據請求項1所述的鍍覆裝置，其中， 所述鍍覆裝置具備配置在所述陽極與所述基板之間的阻力體， 所述第一電位傳感器配置在所述阻力體與保持於所述基板保持架的基板之間。
- 根據請求項1所述的鍍覆裝置，其中， 所述鍍覆裝置還具備鍍覆條件調整模組，所述鍍覆條件調整模組在鍍覆處理中，基於由所述膜厚測定模組測定的所述鍍膜的膜厚，調整鍍覆條件。
- 根據請求項5所述的鍍覆裝置，其中， 所述鍍覆裝置還具備遮蔽體，所述遮蔽體能夠在介於所述基板的所述被鍍覆面與所述陽極之間的遮蔽位置、和從所述基板的所述被鍍覆面與所述陽極之間退避的退避位置之間移動， 所述鍍覆條件調整模組調整所述遮蔽體的位置來作為所述鍍覆條件的調整。
- 根據請求項5所述的鍍覆裝置，其中， 所述鍍覆裝置具備： 阻力體，配置在所述陽極與所述基板之間；和 驅動機構，能夠變更所述基板與所述阻力體的距離， 所述鍍覆條件調整模組變更所述基板與所述阻力體的距離來作為所述鍍覆條件的調整。
- 根據請求項5所述的鍍覆裝置，其中， 所述鍍覆裝置還具備陽極罩，所述陽極罩設置在所述陽極的上方，能夠變更開口尺寸， 所述鍍覆條件調整模組變更所述陽極罩的所述開口尺寸來作為所述鍍覆條件的調整。
- 根據請求項1~8中任一項所述的鍍覆裝置，其中， 所述鍍覆裝置還具備使所述基板保持架旋轉的旋轉機構， 所述膜厚測定模組構成為伴隨由所述旋轉機構引起的所述基板的旋轉，測定所述鍍膜的膜厚。
- 根據請求項1~8中任一項所述的鍍覆裝置，其中， 所述第一電位傳感器從所述基板的外周部遍及內周部地設置有複數個。
- 根據請求項1~8中任一項所述的鍍覆裝置，其中， 所述第一電位傳感器沿著所述基板的外緣設置有複數個。
- 根據請求項1~8中任一項所述的鍍覆裝置，其中， 所述膜厚測定模組構成為在鍍覆處理中，使所述第一電位傳感器沿著所述基板的板面移動。
- 根據請求項1~8中任一項所述的鍍覆裝置，其中， 所述基板保持架構成為在所述鍍覆槽內，將所述基板保持為所述被鍍覆面朝向下方的狀態。
- 根據請求項1~8中任一項所述的鍍覆裝置，其中， 所述基板保持架構成為在所述鍍覆槽內，將所述基板保持為所述被鍍覆面朝向側方的狀態。
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