TWI758607B - 鍍覆方法、鍍覆裝置、及極限電流密度之推定方法 - Google Patents

鍍覆方法、鍍覆裝置、及極限電流密度之推定方法 Download PDF

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Abstract

本發明為了在鍍覆中掌握電流密度是否大於極限電流密度，提供一種使電流值從指定之電流值增加至第一電流值來對基板鍍覆的鍍覆方法，且係當對應於第一電流值之第一電流密度比極限電流密度低時，以第一電流值在第一指定時間對基板鍍覆的鍍覆方法。該鍍覆方法具有：測定施加於基板之電壓值的工序；及使電流值從指定之電流值增加至第一電流值時，依據電壓值之變化量判定第一電流密度是否大於極限電流密度的判定工序。

Description

鍍覆方法、鍍覆裝置、及極限電流密度之推定方法
本發明係關於一種鍍覆方法、鍍覆裝置、及極限電流密度之推定方法。
採用所謂浸漬方式之電解鍍覆裝置習知具有：內部收容鍍覆液之鍍覆槽；在鍍覆槽內部以彼此相對之方式配置的基板及陽極；及配置在陽極與基板之間的調整板之電解鍍覆裝置（例如，參照專利文獻1）。該電解鍍覆裝置具有用於攪拌調整板與基板之間的鍍覆液之槳葉。槳葉藉由沿著基板表面在往返方向移動，來攪拌基板表面附近之鍍覆液。
近年來，為了使鍍覆裝置之生產性提高，而要求縮短形成指定膜厚之鍍覆膜需要的鍍覆時間。為了對某個鍍覆面積以更短時間進行指定膜厚之鍍覆，需要以高電流密度進行鍍覆。記載於專利文獻1之鍍覆裝置係藉由高速運動槳葉，促進對基板表面供給金屬離子，抑制以高電流密度進行鍍覆時鍍覆品質降低。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開編號WO2004/009879
（發明所欲解決之問題）
鍍覆裝置中，若使施加於基板之電流密度增加，當超過指定之電流密度時，對基板表面供給之金屬離子不足。此時之電流密度稱為極限電流密度。電流密度超過極限電流密度而指定時間鍍覆時，會在鍍覆表面產生異常析出。
為了縮短鍍覆時間，需要儘量以接近極限電流密度之電流密度進行鍍覆。此外，判明極限電流密度會隨著金屬在基板上堆積而逐漸變大。因而，鍍覆裝置係使電流密度階段性增加來進行鍍覆。過去，預先藉由測試實際指定時間對基板進行鍍覆，再藉由測定基板上不致於發生異常析出的電流密度，而以施加於基板之電流密度未達極限電流密度的方式來控制鍍覆裝置。
但是，以鍍覆裝置實際對基板進行鍍覆時，因鍍覆液之濃度變化、基板之加工精度、作業人員的作業疏失等，極限電流密度會比假定的低，有可能施加於基板之電流密度超過極限電流密度。過去發生此種情況時，可在鍍覆後之基板檢查工序中確認基板上有發生異常析出。因此，在檢查基板前有可能以超過極限電流密度之電流密度進行複數個基板的鍍覆。
本發明係鑑於上述問題而成者，其目的之一係在鍍覆中掌握電流密度是否大於極限電流密度。 （解決問題之手段）
本發明一種形態提供一種鍍覆方法，係使電流值從指定之電流值增加至第一電流值來對基板鍍覆，且對應於前述第一電流值之第一電流密度比極限電流密度低時，以前述第一電流值在第一指定時間對前述基板鍍覆。該鍍覆方法具有以下工序：測定施加於前述基板之電壓值；及判定工序，其係使前述電流值從前述指定之電流值增加至前述第一電流值時，依據前述電壓值之變化量判定前述第一電流密度是否大於前述極限電流密度。
本發明其他一種形態提供一種鍍覆裝置，係使電流值從指定之電流值增加至第一電流值來對基板鍍覆。該鍍覆裝置具有：鍍覆槽，其係可收容鍍覆液；電源，其係對前述基板施加電流；及電流控制部，其係控制流至前述基板之電流。前述電流控制部具有：電壓測定部，其係測定施加於前述基板之電壓值；及判定部，其係使前述電流值從前述指定之電流值增加至前述第一電流值時，依據前述電壓值之變化量，判定對應於前述第一電流值之第一電流密度是否大於極限電流密度；前述第一電流密度比前述極限電流密度低時，係以前述第一電流值在第一指定時間對前述基板施加電流之方式控制前述電源。
本發明其他一種形態提供一種極限電流密度之推定方法，係在對基板鍍覆之鍍覆裝置中推定極限電流密度的方法。該方法具有以下工序：使施加於前述基板之電流的電流密度增加；測定施加於前述基板之電壓值；及在指定時間內前述電壓值增加指定值時，判定為前述電流密度大於前述極限電流密度。
＜第一種實施形態＞
以下，參照圖式說明第一種實施形態。以下說明之圖式中，在相同或相當之元件上註記相同符號，並省略重複之說明。第一圖係顯示關於第一種實施形態之鍍覆裝置的整體配置圖。如第一圖所示，該鍍覆裝置具有：2台匣盒台102、對準器104、及自旋沖洗乾燥機106。對準器104係以將基板之定向平面（Orientation flat）或凹槽等的位置對準指定方向之方式構成。自旋沖洗乾燥機106係以使鍍覆處理後之基板高速旋轉而乾燥的方式構成。
