TWI840246B - 基板固持器、鍍覆裝置、及鍍覆方法 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及基板固持器、鍍覆裝置以及鍍覆方法,上述基板固持器用於保持基板,並使基板與鍍覆液接觸而進行鍍覆,具備:接點(contact),用於與在上述基板的表面形成的種子層接觸並供電;保護電極,具有一材料,該材料相對於上述接點向高電位側偏置(bias)或者具有比上述種子層低的自然電位,前述保護電極與上述種子層直接或者經由導電體電連接;以及固持器主體,具有內部空間,該內部空間在由上述基板固持器保持上述基板的狀態下,以從上述基板固持器的外部密封的狀態將上述基板的外周部、上述接點以及上述保護電極收納,並且對至少將上述保護電極的一部分、以及、上述種子層與上述接點接觸的接觸部位覆蓋的液體進行保持。

Description

基板固持器、鍍覆裝置、及鍍覆方法
本發明涉及基板固持器、鍍覆裝置以及鍍覆方法。
在電鍍中,若由於某些不良情況(基板的凹凸、密封件的劣化等)而發生鍍覆液向基板固持器內的洩漏,則存在種子層因侵入到固持器內部的鍍覆液而腐蝕以及/或者溶解,發生導通不良,導致鍍覆的均勻性降低的情況。
在美國專利第7727366號說明書(專利文獻1)以及美國專利第8168057號說明書(專利文獻2)中,記載了用流體對基板的密封件的一側加壓,防止流體從密封件的相反側侵入。在日本特開2020-117763號公報(專利文獻3)以及日本特開2020-117765號公報(專利文獻4)中,記載了向密封並收納基板的外周部的內部空間注入液體,防止鍍覆液向內部空間侵入,由此防止鍍覆液向基板的外周部及接觸部件析出。
專利文獻1:美國專利第7727366號說明書 專利文獻2:美國專利第8168057號說明書 專利文獻3:日本特開2020-117763號公報 專利文獻4:日本特開2020-117765號公報
即使採取上述專利文獻中記載的技術那樣的對策,根據基板的凹凸、密封件的劣化的程度,也存在鍍覆液侵入內部空間的可能性,但在上述專利文獻中,沒有記載任何針對鍍覆液侵入了內部空間的情況的有效對策。另外,在用液體(純水等)局部覆蓋基板固持器的接點(contact)和基板的種子層而對基板進行鍍覆的濕接觸法中,即使在鍍覆液沒有侵入內部空間的情況下,由於液體中的溶解氧濃度梯度引起的局部電池作用,種子層也有可能腐蝕。
本發明的目的之一在於提供一種抑制基板的種子層的劣化的技術。 另外,本發明的目的之一在於,即使在鍍覆液侵入了基板固持器的被密封的空間的情況下,也抑制鍍膜厚度的均勻性降低。 另外,本發明的目的之一在於提前發現鍍覆液侵入了基板固持器的被密封的空間。
根據本發明的一側面,提供一種基板固持器,該基板固持器用於保持基板,並使基板與鍍覆液接觸而進行鍍覆,具備:接點,用於與在上述基板的表面形成的種子層接觸並供電;保護電極,具有一材料,該材料相對於上述接點向高電位側偏置,或者具有比上述種子層低的自然電位,該保護電極與上述種子層直接或經由導電體電連接;以及固持器主體,具有內部空間,該內部空間在由上述基板固持器保持上述基板的狀態下,以從上述基板固持器的外部密封的狀態將上述基板的外周部、上述接點以及上述保護電極收納,並且對至少將上述保護電極的一部分、以及、上述種子層與上述接點接觸的接觸部位覆蓋的液體進行保持。
以下,參照圖式對本發明的實施方式所涉及的鍍覆裝置1000及鍍覆方法進行說明。此外,圖式是為了容易理解物品的特徵而示意性地圖示的,各構成要素的尺寸比率等不限於與實際的相同。另外,在幾個圖式中,作為參考用,圖示了X-Y-Z的正交坐標。該正交坐標中的,Z方向相當於上方,-Z方向相當於下方(重力作用的方向)。
在本說明書中,「基板」不僅包括半導體基板、玻璃基板、液晶基板、印刷電路基板,還包括磁記錄介質、磁記錄傳感器、反射鏡、光學元件、微機械元件,或者部分製作的積體電路、其他任意的被處理對象物。基板包括包含多邊形、圓形的任意形狀的基板。另外,在本說明書中,有時使用「前表面」、「後表面」、「上表面」、「下表面」、「前」、「後」、「上」、「下」、「左」、「右」等表現,但為了便於說明,這些表示例示的圖式的紙面上的位置、方向,在裝置使用時等實際的配置中有時不同。
(第一實施方式) 圖1是表示本實施方式的鍍覆裝置1000的整體結構的立體圖。圖2是表示本實施方式的鍍覆裝置1000的整體結構的俯視圖。如圖1及圖2所示,鍍覆裝置1000具備裝載埠(load port)100、輸送機械臂(transfer robot)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、旋轉沖洗乾燥模組600、輸送裝置700以及控制模組800。
裝載埠100是用於將收納於未圖示的FOUP等盒(cassette)的晶圓(基板)搬入於鍍覆裝置1000或者從鍍覆裝置1000向盒搬出基板的模組。在本實施方式中,4台裝載埠100沿水平方向排列配置,但裝載埠100的數量及配置是任意的。輸送機械臂110是用於輸送基板的機械臂,構成為在裝載埠100、對準器120以及輸送裝置700之間交接基板。輸送機械臂110及輸送裝置700能夠在輸送機械臂110與輸送裝置700之間交接基板時,經由臨時放置台(未圖示)進行基板的交接。
對準器120是用於使基板的定向平面、凹口等的位置與規定的方向對準的模組。在本實施方式中,2台對準器120沿水平方向排列配置,但對準器120的數量及配置是任意的。預濕模組200通過使純水或脫氣水等處理液潤濕鍍覆處理前的基板的被鍍覆面,將在基板表面形成的圖案內部的空氣置換為處理液。預濕模組200構成為實施通過在鍍覆時將圖案內部的處理液置換為鍍覆液而容易向圖案內部供給鍍覆液的預濕處理。在本實施方式中,2台預濕模組200沿上下方向排列配置,但預濕模組200的數量及配置是任意的。