匣盒台102搭載收納半導體晶圓等之基板的匣盒100。在自旋沖洗乾燥機106附近設有放置基板固持器11進行基板之裝卸的基板裝卸部120。基板裝卸部120具備沿著軌道150在橫方向滑動自如之平板狀的放置板152。2個基板固持器11以水平狀態並列放置於該放置板152。在一方基板固持器11與基板搬送裝置122之間進行基板之交接後，放置板152在橫方向滑動，而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。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。
鍍覆裝置進一步具有：暫存盒124、預濕槽126、預浸槽128、第一清洗槽130a、噴吹槽132、第二清洗槽130b、及鍍覆單元10。暫存盒124係進行基板固持器11之保管及暫時放置。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導電層的表面氧化膜。第一清洗槽130a係與基板固持器11一起以清洗液（純水等）清洗預浸後的基板。噴吹槽132係進行清洗後之基板的除液。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。基板裝卸部120、暫存盒124、預濕槽126、預浸槽128、第一清洗槽130a、噴吹槽132、第二清洗槽130b、及鍍覆單元10係依此順序配置。
鍍覆單元10例如以溢流槽136包圍鄰接之複數個鍍覆槽14的外周而構成。各鍍覆槽14係以在內部收納1個基板，使基板浸漬於內部所保持的鍍覆液中，而在基板表面實施銅鍍覆等鍍覆之方式構成。
鍍覆裝置具有位於此等各設備側方，在此等各設備間將基板固持器11與基板一起搬送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係以在基板裝卸部120、暫存盒124、預濕槽126、預浸槽128、第一清洗槽130a、及噴吹槽132之間搬送基板的方式構成。第二輸送機144係以在第一清洗槽130a、第二清洗槽130b、噴吹槽132、及鍍覆單元10之間搬送基板的方式構成。鍍覆裝置亦可不具第二輸送機144，而僅具備第一輸送機142。
在溢流槽136之兩側配置有驅動位於各鍍覆槽14內部，攪拌鍍覆槽14內之鍍覆液的作為攪拌棒之槳葉16（參照第三圖）的槳葉驅動部162及槳葉隨動部160。
第二圖係顯示第一圖之基板固持器11的概略立體圖。如第二圖所示，基板固持器11具有：例如聚乙烯製且概略平板狀之第一保持構件11A；及經由鉸鏈部11B而開閉自如地安裝於第一保持構件11A之第二保持構件11C。第二保持構件11C具有：連接於鉸鏈部11B之基部11D；用於將基板按壓於第一保持構件11A之壓環11F；及環狀之密封固持器11E。密封固持器11E對壓環11F可滑動地構成。該密封固持器11E例如由聚乙烯構成，藉此，與壓環11F之滑動良好。本實施形態之鍍覆裝置係說明處理晶圓等圓形基板者，不過不限於此，亦可處理矩形狀之基板。
第三圖係顯示第一圖之鍍覆單元10的1個鍍覆槽14之概略縱剖面圖。圖中省略溢流槽136。鍍覆槽14係以內部保持鍍覆液Q，鍍覆液Q在與溢流槽136之間循環的方式構成。
鍍覆槽14中收納裝卸自如地保持基板Sb的基板固持器11。基板固持器11係以基板Sb以鉛直狀態浸漬於鍍覆液Q的方式配置於鍍覆槽14內。在鍍覆槽14內之與基板Sb相對的位置配置被陽極固持器28所保持的陽極26。陽極26例如可使用由含燐銅構成之溶解性陽極或習知之非溶解性陽極等。此外，鍍覆槽14中設置以電流在基板Sb與陽極26間流動之方式構成的鍍覆電源30（相當於電源之一例）。基板Sb與陽極26經由鍍覆電源30而電性連接，藉由電流在基板Sb與陽極26之間流動，而在基板Sb表面形成鍍覆膜（銅膜）。
在基板Sb與陽極26之間配置與基板Sb表面平行地往返移動來攪拌鍍覆液Q的槳葉16。藉由槳葉16攪拌鍍覆液Q，可將銅離子均勻地供給到基板Sb表面。此外，在槳葉16與陽極26之間配置用於使包含基板Sb全面之電位分布更加均勻的由電介質構成之調整板34。調整板34具有：具有開口之板狀的本體部52；及沿著本體部52之開口而安裝的筒狀部50。陽極26與基板Sb之間的電位分布藉由調整板34之開口大小、形狀來調整。
此外，在鍍覆槽14中設置控制鍍覆電源30，並控制流至基板Sb之電流的電流控制部40。電流控制部40具有：電壓測定部42、通報部43、及判定部44。電壓測定部42係以測定施加於基板Sb之電壓值的方式構成。通報部43係以藉由光、聲、震動、畫面顯示等而將指定之資訊通報使用者或管理者的方式構成。判定部44如後述，係依據電壓測定部42測定之電壓值，判定施加於基板Sb之電流的電流密度是否大於極限電流密度。
其次，說明關於第一種實施形態之鍍覆裝置中的鍍覆方法。如上述，鍍覆裝置係使電流密度階段性增加來進行鍍覆。但是，鍍覆裝置實際對基板進行鍍覆時，因為鍍覆液之濃度變化、基板Sb之加工精度、作業人員的作業失誤等，極限電流密度會比假定低，有可能施加於基板Sb之電流密度超過極限電流密度。
再者，當施加於基板Sb之電流密度達到極限電流密度時，判斷施加於基板Sb之電壓值急遽增加。因此，本實施形態係電流控制部40之判定部44依據施加於基板Sb的電壓值判定施加於基板Sb之電流的電流密度是否大於極限電流密度。更具體而言，藉由預先試驗取得在使電流密度增加狀態下進行鍍覆時，當基板Sb上發生異常時（電流密度達到極限電流密度時）在指定時間的電壓值增加程度。本實施形態例如係藉由試驗於電流密度達到極限電流密度時，電流控制部40變更電流值後在15秒鐘（指定時間）以內判明電壓值變化0.3V（指定值）以上。此時，判定部44依據電流值變更後在15秒鐘以內電壓值是否增加了0.3V以上，來判定電流密度是否達到極限電流密度。另外，由於該臨限值之電壓值會依基板Sb之圖案、電流密度、鍍覆液之組成等而變化，因此需要藉由試驗適當決定。
第四圖係顯示關於第一種實施形態之鍍覆裝置中的電流控制之一例的曲線圖。圖示之曲線圖中，橫軸表示時間，縱軸表示電流值。圖示之曲線圖註記顯示假設極限電流值的曲線L1。另外，此處之極限電流值係指對應於極限電流密度之電流值。
如圖示，本鍍覆裝置之電流控制部40控制鍍覆電源30，以值W之電流值進行鍍覆後，在時刻s的時間點，使電流值階段性增加至值X（相當於第一電流值之一例）。此處，值X比表示極限電流值之曲線L1的時刻s之時間點的值小。因此，電壓測定部42檢知使電流值增加至值X後在15秒鐘以內之電壓值的增加量未達0.3V。判定部44依據藉由電壓測定部42所測定之電壓值判定為對應於值X之電流密度（相當於第一電流密度之一例）未達極限電流密度。結果，電流控制部40以值X在從時刻s至時刻T＊ 的指定時間（相當於第一指定時間之一例），對基板Sb進行鍍覆之方式控制鍍覆電源30。圖示之例在時刻T＊ 之時間點電流值為0而鍍覆結束，不過不限於此，亦可在時刻T＊ 之時間點進一步使電流值階段性增加來繼續鍍覆。
第五圖係顯示關於第一種實施形態之鍍覆裝置中的電流控制之其他一例的曲線圖。圖示之曲線圖中，橫軸表示時間，縱軸表示電流值。第五圖中，實線表示本例中之電流控制，虛線D1表示第四圖所示之電流控制。如圖示，電流控制部40控制鍍覆電源30，以值W之電流值鍍覆後，在時刻s之時間點，使電流值階段性增加至值X（相當於第一電流值之一例）。此處，值X比表示極限電流值之曲線L2在時刻s之時間點的值大。因此，電壓測定部42檢知使電流值增加至值X後在15秒鐘以內之電壓值的增加量大於0.3V。判定部44依據藉由電壓測定部42所測定之電壓值，判定為對應於值X之電流值的電流密度（相當於第一電流密度之一例）大於極限電流密度。
電流控制部40判定為對應於值X之電流值的電流密度大於極限電流密度時，在時刻s’之時間點使電流值減少至未達極限電流值。此處，由於極限電流值的正確值不明，因此，如圖示，藉由使電流值減少至值W，可確實使電流值未達極限電流值。
本實施形態之判定部44可在電壓值增加0.3V的時間點，判定為對應於值X之電流值的電流密度大於極限電流密度。因此，從時刻s至時刻s’的時間係電壓值增加0.3V時需要的時間，且為15秒鐘以內。此時，本實施形態之鍍覆裝置係在時刻s至時刻s’之間以超過極限電流密度之電流密度對基板Sb鍍覆。因而，在預先試驗中，需要使電流值從值W增加至值X，以值X之電流值在相當於從時刻s至時刻s’的時間（最大為15秒鐘）對基板Sb進行鍍覆，確認基板Sb上不發生異常。若基板Sb上發生異常時，只須適當修正用於判定電流密度是否超過極限電流密度的臨限值（時間及電壓值）即可。
電流控制部40使電流值減少至值W後，指定時間（相當於第四指定時間之一例）維持值W進行鍍覆。亦即，電流控制部40以值W進行鍍覆至時刻q的時間點。此時之指定時間（從時刻s’至時刻q為止的時間）係施加於基板Sb之電壓值在時刻s之時間點於電流值增加至值X之前恢復為施加於基板Sb的電壓值需要的時間。亦即，在施加於基板Sb之電壓值恢復原來狀態之前，再度以值W之電流值對基板Sb進行鍍覆。
繼續，電流控制部40在時刻q之時間點，使電流值從值W增加至比值X小的值X(1-Y)（相當於第二電流值之一例）。然後，進一步經過指定時間t1（相當於第二指定時間之一例）後，以比值X大之值X(1+Z)（相當於第三電流值之一例）鍍覆指定時間t2（相當於第三指定時間之一例）。另外，時刻t係從時刻q起經過時間t1的時間點。時刻T＊ 中，電流控制部40將電流值從值X(1+Z)變成0而使鍍覆結束。
此處，時間(t1+t2)相當於時刻q至時刻T＊ 為止的時間。此外，值Y及值Z係預先藉由試驗而決定的任意正數值。此外，值Y小於1。圖示之例中，值X(1-Y)及值X(1+Z)係比極限電流值低的值。亦即，對應於值X(1-Y)之電流值的電流密度（相當於第二電流密度之一例）、及對應於值X(1+Z)之電流值的電流密度（相當於第三電流密度之一例）比極限電流密度低。