預浸模組300例如構成為實施利用硫酸、鹽酸等處理液對在鍍覆處理前的基板的被鍍覆面形成的種子層表面等存在的電阻大的氧化膜進行蝕刻除去而對鍍覆基底表面進行清洗或活化的預浸處理。在本實施方式中,2台預浸模組300沿上下方向排列配置,但預浸模組300的數量及配置是任意的。鍍覆模組400對基板實施鍍覆處理。在本實施方式中,沿上下方向排列3台且沿水平方向排列4台而配置的12台鍍覆模組400的組件為兩組,合計設置有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構成為為了除去鍍覆處理後的基板上殘留的鍍覆液等而對基板實施清洗處理。在本實施方式中,2台清洗模組500沿上下方向排列配置,但清洗模組500的數量及配置是任意的。旋轉沖洗乾燥模組600是用於使清洗處理後的基板高速旋轉而使其乾燥的模組。在本實施方式中,2台旋轉沖洗乾燥模組600沿上下方向排列配置,但旋轉沖洗乾燥模組600的數量及配置是任意的。輸送裝置700是用於在鍍覆裝置1000內的複數個模組之間輸送基板的裝置。控制模組800構成為控制鍍覆裝置1000的複數個模組,例如能夠由具備與操作人員之間進行輸入輸出的輸入輸出介面的一般的計算機或專用計算機構成。
對鍍覆裝置1000進行的一系列鍍覆處理的一個例子進行說明。首先,將收納於盒的基板搬入於裝載埠100。接著,輸送機械臂110從裝載埠100的盒取出基板,並將基板輸送至對準器120。對準器120使基板的定向平面、凹口等的位置與規定的方向對準。輸送機械臂110將由對準器120對準了方向的基板交接給輸送裝置700。
輸送裝置700將從輸送機械臂110接收到的基板輸送給預濕模組200。預濕模組200對基板實施預濕處理。輸送裝置700將實施了預濕處理的基板輸送給預浸模組300。預浸模組300對基板實施預浸處理。輸送裝置700將實施了預浸處理的基板輸送給鍍覆模組400。鍍覆模組400對基板實施鍍覆處理。
輸送裝置700將實施了鍍覆處理的基板輸送給清洗模組500。清洗模組500對基板實施清洗處理。輸送裝置700將實施了清洗處理的基板輸送給旋轉沖洗乾燥模組600。旋轉沖洗乾燥模組600對基板實施乾燥處理。輸送裝置700將實施了乾燥處理的基板交接給輸送機械臂110。輸送機械臂110將從輸送裝置700接收到的基板輸送給裝載埠100的盒。最後,將收納有基板的盒從裝載埠100搬出。
此外,在圖1、圖2中說明的鍍覆裝置1000的結構只不過是一個例子,鍍覆裝置1000的結構不限定於圖1、圖2的結構。
(鍍覆模組的結構) 接著,對鍍覆模組400進行說明。此外,本實施方式所涉及的鍍覆裝置1000所具有的複數個鍍覆模組400具有相同的結構,因此對一個鍍覆模組400進行說明。
圖3是用於說明本實施方式所涉及的鍍覆裝置1000的鍍覆模組400的結構的示意圖。本實施方式所涉及的鍍覆裝置1000及鍍覆模組400是被稱為面朝下式、杯式或臥式的類型的鍍覆裝置及鍍覆模組。本實施方式所涉及的鍍覆裝置1000的鍍覆模組400主要具備鍍覆槽10、也被稱為鍍覆頭的基板固持器30、旋轉機構40、傾斜機構45以及升降機構46。但是,也可以省略傾斜機構45。
本實施方式所涉及的鍍覆槽10由在上方具有開口的有底容器構成。鍍覆槽10具有底壁和從該底壁的外周緣向上方延伸的外周壁,該外周壁的上部開口。在鍍覆槽10的內部存積有鍍覆液Ps。在本實施方式中,鍍覆槽10具有圓筒形狀。
作為鍍覆液Ps,只要是含有構成鍍膜的金屬元素的離子的溶液即可,其具體例沒有特別限定。在本實施方式中,作為鍍覆處理的一個例子,使用鍍銅處理,作為鍍覆液Ps的一個例子,使用硫酸銅溶液。另外,在本實施方式中,在鍍覆液Ps中含有規定的添加劑。但是,不限定於該結構,鍍覆液Ps也能夠形成為不含添加劑的構成。
在鍍覆槽10的內部配置有陽極16。陽極16的具體種類沒有特別限定,能夠使用溶解性陽極、不溶解性陽極。在本實施方式中,作為陽極16,使用不溶解性陽極。該不溶解性陽極的具體種類沒有特別是限定,能夠使用鉑、氧化銥等。
在鍍覆槽10的外側設置有由有底容器構成的溢流槽20。溢流槽20暫時存積超過鍍覆槽10的上端的鍍覆液Ps。在一個例子中,溢流槽20的鍍覆液Ps從溢流槽20用的排出口(未圖示)排出,暫時存積於貯槽(未圖示)後,再次返回到鍍覆槽10。
在鍍覆槽10的內部的比陽極16靠上方配置有多孔質的電阻體17。具體而言,電阻體17由具有複數個孔(細孔)的多孔質的板部件構成。比電阻體17靠下方側的鍍覆液Ps能夠經過電阻體17,流動至比電阻體17靠上方側。該電阻體17是為了實現在陽極16與基板Wf之間形成的電場的均勻化而設置的部件。通過將這樣的電阻體17配置在鍍覆槽10中,能夠容易地實現在基板Wf形成的鍍膜(鍍層)的膜厚的均勻化。此外,電阻體17在本實施方式中不是必須的結構,本實施方式也能夠形成為不具備電阻體17的結構。
基板固持器30是保持作為陰極的基板Wf的部件。具體而言,基板固持器30配置於比陽極16靠上方(在本實施方式中,還比電阻體17靠上方)。基板固持器30將基板Wf保持為基板Wf的下表面Wfa與陽極16、電阻體17對置。此外,基板Wf的下表面Wfa相當於被鍍覆面。
本實施方式所涉及的基板固持器30具備第一保持部件31、第二保持部件32、接點50以及密封部件55。有時將第一保持部件31及第二保持部件32統稱為固持器主體。基板固持器30以由第一保持部件31及第二保持部件32夾持基板Wf的方式保持基板Wf。第一保持部件31保持基板Wf的上表面。第二保持部件32保持基板Wf的下表面Wfa的外周部,且具有供基板Wf的被鍍覆面露出的開口。具體而言,本實施方式所涉及的第二保持部件32隔著密封部件55保持基板Wf的下表面Wfa的外周部。在基板固持器30保持基板Wf時,密封部件55緊貼於基板Wf,形成保護接點50及基板Wf的接觸區域(contact area)(基板外周部的與接點50接觸的區域)免受鍍覆液的影響的密封空間(內部空間)33。
基板固持器30與旋轉機構40的旋轉軸41連接。旋轉機構40是用於使基板固持器30旋轉的機構。作為旋轉機構40,能夠使用馬達等公知的機構。傾斜機構45是用於使旋轉機構40及基板固持器30傾斜的機構。作為傾斜機構45,能夠使用活塞缸等公知的傾斜機構。升降機構46由沿上下方向延伸的支軸47支承。升降機構46是用於使基板固持器30、旋轉機構40以及傾斜機構45在上下方向升降的機構。作為升降機構46,能夠使用直動式的致動器等公知的升降機構。
基板固持器30的接點50經由基板固持器30內的布線(母線(bus bar)等)與直流電源90的負極連接,陽極16經由布線與直流電源90的正極連接。通過直流電源90,在基板Wf與陽極16之間,經由鍍覆液Ps,流動有直流電流或脈衝電流作為鍍覆電流。直流電源90是被恆電流驅動的電源。
在執行鍍覆處理時,旋轉機構40使基板固持器30旋轉,並且升降機構46使基板固持器30向下方移動,使基板Wf浸漬於鍍覆槽10的鍍覆液Ps。另外,這樣,在使基板Wf浸漬於鍍覆液Ps時,傾斜機構45也可以根據需要使基板固持器30傾斜。接著,通過直流電源90,使電經由鍍覆液Ps在陽極16與基板Wf之間流動。由此,在基板Wf的下表面Wfa形成鍍膜。
鍍覆模組400的動作由控制模組800控制。控制模組800具備微型計算機,該微型計算機具備作為處理器的CPU(Central Processing Unit:中央處理器)801、作為非暫時性存儲介質的存儲部802等。控制模組800基於存儲於存儲部802的程式的指令,使CPU801進行動作,由此控制鍍覆模組400的被控制部。程式例如包括執行輸送機械臂、輸送裝置的輸送控制、各處理模組中的處理的控制、鍍覆模組中的鍍覆處理的控制、清洗處理的控制的程式、檢測各種設備的異常的程式。存儲介質能夠包括非易失性以及/或者易失性的存儲介質。作為存儲介質,例如可以使用計算機可讀取的ROM、RAM、閃存等存儲器或硬盤、CD-ROM、DVD-ROM或軟盤等盤狀存儲介質等公知的存儲介質。控制模組800構成為能夠與統一控制鍍覆裝置及其他相關聯裝置的未圖示的上位控制器進行通信,能夠在與上位控制器所具有的數據庫之間進行數據的交換。控制模組800的一部分或全部功能也能夠由ASIC等硬體構成。控制模組800的一部分或全部功能也可以由PLC、定序器等構成。控制模組800的一部分或全部能夠配置在鍍覆裝置的殼體的內部以及/或者外部。控制模組800的一部分或全部通過有線以及/或者無線的方式與鍍覆裝置的各部可通信地連接。
(基板固持器) 圖4是示意性地放大示出基板固持器30的一部分(圖3的A1部分)的剖視圖。參照圖3及圖4,在本實施方式所涉及的基板固持器30配置有與基板Wf的下表面Wfa的外周部的接觸區域接觸而對基板Wf供電的接點50。具體而言,本實施方式所涉及的接點50配置於基板固持器30的第二保持部件32。本實施方式所涉及的接點50在基板固持器30的周向(具體而言第二保持部件32的周向)上配置複數個。各接點50具備複數個(例如四個)被稱為指狀物的板狀電極。複數個接點50在基板固持器30的周向上均等地配置。此外,複數個接點50的數量沒有特別限定,在本實施方式中,作為一個例子為12個。複數個接點50與直流電源90(圖3)電連接,將從直流電源90供給的電提供給基板Wf(更詳細而言,在基板Wf的下表面Wa形成的種子層Sd)。
如圖3及圖4所示,本實施方式所涉及的鍍覆模組400具備用於抑制鍍覆槽10的鍍覆液Ps與接點50接觸的密封部件55。密封部件55具有唇部55A,該唇部55A設置為朝向基板側突出,唇部55A與基板Wf的下表面Wfa接觸。具體而言,本實施方式所涉及的密封部件55的唇部55A配置於比接點50靠內側(基板固持器30的徑向上內側),在基板Wf被保持於基板固持器30時,被夾持在基板固持器30的第二保持部件32與基板Wf的下表面Wfa之間。在該例子中,唇部55A設置在密封部件55的徑向內側的端部附近。密封部件55例如具有環形狀,使得沿著基板Wf的外周部。鍍覆模組400具備這樣的密封部件55,由此在基板Wf被浸漬於鍍覆液Ps的情況下,能夠有效地抑制鍍覆液Ps與接點50接觸。
如圖4所示,基板固持器30的第二保持部件32具備外周壁32A和在外周壁32A的下端附近向徑向內側突出的基板承接部32B。密封部件55設置於基板承接部32B。第二保持部件32是保持密封部件55的部件,因此也被稱為密封環固持器(seal ring holder)(SRH)。此外,第二保持部件32也可以是組裝複數個部件而成的結構。例如,外周壁32A和基板承接部32B也可以分體地設置,並相互結合。唇部55A與基板Wf接觸,如圖3所示,在基板固持器30內形成密封空間(內部空間)33,遮蔽/保護接點50與基板Wf(後述的接觸區域的種子層Sd)的接觸部位免受鍍覆液Ps的影響。
在本實施方式中,其特徵在於,如圖4所示,在用液體60覆蓋接點50的與基板Wf接觸的接觸部分(在該例子中為末端部)的狀態下,對基板Wf實施鍍覆處理。液體60能夠為純水、脫氣水、其他液體(預濕、預浸、清洗等處理中使用的液體)。具體而言,設置在鍍覆處理後,能夠在不將接點50從裝置取下的情況下澆上純水的清洗噴嘴71(參照圖6)、和接收清洗排液的液體承接托盤72,在液體承接托盤72以及/或者排出清洗排液的清洗配管73內配置測定清洗排液的導電率(電導率)的電導率計74,根據清洗排液的電導率測定接點50的清洗度。在電導率低於通過實驗等決定的規定的閾值時,停止從清洗噴嘴71供給清洗液。由此,能夠用電導率被管理為小於規定的閾值的液體60覆蓋接點50與基板Wf(種子層Sd)的接觸部位。液體60的電導率對應於電流不經由液體60在內部空間33內的導電部件之間流動的電絕緣性能。但是,在使用後述的保護電極的情況下,也可以是允許防蝕電流在種子層、接點等導電部件與保護電極之間流動的程度的電導率。如圖4所示,即使在沒有將基板Wf設置於密封環固持器的情況下,也優選接點50的末端始終被液體60覆蓋。由此,即使在由於反復使用接點而來自種子層Sd的金屬附著於接點末端的情況下,也能夠通過後述的保護電極,使接點末端相對於保護電極始終向低電位側偏置,由此能夠抑制附著於接點末端的金屬被氧化,能夠使接觸電阻長期穩定。
在鍍覆處理時,在接點50與基板Wf的接觸部位被電導率小於規定閾值的液體60(例如,純水)覆蓋的狀態下,使電流在接點50與基板Wf之間流動。在本實施方式中,能夠將用於包覆接點50的與基板Wf接觸的接觸部分的液體60保持於基板承接部32B。另外,在本實施方式中,密封部件55(在圖4的例子中為唇部55A)起到抑制或防止液體60向徑向內側滴下的作用。另外,在基板承接部32B的外周側,外周壁32A起到限制液體60的移動的作用。因此,基板固持器30的基板承接部32B、密封部件55以及外周壁32A也能夠構成保持液體60的容器部/存積部(但是,液體60也可以不與外周壁32A接觸)。即,基板固持器30在內部空間33具有保持液體60的容器部/存積部。