電流控制部40在時刻q之時間點計算指定時間t1與指定時間t2。具體而言，以值X之電流值鍍覆指定時間（從時刻s至時刻T＊ 為止的時間）時，係以賦予基板Sb之庫侖量，與以第五圖所示之電流值從時刻s至時刻T＊ 為止賦予基板Sb之庫侖量相同的方式，設定指定時間t1與指定時間t2。另外，圖示之例中，從時刻s至時刻T＊ 賦予基板Sb之庫侖量相當於分別以值X之電流值鍍覆從時刻s至時刻s’為止的時間、以值W之電流值鍍覆從時刻s’至時刻q為止的時間、以值X(1-Y)之電流值鍍覆指定時間t1、及以值X(1+Z)之電流值鍍覆指定時間t2時的庫侖量。
如以上之說明，第五圖所示之例，在時刻s之時間點值X超過極限電流值。因而，係取代以值X之電流值從時刻s至時刻T＊ 為止的時間鍍覆，而以比值X小之值X(1-Y)鍍覆指定時間t1，然後以比值X大之值X(1+Z)鍍覆指定時間t2。藉此，電流值不致超過極限電流值，而可繼續進行鍍覆處理。
此外，本實施形態係如上述設定指定時間t1及指定時間t2。藉此，與第四圖所示之鍍覆程序的以值X之電流值從時刻s至時刻T＊ 為止的時間鍍覆時比較，可以相同之鍍覆時間維持相同鍍覆膜厚，而獲得接近品質之製品基板。
另外，第五圖所示之例當判斷為電流值超過極限電流值時，係變更電流值繼續進行鍍覆處理。但是，判斷為電流值超過極限電流值時，亦可取代繼續進行鍍覆處理，或是除此之外，還由電流控制部40之通報部43將其要旨通知使用者或管理者。
第六圖係顯示關於第一種實施形態之鍍覆裝置中的電流控制之其他一例的曲線圖。圖示之曲線圖中，橫軸表示時間，縱軸表示電流值。第六圖中，實線表示本例中之電流控制，虛線D1表示第四圖所示之電流控制，虛線D2表示第五圖所示之電流控制。由於第六圖之例在時刻q之前係進行與第五圖之例相同的電流控制因此省略說明。電流控制部40在時刻q之時間點使電流值從值W增加至比值X小之值X(1-Y)（相當於第一電流值之一例）。此處，值X(1-Y)比表示極限電流值之曲線L3在時刻q的值大。判定部44依據藉由電壓測定部42所測定之電壓值，判定為對應於值X(1-Y)之電流值的電流密度（相當於第一電流密度之一例）大於極限電流密度。
電流控制部40判定為對應於值X(1-Y)之電流值的電流密度大於極限電流密度時，在時刻q’之時間點使電流值減少至小於極限電流值（圖示之例係值W）。從時刻q至時刻q’為止的時間係電壓值增加0.3V時需要的時間，且為15秒鐘以內。此時，本實施形態之鍍覆裝置係在時刻q至時刻q’之間以超過極限電流密度之電流密度對基板Sb鍍覆。此處，由於電流值X(1-Y)比值X小，因此，即使以值X之電流值在相當於從時刻s至時刻s’為止的時間（最大15秒鐘）對基板Sb進行鍍覆，只要可確認基板Sb上不發生異常，藉由從時刻q至時刻q’為止的時間（最大15秒鐘）進行鍍覆基板Sb上不致發生異常。
電流控制部40在時刻q’使電流值減少至值W後，以指定時間（相當於第四指定時間之一例）維持值W進行鍍覆。亦即，電流控制部40以值W之電流值進行鍍覆至時刻r。此時之指定時間（時刻q’至時刻r為止的時間）係施加於基板Sb之電壓值在時刻q的時間點電流值增加至值X(1-Y)之前恢復為施加於基板Sb之電壓值需要的時間。亦即，在施加於基板Sb之電壓值恢復成原來狀態之前，再度以值W之電流值對基板Sb進行鍍覆。
接著，電流控制部40在時刻r之時間點，使電流值從值W增加至比值X(1-Y)小之值X(1-Y)∧ 2 （相當於第二電流值之一例）。然後，進一步經過指定時間t3（相當於第二指定時間之一例）後，以比值X(1-Y)大之值X(1+Z)(1-Y)（相當於第三電流值之一例）鍍覆指定時間t4（相當於第三指定時間之一例）。另外，時刻v係時刻r起經過時間t3的時間點。在時刻t中，電流控制部40將電流值從值X(1+Z)(1-Y)變成值X(1+Z)，繼續鍍覆時間t2程度，並在時刻T＊ 結束鍍覆。
此處，時間(t3+t4)相當於從時刻r至時刻t的時間。圖示之例中，值X(1-Y)∧ 2 及值X(1+Z)(1-Y)係比極限電流值低之值。亦即，對應於值X(1-Y)∧ 2 之電流值的電流密度（相當於第二電流密度之一例）、及對應於值X(1+Z)(1-Y)之電流值的電流密度（相當於第三電流密度之一例）比極限電流密度低。
電流控制部40在時刻r之時間點，計算指定時間t3與指定時間t4。具體而言，係以值X(1-Y)之電流值鍍覆指定時間（時間t1）時賦予基板Sb之庫侖量，與第六圖中以實線表示之電流值從時刻q至時刻t賦予基板Sb的庫侖量相同之方式，設定指定時間t3與指定時間t4。另外，圖示之例中，從時刻q至時刻t賦予基板Sb之庫侖量相當於分別以值X(1-Y)之電流值鍍覆從時刻q至時刻q’為止的時間、以值W之電流值鍍覆從時刻q’至時刻r為止的時間、以值X(1-Y)∧ 2 之電流值鍍覆時間t3、及以值X(1-Y)(1+Z)之電流值鍍覆時間t4時的庫侖量。
如以上之說明，第六圖所示之例係在時刻q之時間點值X(1-Y)超過極限電流值。因而，可取代以值X(1-Y)之電流值鍍覆時間t1，而以比值X(1-Y)小之值X(1-Y)∧ 2 鍍覆時間t3，然後，以比值X(1-Y)大之值X(1-Y)(1+Z)鍍覆時間t4。藉此，電流值不致超過極限電流值，而可繼續進行鍍覆處理。