在申請人進行的實驗中,在本實施方式的構成中,來自清洗噴嘴71的純水供給為13mL以上,在此期間至少使基板固持器30旋轉一周,向接點50均勻地供給純水。13mL的液量是將接點50的一個指狀物的與基板Wf(種子層Sd)接觸的接觸部位完全潤濕所需的純水的液量以12個接點的量(基板Wf1一周的量)相加而得到的值,換言之,是基板固持器30的所有接點50的與基板Wf接觸的接觸部位完全潤濕所需的純水的液量。根據申請人進行的實驗可知:當使液體(包覆液)60的電導率為50μS/cm以下時,不會對基板Wf的種子層Sd造成損傷(參照國際專利申請號第2021/038404號)。即,其特徵在於,在接點50的清洗後,不用甩掉附著於接點50的液體(例如,純水),將電導率被管理在規定閾值以下的清洗液直接用作下一基板處理用的接點·基板接觸部位的包覆液(包覆水)。由此,能夠省去使接點乾燥的麻煩,並且能夠防止在接點50及基板Wf不完全潤濕的狀態下進行鍍覆處理。 另外,在申請人進行的其他實驗中,可知在設置後述的種子層防腐蝕用的保護電極的情況下,即使使液體60的電導率在1000μS/cm以下的範圍內上升,也不會對基板Wf的種子層Sd造成損傷。因此,通過設置後述的保護電極,能夠大幅度地放寬包覆液的電導率的管理。另外,可知由於鍍覆前的除渣(de-scum)處理等的影響,在使用種子層表面被厚的氧化膜覆蓋的某種特定的基板的情況下,即使電導率為50μS/cm以下,也存在腐蝕進行得比通常嚴重的情況。這可以認為是,在使接點50與種子層Sd接觸時,通過以一定以上的力按壓接點,削掉種子層表面的氧化膜及種子層的一部分,使金屬表面露出,由此減小接觸電阻,但在種子層表面被厚的氧化膜覆蓋的情況下,腐蝕部位僅集中於金屬表面露出的接點附近,腐蝕進行得比通常嚴重。即使在這樣的情況下,通過設置後述的保護電極,也能夠有效地抑制腐蝕。 在使用後述的保護電極的情況下,液體60的電導率的範圍被大幅度地緩和,因此也可以省略使用電導率計等的液體60的電導率的管理。
另外,在本實施方式中,使在預濕處理等預處理中潤濕的基板Wf的接觸區域(與接點50接觸的區域)不乾燥,直到鍍覆結束。由此,能夠抑制或防止以下的不良狀況。若使在預處理中潤濕的基板的接觸區域乾燥,則水會漏到周圍的圖案開口內,有可能在鍍覆中在圖案開口內殘留氣泡而發生該部分未被鍍覆的異常,另外,不完全乾燥的基板的接觸區域的種子層表面有可能氧化而發生導通不良。另外,若基板的種子層與接點的接觸部位不完全潤濕,則種子層Sd有可能因由溶解氧引起的局部電池作用以及/或者分流電流(在接點50與基板Wf的種子層Sd的接觸部位以外,在接點50與種子層Sd之間經由液體流動的分流)而溶解,產生供電偏差,使鍍膜厚度的面內均勻性降低。
(種子層腐蝕的原理) 圖20是說明由溶解氧引起的局部電池效果所造成的種子層的溶解的說明圖。考慮在充滿空氣的密封空間33(圖3)中鍍覆液混入液體Q的情況。此時,如該圖所示,空氣中的氧O 2溶入液體Q,種子層Sd的Cu將電子傳遞給O 2,O 2成為OH ,並且Cu成為Cu 2 ,產生溶出到液體Q中的局部電池的作用,種子層Sd溶解。通過該反應,Cu從種子層Sd溶出,種子層Sd變薄,種子層Sd的電阻增加,存在產生供電偏差的可能性。該現象起因於氣液界面距種子層Sd近。另外,當種子層Sd的電阻值因由局部電池作用引起的種子層Sd的腐蝕而變高時,也容易發生由後述的分流電流引起的種子層Sd的溶解,種子層Sd的溶解進一步進行。
圖21是說明由分流電流引起的種子層的溶解的說明圖。圖22是說明分流電流的等效電路圖。在圖中,I total是流過接點的電流的總和,I cw是經由種子層與接點的接觸部位流動的電流,I shunt是分流電流。R contact是接點50與種子層Sd之間的接觸電阻,R wafer是種子層Sd的電阻,R dissolution是分流電流路徑的種子層側的溶解部位的電阻,R deposition是分流電流路徑的接點側的析出部位的電阻,R electrolyte表示鍍覆液的電阻。
在密封空間33內接點50與種子層Sd的接觸部位被電導率高的液體Q(例如,鍍覆液或者混入有鍍覆液的液體)覆蓋的情況下,當種子層Sd的電阻R wafer以及/或者接點50與種子層Sd之間的接觸電阻R contact高時,由於液體Q中的離子導電、和種子層Sd表面及接點50的表面上的氧化還原反應,產生從種子層Sd經由液體Q流向接點50的分流電流I shunt(通過接觸部位的電流I cw的分流)。分流電流I shunt通過在種子層Sd的表面上,Cu成為Cu 2 並溶化到液體Q中,液體Q中的Cu 2 在接點50的表面上成為Cu而流動。因此,當產生分流電流時,種子層Sd的Cu溶解,種子層Sd變薄,種子層Sd的電阻增加,存在產生供電偏差的可能性。在種子層Sd的電阻值由於上述局部電池作用而局部增大的情況下,也產生該分流電流。
如上所述,通過用電導率為50μS/cm以下的液體覆蓋接點-種子層之間的接觸部位,能夠有效地抑制由局部電池作用以及/或者分流電流引起的種子層的腐蝕(溶解)。另外,通過使用保護電極(後述),即使將覆蓋接點-種子層之間的接觸部位的包覆液體的電導率增加至1000μS/cm,也能夠有效地抑制由局部電池作用以及/或者分流電流引起的種子層的腐蝕(溶解)。
圖5、圖6是說明鍍覆裝置的控制方法的流程的說明圖。參照這些圖,對本實施方式所涉及的鍍覆裝置的控制方法進行說明。
在步驟S11中,在預濕模組200中,對在被鍍覆面設置有種子層Sd的基板Wf實施預濕處理。在預濕處理中,通過利用純水或脫氣水等處理液Lp1潤濕鍍覆處理前的基板的被鍍覆面,將在基板表面形成的抗蝕劑圖案Rp內部的空氣置換為處理液Lp1。預濕處理後的基板Wf被處理液Lp1潤濕,基板Wf的表面的抗蝕劑圖案Rp的開口內被處理液Lp1充滿(圖5)。
在步驟S12中,在預浸模組300中,對基板Wf實施預浸處理。此外,有時也省略預浸處理。在預浸處理中,例如利用硫酸、鹽酸等處理液Lp2對在鍍覆處理前的基板Wf的被鍍覆面形成的種子層Sd表面等存在的電阻大的氧化膜進行蝕刻除去而對鍍覆基底表面進行清洗或活化。此外,在預浸處理後,也可以利用純水或脫氣水等處理液Lp3清洗基板Wf。預浸處理後的基板Wf被處理液Lp2(或者Lp3)潤濕,基板Wf的表面的抗蝕劑圖案Rp的開口內被處理液Lp2(或者Lp3)充滿(圖5)。在以下的說明中,有時將處理液Lp1、Lp2,、Lp3統稱為處理液Lp。
在步驟S13中,將輸送至鍍覆模組400的基板Wf安裝於也被稱為鍍覆頭的基板固持器30。此時,如圖5所示,基板Wf被處理液Lp(Lp1、Lp2或Lp3)潤濕。基板固持器30的接點50的接觸部51被在後述的步驟S15以及/或者S17的清洗處理中供給的液體60的包覆液覆蓋。此外,接點50的接觸部51表示接點50與基板Wf的種子層Sd接觸的部分(在該例子中為接點50的末端部)。
在步驟S14中,使保持於基板固持器30的基板Wf浸漬於鍍覆槽10內的鍍覆液Ps,對基板Wf實施鍍覆處理。此外,在圖5的步驟S14中,省略了基板Wf的抗蝕劑圖案Rp。此時,基板固持器30的接點50與基板Wf的接觸部位以及保護電極(後述)的一部分被液體60包覆。
在步驟S15中,在鍍覆處理後,使基板固持器30上升到鍍覆槽10的鍍覆液Ps的液面上方,利用從清洗液噴嘴61供給的清洗液,用清洗液清洗基板Wf的被鍍覆面(圖6)。此時,也可以使基板固持器30以及/或者清洗液噴嘴61旋轉,將清洗液均勻地施加於基板Wf。通過該清洗處理,能夠回收附著於基板Wf的鍍覆液,並適當再利用,以及/或者通過潤濕基板Wf的被鍍覆面,能夠防止被鍍覆面乾燥。清洗液例如能夠是純水、脫氣水、其他液體(預濕、預浸、清洗等處理中使用的液體)。在清洗中使用後的清洗液被回收到配置在基板Wf的下方的液體承接托盤62,並經由排液配管63排出。也可以在液體承接托盤62以及/或者排液配管63設置電導率計64,測定所回收的清洗液(純水)的電導率。另外,也可以在對所回收的清洗液進行濃度調整後或者不進行濃度調整,使其返回到鍍覆槽10並再利用。清洗噴嘴61及液體承接托盤62例如能夠構成為在基板固持器30上升時,移動到基板固持器30的下方,並且在清洗處理後能夠從基板固持器30的下方退避。
在步驟S16中,從基板固持器30取下基板Wf。取下的基板Wf依次被輸送至清洗模組500、旋轉沖洗乾燥模組600,實施清洗處理及乾燥處理後,被輸送至裝載埠100的盒(步驟S18)。
在步驟S17中,利用從清洗噴嘴71供給的規定量的清洗液60對將基板Wf取下後的基板固持器30的接點50及密封部件55進行清洗。此時,使基板固持器30至少旋轉一周,向接點50均勻地供給純水。此外,如果向接點50至少供給一次純水,則也可以使清洗噴嘴71旋轉,也可以使基板固持器30及清洗噴嘴71雙方旋轉。在本實施方式中,通過使基板Wf側和基板固持器30側雙方潤濕,能夠保證用足夠量的水包覆接點50與基板種子層Sd的接點部分。清洗液60例如能夠為純水、脫氣水、其他液體(預濕、預浸、清洗等處理中使用的液體)。在清洗中使用後的清洗液60被回收到配置在基板Wf的下方的液體承接托盤72,並經由排液配管73排出。在液體承接托盤72以及/或者排液配管73設置有電導率計74,利用電導率計74測定所回收的清洗液(純水)的電導率。將由電導率計74測定出的電導率提供給控制模組800。控制模組800判別所測定出的清洗液的電導率是否小於閾值。控制模組800在判定為清洗液的電導率為閾值以上的情況下,繼續進行清洗處理。另一方面,控制模組800在判定為清洗液的電導率小於閾值的情況下,返回到步驟S13,待機到下一基板Wf被搬入於鍍覆模組400,將下一基板Wf安裝於基板固持器30。
反復進行以上的處理,對複數張基板Wf依次實施鍍覆處理。此外,在對最初的基板Wf進行鍍覆處理時,或者在自將之前進行了鍍覆處理的基板Wf從鍍覆模組400取出的時刻起經過了一定時間的情況下,存在基板固持器30的接點50的接觸部51乾燥或者不完全乾燥的可能性。另外,若從清洗完成時起經過時間,則大氣中的二氧化碳逐漸溶解到基板固持器上的清洗液中,導電率增大,也有可能超過閾值。在這樣的情況下,在對基板Wf進行鍍覆處理前,實施步驟S17的處理,用液體60覆蓋基板固持器30的接點50的接觸部51,然後,在步驟S13中將潤濕的基板Wf安裝於基板固持器30。
在本實施方式中,如圖6所示,能夠將用於包覆接點50的與基板Wf接觸的接觸部分的液體60保持於基板承接部32B。另外,在本實施方式中,密封部件55(唇部55A)起到抑制或防止液體60向徑向內側滴下的作用。另外,在基板承接部32B的外周側,外周壁32A起到限制液體60的移動的作用。因此,基板固持器30的基板承接部32B、密封部件55以及外周壁32A也能夠構成保持液體60的容器部/存積部(但是,液體60也可以不與外周壁23A接觸)。即,密封空間(內部空間)33具備保持液體60的容器部/存積部。換言之,固持器主體(第一保持部件31、第二保持部件32)具備保持液體60的容器部/存積部或者密封空間(內部空間)33。
(保護電極) 通過實驗可知:在基板固持器30的密封空間33內,在至少將接點50與種子層Sd的接觸部位浸入液體的狀態下,實施基板Wf的鍍覆(濕接觸法)中,如上所述,如果將液體(例如,純水)的電導率管理在50μS/cm以下,則能夠抑制局部電池作用及分流電流,從而能夠抑制或防止種子層Sd的腐蝕。在本實施方式的結構中,可知通過進一步設置後述的保護電極(也稱為防蝕電極),即使將覆蓋接點50的液體的電導率擴大到1000μS/cm以下的範圍,也能夠抑制或防止基板Wf的種子層Sd的腐蝕。即,在濕接觸法中,通過將保護電極238A、238B(圖7、圖9)浸入液體中並配置在種子層Sd的附近,即使在液體的電導率較高的情況(包括鍍覆液少量侵入到密封空間的情況)下,也能夠有效地抑制種子層Sd的腐蝕。
(外部電源型) 圖7是示意性地放大示出具有一個例子所涉及的保護電極238A的基板固持器30的一部分的剖視圖。圖8是具有一個例子所涉及的保護電極238A的基板固持器30的第二保持部件32的俯視圖。在該例子中,通過將保護電極238A相對於種子層Sd向高電位側偏置,使保護電極238A作為陽極發揮功能,使種子層Sd作為陰極發揮功能,抑制種子層Sd的腐蝕。在該圖中,接點50以經由配置在基板固持器30內的母線49被供電的結構示出。