此外，第六圖所示之例係如上述設定時間t3及時間t4。藉此，與以值X(1-Y)之電流值鍍覆時間t1時比較，可以相同之鍍覆時間維持相同鍍覆膜厚而獲得接近品質的製品基板。
另外，圖示之例係值X(1+Z)小於極限電流值。當值X(1+Z)大於極限電流值時，亦可取代以值X(1+Z)之電流值鍍覆時間t2，而以比值X(1+Z)小之值（例如值X(1+Z)(1-Y)）鍍覆指定時間，然後以比值X(1+Z)大之值（例如值X(1+Z)∧ 2 ）鍍覆指定時間。此時，各個鍍覆時間係以值X(1+Y)之電流值鍍覆指定時間（時間t2）時賦予基板Sb的庫侖量；與從時刻t至時刻T＊ 為止賦予基板Sb的庫侖量相同之方式設定。
第一種實施形態中，與時間相關之s、T＊ ，與電流相關之W、X、Y、Z係預定之值。s至s’之時間、q至q’之時間係藉由電壓測定部42測定電壓值結果而決定的值。s’至q之時間、q’至r之時間亦可預定，亦可依電壓測定部42測定電壓值之結果來決定。時間t1、t2、t3、t4係電流控制部40從上述條件及電壓測定部42之電壓值的測定結果藉由計算而算出之值。
第一種實施形態典型而言如第四圖所示，係假設電流值不超過極限電流值而設定電流值X的鍍覆方法，且係為了避免因某些理由導致極限電流值下降，以電流值X繼續鍍覆時發生鍍覆異常的鍍覆方法。不過，並非排除對電流值X設定假設超過極限電流值之值，將如第五圖及第六圖之電流波形作為正常條件來進行鍍覆者。 ＜第二種實施形態＞
其次，說明關於第二種實施形態之極限電流密度的推定方法。另外，由於實施第二種實施形態之極限電流密度的推定方法之鍍覆裝置及基板固持器11與第一圖至第三圖所示者同樣，因此省略說明。
第七圖係顯示實施關於第二種實施形態之極限電流密度的推定方法之鍍覆裝置中的電流控制之一例的曲線圖。圖示之曲線圖中，橫軸表示時間，縱軸表示電流密度。圖示之曲線圖權宜上註記表示假設之極限電流密度的曲線L4。如圖示，本鍍覆裝置之電流控制部40控制鍍覆電源30，從時間0之時間點起使電流密度與時間成正比地連續增加。此時曲線圖之斜度（每單位時間之電流密度增加量）設為δ。
第二種實施形態與第一種實施形態同樣地，預先藉由試驗使電流密度增加進行鍍覆時，當基板Sb上發生異常時（電流密度達到極限電流密度時）取得在指定時間電壓值之增加程度。第二種實施形態與第一種實施形態同樣地，例如係在電流密度達到極限電流密度情況下，電流控制部40控制鍍覆電源30變更電流值後，在15秒鐘（指定時間）以內判明電壓值變化大於指定值0.3V（指定值）。
電流控制部40之電壓測定部42在電流密度開始增加之同時隨時測定施加於基板Sb的電壓值。當電流密度逐漸增加時，在時間T1之時間點電流密度達到極限電流密度。電流密度達到極限電流密度時電壓值急遽增加。判定部44從電壓測定部42隨時取得電壓值。判定部44在指定時間內電壓值增加指定值時，判定為電流密度大於極限電流密度。更具體而言，判定部44每當從電壓測定部42取得電壓值時，判定所取得之電壓值與從取得時間點起至15秒鐘前之電壓值中的最小電壓值之差是否大於0.3V。此時，將從取得最小電壓值之時刻至取得最新電壓值之時刻的時間，亦即，電壓值增加0.3V時需要的時間U(1)記錄於電流控制部40之無圖示的記錄機構中。
圖示之例，係在時刻T2判定部44判定為電流密度大於極限電流密度。此時，電流控制部40使電流密度減少指定值程度。該減少量d例如可以δ×U(1)+a（a係預定之值）來表示。
將在藉由判定部44判定為電流密度大於極限電流密度之時刻T2的電流密度設為電流密度B(1)時，本實施形態係電流控制部40推定B(1)-δ×U(1)作為在時刻T2之推定極限電流密度R(1)。換言之，在取得比在時刻T2取得之電壓值小0.3V的電壓值之時刻的電流密度之值設為在時刻T2之推定極限電流密度R(1)。
如圖示，在時刻T2電流密度減少減少量d程度後，指定時間維持電流密度。該指定時間係電壓值充分降低時需要的時間且為預設。或是，電流控制部40亦可在電壓測定部42所取得之電壓值充分降低之前維持電流密度。經過指定時間後，電流控制部40再度使電流密度以斜度δ增加，並反覆執行同樣之程序。藉此，隨著時間經過獲得複數個推定極限電流密度R (n)之值。
第七圖所示之電流控制係獲得複數個隨著時間經過之推定極限電流密度R (n)的值。換言之，係獲得橫軸為時間，縱軸為推定極限電流密度之曲線圖。但是，實際上對基板Sb鍍覆時，會進行與第七圖所示之電流控制不同的電流控制。因而，宜將以本實施形態之方法獲得的橫軸為時間之推定極限電流密度的曲線圖變換成橫軸為電解量（或是鍍覆膜厚度）之推定極限電流密度的曲線圖。具體而言，由於第七圖所示之曲線圖與橫軸的面積（換言之，第七圖所示之曲線圖的積分值）相當於電解量，因此，可讀取從第七圖所示之曲線圖獲得各個推定極限電流密度R (n)時的電解量。藉此，可將從第七圖所示之曲線圖獲得的推定極限電流密度之曲線圖變換成橫軸為電解量，縱軸為推定極限電流密度的曲線圖。藉此，可按照依電解量之推定極限電流密度，以與第七圖所示之電流控制不同的電流控制對基板Sb進行鍍覆。另外，亦可藉由第七圖所示之電流控制對基板鍍覆。此時，由於可以接近極限電流密度之電流密度對基板鍍覆，因此可使鍍覆速度提高。
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、改良，並且本發明當然包含其等效物。此外，在解決上述問題之至少一部分的範圍，或是達到效果之至少一部分的範圍內，申請專利範圍及說明書所記載之各元件可任意組合或省略。
以下，先記載本說明書揭示之幾個形態。 第一種形態提供一種鍍覆方法，係使電流值從指定之電流值增加至第一電流值對基板鍍覆，且對應於前述第一電流值之第一電流密度比極限電流密度低時，以前述第一電流值在第一指定時間對前述基板鍍覆。該鍍覆方法具有以下工序：測定施加於前述基板之電壓值；及判定工序，其係使前述電流值從前述指定之電流值增加至前述第一電流值時，依據前述電壓值之變化量判定前述第一電流密度是否大於前述極限電流密度。
施加於基板之電流密度達到極限電流密度而進行鍍覆時，判斷出施加於基板之電壓值急遽增加。採用第一種形態時，使電流值從指定之電流值增加至第一電流值時，藉由觀察電壓值之變化量可判斷第一電流密度是否大於極限電流密度。藉此，可在鍍覆中掌握電流密度是否大於極限電流密度。
第二種形態如第一種形態之鍍覆方法，其中前述判定工序當前述電流值從前述指定之電流值增加至前述第一電流值後，在指定時間內前述電壓值增加指定值時，判定為前述第一電流密度大於前述極限電流密度。
如上述，施加於基板之電流密度達到極限電流密度而進行鍍覆時，施加於基板之電壓值急遽增加。採用第二種形態時，藉由確認電壓值增加指定值，可判定為第一電流密度大於前述極限電流密度。
第三種形態如第一種形態或第二種形態之鍍覆方法，其中具有鍍覆工序，其係包含判定為前述第一電流密度大於前述極限電流密度時，係以對應於比前述第一電流密度低之第二電流密度的第二電流值鍍覆第二指定時間，然後，以對應於比前述第一電流密度高之第三電流密度的第三電流值鍍覆第三指定時間，以前述第一電流值鍍覆前述第一指定時間時，賦予前述基板之庫侖量，與在前述鍍覆工序中賦予前述基板的庫侖量相同。
採用第三種形態時，可獲得接近以第一電流值鍍覆第一指定時間時的製品基板。
第四種形態如第三種形態之鍍覆方法，其中判定為前述第一電流密度大於前述極限電流密度時，在前述鍍覆工序之前包含使前述電流值減少至前述指定的電流值並維持第四指定時間的工序。
採用第四種形態時，可使電流值增加至第一電流值時增加的電壓值降低。進一步可充足掌握使電流值從指定電流值增加至第二電流值時之電壓值的增加量。
第五種形態如第四種形態之鍍覆方法，其中前述第四指定時間係施加於前述基板之電壓值恢復為前述電流值增加至前述第一電流值之前施加於前述基板的電壓值時需要之時間。
採用第五種形態時，由於電流值可恢復為增加至第一電流值之前施加於基板的電壓值，因此，可進一步充足掌握電流值從指定之電流值增加至第二電流值時電壓值的增加量。
第六種形態如第一種形態至第五種形態中任何一種形態之鍍覆方法，其中具有判定為前述第一電流密度大於前述極限電流密度時，通報其要旨之工序。
採用第六種形態時，於第一電流密度達到極限電流密度時，可讓使用者等知道其要旨。藉此，使用者等可判斷繼續或停止鍍覆等。
第七種形態提供一種鍍覆裝置，係使電流值從指定之電流值增加至第一電流值來對基板鍍覆。該鍍覆裝置具有：鍍覆槽，其係可收容鍍覆液；電源，其係對前述基板施加電流；及電流控制部，其係控制流至前述基板之電流。前述電流控制部具有：電壓測定部，其係測定施加於前述基板之電壓值；及判定部，其係使前述電流值從前述指定之電流值增加至前述第一電流值時，依據前述電壓值之變化量，判定對應於前述第一電流值之第一電流密度是否大於極限電流密度；前述第一電流密度比前述極限電流密度低時，係以前述第一電流值在第一指定時間對前述基板施加電流之方式控制前述電源。
施加於基板之電流密度達到極限電流密度而進行鍍覆時，判斷出施加於基板之電壓值急遽增加。採用第七種形態時，當電流值從指定之電流值增加至第一電流值時，可藉由觀察電壓值之變化量來判定第一電流密度是否大於極限電流密度。藉此，可在鍍覆中掌握電流密度是否大於極限電流密度。
第八種形態如第七種形態之鍍覆裝置，其中前述判定部於前述電流值從前述指定之電流值增加至前述第一電流值後，在指定時間內前述電壓值增加指定值時，判定為前述第一電流密度大於前述極限電流密度。
如上述，施加於基板之電流密度達到極限電流密度而進行鍍覆時，施加於基板之電壓值急遽增加。採用第八種形態時，藉由確認電壓值增加指定值，可判定為第一電流密度大於前述極限電流密度。