在本實施方式中,保護電極238A在與接點50之間隔著絕緣用的隔離件239配置。隔離件239是用於使保護電極238A與接點50之間電絕緣的結構。如果以能夠確保保護電極238A與接點50之間的電絕緣的方式將兩者分離配置,則也可以省略隔離件239,也可以利用其他任意的方法確保兩者的電絕緣。此外,為了在基板固持器30的內部空間33這樣的受限制的空間中確保保護電極238A與接點50之間的電絕緣,利用隔離件239的分離是有效的。
(外部電源型,不溶解性的保護電極) 保護電極238A例如是由自然電位(標準電極電位)比種子層Sd的材料大(高)的材料形成的或者被這樣的材料塗覆的不溶解性的電極。自然電位比種子層Sd的材料大的材料是指在種子層Sd及保護電極238A被浸入液體60中的狀態下,比種子層Sd難以成為陽極(容易成為陰極)的材料。另外,保護電極238A的材料優選為在向高電位側偏置時,由於電極反應而產生氧時的氧過電壓不會過大,材料成分不會溶出或腐蝕的穩定的材料。保護電極238A的材料能夠使用通常用作氧產生用的不溶解性電極的材料,例如能夠為Pt、Pt/Ti、Pt/SUS、IrO2/Ti。
從抑制種子層Sd的腐蝕的觀點出發,保護電極238A優選配置在腐蝕的可能性高的基板Wf的外周部(邊緣部)的種子層Sd(接觸區域)的附近,如圖8所示,實質上設置在與基板Wf的邊緣整周對置的位置。保護電極238A與基板Wf的邊緣之間的距離例如優選為10mm以下。在該圖中,保護電極238A遍及基板Wf的邊緣整周(基板固持器30的整周)連續地形成,但也可以分割設置為與接點50的各塊對應。此外,基板Wf的外周部(邊緣部)例如是指在基板Wf被基板固持器30保持時,配置在密封空間33內的基板的部分。
如圖7所示,保護電極238A配置為其至少一部分與液體60接觸或者浸漬於液體60。另外,保護電極238A與直流電源236的正極連接,接點50(種子層Sd)經由母線49與直流電源236的負極連接。由此,通過將保護電極238A相對於種子層Sd向高電位側偏置,使保護電極238A作為陽極發揮功能,使種子層Sd作為陰極發揮功能,從而抑制種子層Sd中Cu的氧化反應,抑制種子層Sd的腐蝕(溶解)。直流電源236是被恆電壓驅動或恆電流驅動的偏置用的電源,只要能夠在保護電極238A與種子層Sd之間施加2V左右的電壓即可。在一個例子中,直流電源236能夠使用1.5V的乾電池。作為直流電源,也能夠使用通常用於電鍍裝置等的穩壓電源。能夠對穩壓電源預先設定上限電壓值及上限電流值,在上限電流值以下進行恆電壓驅動,在達到上限電流值時切換為恆電流驅動。由此,在由於鍍覆液的洩漏等,液體60的電導率急劇上升時,能夠防止超過必要的電流流過。保護電極238A相對於種子層Sd的電壓優選為充分大於種子層Sd與保護電極238A的自然電位之差的電壓。例如,硫酸銅鍍覆液(銅為50g/L、硫酸為100g/L、氯為50mg/L)的0.1%稀釋液(電導率為約1000μS/cm)中的銅與鉑的自然電位之差為約0.5V,因此在種子層Sd的材質為銅,保護電極238A的材質為鉑的情況下,優選施加充分大於0.5V的電壓。
圖11是說明利用保護電極防止種子層腐蝕的原理的說明圖。利用不溶解性的保護電極238A防止腐蝕的機理如下。在液體60中,在保護電極238A的附近,發生2H 2O→O 2+4H +4e(水的分解)的氧化反應。另一方面,在液體60中,在種子層Sd的附近,產生O 2+4H +4e→2H 2O(水的生成)、2H +2e→H 2(氫的生成)、Cu 2 +2e→Cu(鍍覆液混入液體60中的情況)的還原反應。這樣,通過保護電極238A抑制或防止種子層Sd的腐蝕。
即,即使在液體60產生溶解氧濃度的梯度(圖20),通過使保護電極238A作為陽極發揮功能,使種子層Sd作為陰極發揮功能,也能夠抑制種子層Sd中Cu的氧化反應,能夠抑制或防止由局部電池作用引起的種子層Sd的腐蝕。因此,能夠抑制或防止種子層Sd的腐蝕,能夠抑制或防止鍍膜厚度的均勻性的降低。
另外,即使由於鍍覆液向內部空間33的洩漏而導致在液體60中混入了鍍覆液,通過使保護電極238A作為陽極發揮功能,使種子層Sd作為陰極發揮功能,也能夠抑制種子層Sd中Cu的氧化反應,能夠抑制或防止由局部電池作用(圖20)及分流電流(圖21)引起的種子層Sd的腐蝕。因此,能夠抑制或防止種子層Sd的腐蝕,能夠抑制或防止鍍膜厚度的均勻性的降低。另外,當在種子層Sd表面存在氧化膜的情況下,通過在保護電極238A-接點50之間施加足夠大的電壓(例如4V以上),也能夠將氧化膜還原為金屬。由此,即使在使用種子層表面被厚的氧化膜(例如厚度50nm)覆蓋的特定的基板的情況下,也能夠使接觸電阻穩定,並且能夠防止種子層的腐蝕集中在接點附近,因此能夠更有效地抑制種子層的腐蝕。例如,在使用這樣的基板的情況下,也能夠在鍍覆前或者鍍覆開始初期施加大的電壓來還原種子層表面的氧化膜,然後,降低至足以防止種子層的腐蝕的電壓來進行鍍覆處理。另外,與種子層表面的氧化膜同樣,即使在接點末端存在氧化膜的情況下,也能夠還原為金屬。例如,在由於長期的使用,來自種子層的金屬附著於接點末端並氧化的情況下是有效的。該操作在不存在基板Wf的情況下也能夠執行,因此能夠在不進行鍍覆處理的空轉時等實施。通過還原接點末端的氧化膜,能夠改善因氧化膜形成而變大的接觸電阻。
(外部電源型,溶解性的保護電極) 作為保護電極238A的材料,也可以使用自然電位(標準電極電位)與種子層Sd的材料相同程度的材料。在該情況下,通過直流電源236將保護電極238A相對於種子層Sd向高電位側偏置,由此使保護電極238A優先於種子層Sd溶解,使保護電極238A作為犧牲電極(溶解性的電極)發揮功能。保護電極238A的材料例如能夠是與種子層Sd相同的材料。保護電極238A的材料能夠使用與鍍覆金屬相同材料的導電體,例如,與溶解性陽極同樣,能夠使用由含磷銅構成的電極。此外,作為保護電極238A的材料,也可以使用具有比種子層Sd小(低)的自然電位的材料。在該情況下,可以認為保護電極238A更容易溶解,作為犧牲電極的功能提高。
利用溶解性的保護電極238A防止腐蝕的機理如下。如圖11所示,在液體60中,在溶解性的保護電極238A的附近,發生M→M n +ne(例如,Cu→Cu n +ne)的氧化反應。另一方面,在液體60中,在種子層Sd的附近,產生O 2+4H +4e→2H 2O(水的生成)、2H +2e→H 2(氫的生成)、Cu 2 +2e→Cu的還原反應。這樣,溶解性的保護電極238A優先於種子層Sd的Cu溶解,能夠抑制或防止種子層Sd的腐蝕。
即,即使在液體60產生溶解氧濃度的梯度(圖20),通過溶解性的保護電極238A優先於種子層Sd溶解,也能夠抑制或防止由局部電池作用引起的種子層Sd的腐蝕。因此,能夠抑制或防止種子層Sd的腐蝕,能夠抑制或防止鍍膜厚度的均勻性的降低。
另外,即使由於鍍覆液向內部空間33的洩漏而導致在液體60中混入了鍍覆液,通過溶解性的保護電極238A優先於種子層Sd溶解,也能夠抑制或防止由局部電池作用(圖20)及分流電流(圖21)引起的種子層Sd的腐蝕。因此,能夠抑制或防止種子層Sd的腐蝕,能夠抑制或防止鍍膜厚度的均勻性的降低。
(洩漏檢測) 在不溶解性及溶解性的保護電極238A的任一個中,也可以在直流電源236A內或者來自直流電源236A的布線上設置電流檢測器237。在該狀態下,控制模組800監視在保護電極238A與接點50(或母線49)之間流動的電流或者它們之間的電阻。在保護電極238A與接點50(或母線49)之間流動的電流相當於在內部空間33內的液體60中流動的電流。保護電極238A與接點50(母線49)之間的電阻相當於內部空間33內的液體60的電阻。
直流電壓向保護電極238A的施加以及電流(電阻)的檢測由控制模組800控制。控制模組800通過電流檢測器237取得在保護電極238A流動的電流(在內部空間33的液體60中流動的電流),並基於該電流來檢測鍍覆液向內部空間33的洩漏。取而代之或者在此基礎上,控制模組800取得在保護電極238A流動的電流,根據保護電極238A與接點50(母線49)之間的電壓和檢測出的電流,計算液體60的電阻值,並基於電阻值檢測洩漏。
在沒有發生鍍覆液向內部空間33的洩漏的情況下,由於內部空間33內的液體60的電阻極高,因此在保護電極238A與接點50(母線49)之間不流過電流,或者伴隨著水的分解·生成反應、氫的生成反應的防蝕電流從保護電極238A流向接點50(母線49),但與在鍍覆液洩漏時流過的電流相比非常小。另一方面,當發生洩漏時,在液體60中混入鍍覆液,液體60的電阻下降,在保護電極238A與接點50(母線49)之間流動有電流(或者電流增加)。這樣,通過保護電極238A,能夠檢測鍍覆液向內部空間33內的洩漏。
在該結構中,通過監視保護電極238A與接點50(母線49)之間的電流(電阻),能夠提前檢測鍍覆液向內部空間33洩漏的有無。因此,即使發生了鍍覆液的洩漏,也能夠通過保護電極238A提前檢測鍍覆液的洩漏,提前檢測基板固持器30的異常及密封件的更換時期。另外,萬一發生種子層Sd可能會腐蝕的量的鍍覆液的洩漏,也如上所述通過保護電極238A抑制Cu的溶解,因此抑制或防止種子層的腐蝕。因此,能夠提前檢測鍍覆液的洩漏,從而能夠抑制或防止鍍膜厚度的均勻性的降低。也能夠將保護電極238A以與接點50的各塊對應的方式分割成複數個來配置,將每一個與單獨的直流電源236及電流檢測器237連接,進行直流電壓的施加和鍍覆液的洩漏檢測。由此,能夠在一定程度上特定發生鍍覆液的洩漏時的發生部位,並且通過單獨地控制流過各塊的防蝕電流,即使在發生鍍覆液的洩漏的情況下,也能夠更有效地抑制種子層Sd的腐蝕。
此外,在圖7中,採用在保護電極238A與接點50(母線49)之間施加基於直流電源236的直流電壓,並通過電流檢測器237檢測直流電流的結構,但也可以使用交流電源來代替直流電源236,通過電流檢測器監視保護電極238A與接點50(母線49)之間的交流電流或阻抗,檢測洩漏。
此外,也可以省略電流檢測器237(洩漏檢測),將保護電極238A僅用作防止種子層腐蝕用的電極。
(直接連接型,溶解性的保護電極) 圖9是示意性地放大示出具有另一個例子所涉及的保護電極238B的基板固持器30的一部分的剖視圖。圖10是具有另一個例子所涉及的保護電極238B的基板固持器30的第二保持部件32的俯視圖。在該例子中,作為保護電極238B,使用比種子層Sd的材料容易成為陽極的材料(具有小(低)的自然電位的材料)的電極作為犧牲電極。在該例子中,通過利用保護電極238B與種子層Sd的自然電位之差,使保護電極238A作為陽極發揮功能,使種子層Sd作為陰極發揮功能,從而抑制種子層Sd中Cu的氧化反應,抑制種子層的腐蝕(溶解)。在該圖中,接點50以經由配置在基板固持器30內的母線49被供電的結構示出。
如圖9所示,保護電極238B通過固定於接點50而與其電連接,並經由接點50與種子層Sd電連接。保護電極238B是由自然電位(標準電極電位)比種子層Sd的材料小的材料形成的溶解性的電極。自然電位比種子層Sd的材料小的材料是指自然電位比種子層Sd的材料低的材料,且是比種子層Sd容易成為陽極的材料。在種子層Sd是Cu的情況下,保護電極238B的材料例如能夠從Al、Zn、Fe等中選擇。其中,硫酸銅鍍覆液(銅為50g/L、硫酸為100g/L、氯為50mg/L)的0.1%稀釋液(電導率為約1000μS/cm)中的自然電位為Zn最低(相對於Cu為約-1.1V),種子層的腐蝕抑制效果高。此外,保護電極238B也可以經由接點50以外的導電體與種子層Sd電連接,也可以經由接點50以外的導電體與接點50電連接。另外,也可以採用在由基板固持器30保持基板Wf時,保護電極238B直接與種子層Sd接觸並電連接的結構。如本實施方式那樣,在將保護電極238B直接固定於接點50的情況下,能夠簡化用於將保護電極238B設置在密封空間33內的結構。
從抑制種子層Sd的腐蝕的觀點出發,保護電極238B優選配置在腐蝕的可能性高的基板Wf的外周部(邊緣部)的種子層Sd(接觸區域)的附近,如圖10所示,實質上設置在與基板Wf的邊緣整周對置的位置。保護電極238B與基板Wf的邊緣之間的距離例如優選為10mm以下。在該圖中,保護電極238B分割設置為與接點50的各塊對應,但也可以遍及基板Wf的邊緣整周(基板固持器30的整周)連續地設置。