第九種形態如第七種形態或第八種形態之鍍覆裝置，其中前述電流控制部判定為前述第一電流密度大於前述極限電流密度時，係以對應於比前述第一電流密度低之第二電流密度的第二電流值在第二指定時間對前述基板施加電流，然後，以對應於比前述第一電流密度高之第三電流密度的第三電流值在第三指定時間對前述基板施加電流之方式控制前述電源，以前述第一電流值鍍覆前述第一指定時間時賦予前述基板之庫侖量，與判定為前述第一電流密度大於前述極限電流密度時賦予前述基板的庫侖量相同。
採用第九種形態時，可獲得接近以第一電流值鍍覆第一指定時間時的製品基板。
第十種形態如第九種形態之鍍覆裝置，其中前述電流控制部判定為前述第一電流密度大於前述極限電流密度時，係以前述第二電流密度及前述第三電流密度對前述基板施加電流之前，使前述電流值減少至前述指定的電流密度，並維持第四指定時間之方式控制前述電源。
採用第十種形態時，可使電流值增加至第一電流值時增加的電壓值降低。進一步可充足掌握使電流值從指定電流值增加至第二電流值時之電壓值的增加量。
第十一種形態如第十種形態之鍍覆裝置，其中前述第四指定時間係施加於前述基板之電壓值恢復為在前述電流值增加至前述第一電流值之前施加於前述基板的電壓值時需要之時間。
採用第十一種形態時，由於可恢復為電流值增加至第一電流值之前施加於基板的電壓值，因此可進一步充足掌握使電流值從指定電流值增加至第二電流值時之電壓值的增加量。
第十二種形態如第七種形態至第十一種形態中任何一種形態之鍍覆裝置，其中具有通報部，其係判定為前述第一電流密度大於前述極限電流密度時，通報其要旨。
採用第十二種形態時，當第一電流密度達到極限電流密度時，可讓使用者等知道其要旨。藉此，使用者等可判斷繼續或停止鍍覆等。
第十三種形態提供一種極限電流密度之推定方法，係在對基板鍍覆之鍍覆裝置中推定極限電流密度。該方法具有以下工序：使施加於前述基板之電流的電流密度增加；測定施加於前述基板之電壓值；及在指定時間內前述電壓值增加指定值時，判定為前述電流密度大於前述極限電流密度。
施加於基板之電流密度達到極限電流密度時，判斷出施加於基板之電壓值急遽增加。採用第十三種形態時，使電流值從指定電流值增加至第一電流值時，藉由觀看電壓值之變化量，可判定第一電流密度是否大於極限電流密度。藉此，可掌握電流密度是否大於極限電流密度，進一步可推定極限電流密度之大致值。
第十四種形態如第十三種形態之方法，其中使前述電流密度增加之工序包含使前述電流密度與時間成正比地連續增加的工序。
採用第十四種形態時，由於使電流密度逐漸增加，因此可將確認電壓值增加時推定為電流密度達到極限電流密度的時序（Timing）。
第十五種形態如第十三種形態或第十四種形態之方法，其中在前述判定工序中判定為前述電流密度大於前述極限電流密度情況下，將從判定時起經過前述指定時間前之時間點的電流密度推定為在前述判定時之極限電流密度。
採用第十五種形態時，可推定電流密度達到極限電流密度之時序。結果，可將在其時序之電流密度推定為極限電流密度。
第十六種形態如第十三種形態至第十五種形態中任何一種形態之方法，其中在前述判定工序中判定為前述電流密度大於前述極限電流密度時，具有使前述電流密度減少之工序。
採用第十六種形態時，可使電流密度達到極限電流密度以上時增加的電壓值降低。進一步繼續使電流密度增加來推定極限電流密度時，可充足掌握使電流密度增加時之電壓值的增加量。
10‧‧‧鍍覆單元 11‧‧‧基板固持器 11A‧‧‧第一保持構件 11B‧‧‧鉸鏈部 11C‧‧‧第二保持構件 11D‧‧‧基部 11E‧‧‧密封固持器 11F‧‧‧壓環 14‧‧‧鍍覆槽 16‧‧‧槳葉 26‧‧‧陽極 28‧‧‧陽極固持器 30‧‧‧鍍覆電源 34‧‧‧調整板 40‧‧‧電流控制部 42‧‧‧電壓測定部 43‧‧‧通報部 44‧‧‧判定部 50‧‧‧筒狀部 52‧‧‧本體部 100‧‧‧匣盒 102‧‧‧匣盒台 104‧‧‧對準器 106‧‧‧自旋沖洗乾燥機 120‧‧‧基板裝卸部 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‧‧‧噴吹槽 136‧‧‧溢流槽 140‧‧‧基板固持器搬送裝置 142‧‧‧第一輸送機 144‧‧‧第二輸送機 150‧‧‧軌道 152‧‧‧放置板 160‧‧‧槳葉隨動部 162‧‧‧槳葉驅動部 D1、D2‧‧‧電流控制之虛線 L1、L2‧‧‧極限電流值的曲線 Q‧‧‧鍍覆液 Sb‧‧‧基板 s、s’、q、q’、r、T＊、t、v‧‧‧時刻 W、X‧‧‧電流值
第一圖係顯示關於第一種實施形態之鍍覆裝置的整體配置圖。 第二圖係顯示第一圖之基板固持器的概略立體圖。 第三圖係顯示第一圖之鍍覆單元的1個鍍覆槽之概略縱剖面圖。 第四圖係顯示關於第一種實施形態之鍍覆裝置中的電流控制之一例的曲線圖。 第五圖係顯示關於第一種實施形態之鍍覆裝置中的電流控制之其他一例的曲線圖。 第六圖係顯示關於第一種實施形態之鍍覆裝置中的電流控制之其他一例的曲線圖。 第七圖係顯示實施關於第二種實施形態之極限電流密度的推定方法之鍍覆裝置中的電流控制之一例的曲線圖。
D1‧‧‧電流控制之虛線
L2‧‧‧極限電流值的曲線
W、X‧‧‧電流值
Y、Z‧‧‧任意正數值
s、s’、q、t、T*‧‧‧時刻

Claims (14)

  1. 一種鍍覆方法，包含使電流值從指定之電流值增加至第一電流值對基板鍍覆之第一鍍覆工序，且對應於前述第一電流值之第一電流密度比極限電流密度低時，以前述第一電流值在第一指定時間對前述基板鍍覆，該鍍覆方法具有以下工序：藉由試驗，取得當使電流密度增加至達到極限電流密度時指定時間的電壓值的增加量；測定施加於前述基板之電壓值；及判定工序，當前述電流值從前述指定之電流值增加至前述第一電流值後，在前述指定時間內前述電壓值增加至大於藉由試驗所取得之前述增加量時，判定為前述第一電流密度大於前述極限電流密度。
  2. 如申請專利範圍第1項之鍍覆方法，其中：具有第二鍍覆工序，其係包含判定為前述第一電流密度大於前述極限電流密度時，係以對應於比前述第一電流密度低之第二電流密度的第二電流值鍍覆第二指定時間，然後，以對應於比前述第一電流密度高之第三電流密度的第三電流值鍍覆第三指定時間；以前述第一電流值鍍覆前述第一指定時間時賦予前述基板之庫侖量，與當判定為前述第一電流密度大於前述極限電流密度時賦予前述基板的庫侖量相同。
  3. 如申請專利範圍第2項之鍍覆方法，其中：判定為前述第一電流密度大於前述極限電流密度時，在前述第二鍍覆工序之前包含使前述電流值減少至前述指定的電流值並維持第四指定時間的第三鍍覆工序。
  4. 如申請專利範圍第3項之鍍覆方法，其中：前述第四指定時間係施加於前述基板之電壓值恢復為前述電流值增加至前述第一電流值之前施加於前述基板的電壓值時需要之時間。
  5. 如申請專利範圍第1項之鍍覆方法，其中：具有判定為前述第一電流密度大於前述極限電流密度時，通報其要旨之工序。
  6. 一種鍍覆裝置，係使電流值從指定之電流值增加至第一電流值來對基板鍍覆，且具有：鍍覆槽，其係可收容鍍覆液；電源，其係對前述基板施加電流；及電流控制部，其係控制流至前述基板之電流；前述電流控制部具有：電壓測定部，其係測定施加於前述基板之電壓值；及判定部，其係使前述電流值從前述指定之電流值增加至前述第一電流值時，依據前述電壓值之變化量，判定對應於前述第一電流值之第一電流密度是否大於極限電流密度；前述判定部於前述電流值從前述指定之電流值增加至前述第一電流值後，在指定時間內前述電壓值增加至大於當使電流密度增加至達到極限電流密度時前述指定時間的電壓值的增加量時，判定為前述第一電流密度大於前述極限電流密度；前述第一電流密度比前述極限電流密度低時，係以前述第一電流值在第一指定時間對前述基板施加電流之方式控制前述電源。
  7. 如申請專利範圍第6項之鍍覆裝置，其中： 前述電流控制部判定為前述第一電流密度大於前述極限電流密度時，係以對應於比前述第一電流密度低之第二電流密度的第二電流值在第二指定時間對前述基板施加電流，然後，以對應於比前述第一電流密度高之第三電流密度的第三電流值在第三指定時間對前述基板施加電流之方式控制前述電源，以前述第一電流值鍍覆前述第一指定時間時賦予前述基板之庫侖量，與判定為前述第一電流密度大於前述極限電流密度時賦予前述基板的庫侖量相同。
  8. 如申請專利範圍第7項之鍍覆裝置，其中：前述電流控制部判定為前述第一電流密度大於前述極限電流密度時，係以前述第二電流密度及前述第三電流密度對前述基板施加電流之前，使前述電流值減少至前述指定的電流密度，並維持第四指定時間之方式控制前述電源。
  9. 如申請專利範圍第8項之鍍覆裝置，其中：前述第四指定時間係施加於前述基板之電壓值恢復為在前述電流值增加至前述第一電流值之前施加於前述基板的電壓值時需要之時間。
  10. 如申請專利範圍第6項之鍍覆裝置，其中：具有通報部，其係判定為前述第一電流密度大於前述極限電流密度時，通報其要旨。
  11. 一種極限電流密度之推定方法，係在對基板鍍覆之鍍覆裝置中推定極限電流密度，該方法具有以下工序：藉由試驗，取得當使電流密度增加至達到極限電流密度時指定時間的電壓值的增加量； 使施加於前述基板之電流的電流密度增加；測定施加於前述基板之電壓值；及在前述指定時間內前述電壓值增加至大於前述增加量時，判定為前述電流密度大於前述極限電流密度。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中：使前述電流密度增加之工序包含使前述電流密度與時間成正比地連續增加的工序。
  13. 如申請專利範圍第11項之方法，其中：在前述判定工序中判定為前述電流密度大於前述極限電流密度情況下，將從判定時起經過前述指定時間前之時間點的電流密度推定為在前述判定時之極限電流密度。
  14. 如申請專利範圍第11項之方法，其中：在前述判定工序中判定為前述電流密度大於前述極限電流密度時，具有使前述電流密度減少之工序。
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