如圖9所示,保護電極238B配置為其至少一部分與液體60(純水等)接觸或者浸漬於液體60(純水等)。保護電極238B具有比種子層小的自然電位,並且經由接點50與種子層Sd電連接,因此作為優先於種子層Sd溶解的犧牲電極發揮功能,並作為抑制種子層Sd腐蝕的防腐蝕用的電極(防蝕電極)發揮功能。
利用具有比種子層Sd小的自然電位的保護電極238B防止腐蝕的機理相當於在圖11中,省略直流電源236,使保護電極238A與接點50短路的情況。如圖11所示,在液體60中,在保護電極238B的附近,發生M→M n +ne(例如,Al→Al 3 +3e)的氧化反應,保護電極238B的材料M溶解在液體60中。另一方面,在液體60中,在種子層附近,產生O 2+4H +4e→2H 2O(水的生成)、2H+2e→H 2(氫的生成)、Cu 2 +2e→Cu(在液體60中混入了鍍覆液的情況)的還原反應。這樣,保護電極238B優先於種子層Sd溶解,由此抑制或防止種子層Sd的腐蝕。
即,即使在液體60產生溶解氧濃度的梯度(圖20),通過溶解性的保護電極238B優先於種子層Sd溶解,也能夠抑制或防止由局部電池作用引起的種子層Sd的腐蝕。因此,能夠抑制或防止種子層Sd的腐蝕,能夠抑制或防止鍍膜厚度的均勻性的降低。
另外,即使由於鍍覆液向內部空間33的洩漏而導致在液體60中混入了鍍覆液,通過溶解性的保護電極238B優先於種子層Sd溶解,也能夠抑制或防止由局部電池作用(圖20)及分流電流(圖21)引起的種子層Sd的腐蝕。因此,能夠抑制或防止種子層Sd的腐蝕,能夠抑制或防止鍍膜厚度的均勻性的降低。
根據該例所涉及的保護電極238B,不需要用於將保護電極238B偏置的外部電源,因此能夠簡化鍍覆模組的構造。此外,保護電極238B的表面優選被陽極袋、隔膜等覆蓋。由此,能夠防止保護電極238B腐蝕時在表面生成的氧化物、氫氧化物從電極表面脫落,基板固持器30內被污染。
(通電試驗模型) 圖12表示用於試驗保護電極的效果的通電試驗模型的示意圖。圖13是表示通電試驗模型的結構的照片,圖14是放大了通電試驗模型的一部分的照片。在該通電試驗模型中,如圖12所示,使用不溶解性的保護電極238A,通過直流電源236將保護電極238A相對於接點50(種子層Sd)向高電位側偏置。此外,在通電試驗中,作為保護電極238A,使用Pt的導線(直徑0.4mm)。另外,通過直流電源90使與鍍覆電流對應的電流在接點50與種子層Sd的遠離接點50的部分之間流動而實施通電試驗。即,代替使鍍覆電流在基板Wf的種子層Sd與陽極16(圖3)之間流動,而使模擬鍍覆電流的電流在種子層Sd的與接點50連接的連接部和遠離接點50的部分之間流動,由此實施將鍍覆處理模型化的通電試驗。另外,基板Wf使用未形成抗蝕劑圖案等圖案的無圖形晶圓(Blanket Wafer)。用液體60包覆接點50與種子層Sd的接觸部以及保護電極238A的一部分而實施通電試驗。
圖13及圖14表示實際的通電試驗模型的照片。如這些圖所示,作為基板Wf的無圖形晶圓被夾具901從上下夾持並固定,基板Wf的一端與接點50接觸。接點50由夾具902保持。基板Wf的另一端和接點50分別與直流電源90的正極及負極連接。另外,如圖14所示,在接點50的下方配置有由Pt導線(wire)構成的保護電極238A,Pt導線的一端被彎折成L字形狀,從接點50的間隙向上方引出。如圖13所示,保護電極238A的被引出的部分和接點50分別與直流電源236的正極及負極連接。夾具901與夾具902之間的間隙903被液體60(在該例子中為純水)充滿。
另外,作為比較,在圖12至圖14所示的通電試驗模型的結構中,省略了保護電極238A的結構中,也實施了通電試驗。圖15是表示設置了保護電極的情況下的通電試驗的結果的照片,圖16是表示未設置保護電極的情況下的通電試驗的結果的照片。從這些圖可知,在未設置保護電極的情況下,在種子層Sd產生腐蝕(圖16),但通過設置保護電極238A,能夠抑制種子層Sd的腐蝕(圖15)。
(第二實施方式) 圖17是用於說明第二實施方式所涉及的鍍覆裝置的鍍覆模組的結構的示意圖。本實施方式的鍍覆模組是將基板以鉛垂方向的姿勢鍍覆的立式(也稱為浸漬式、面板式)的鍍覆模組。如該圖所示,鍍覆模組400具備:鍍覆槽10,在內部保持鍍覆液;和陽極16,在鍍覆槽10內與基板固持器30相對配置。陽極16保持於陽極固持器60並配置在鍍覆槽10內。基板固持器30構成為裝卸自如地保持晶圓等基板Wf,並且使基板Wf浸漬於鍍覆槽10內的鍍覆液Ps。陽極16經由陽極固持器60與直流電源90的正極連接,基板Wf經由基板固持器30與直流電源90的負極連接。當在陽極16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。基板Wf也可以是圓形、四邊形或其他多邊形等任意的形狀。
鍍覆模組400還具備與鍍覆槽10鄰接的溢流槽20。鍍覆槽10內的鍍覆液越過鍍覆槽10的側壁而流入溢流槽20內。鍍覆液Ps從鍍覆槽10的側壁溢流而流入溢流槽20,進而從溢流槽20通過循環管線58a返回到鍍覆槽10。在循環管線58a例如安裝有循環泵58b、恆溫單元58c以及過濾器58d。鍍覆模組400還具備:調整板(調節板(regulation plate))14,具有調整基板Wf上的電位分布的開口14a;和攪槳(paddle)15,攪拌鍍覆液Ps,使得在基板Wf的鍍覆中向基板Wf的表面均勻地供給充分的金屬離子。此外,上述構成是一個例子,鍍覆模組400等的構成可以採用其他構成。
在立式鍍覆模組中,保持於基板固持器30的基板Wf在由預濕模組200、預浸模組300處理之後,被搬入於鍍覆模組400。如圖18所示,基板固持器30具備前板(front plate)210及後板(back plate)220,由前板210及後板220夾持並保持基板Wf。在基板固持器30的前板210與後板220之間,形成有由內側密封件215、225及外側密封件216封閉的密封空間(內部空間)33。
如圖18所示,在後板220設置有使基板固持器30的內部空間33與基板固持器30的外部連通的導入通路231及排出通路232。在圖18中,為了方便,用一個構成表示導入通路231及排出通路232,但為相互獨立的構成。在導入通路231及排出通路232分別設置有用於控制各通路的導通及斷開的閥231A及閥232A。閥231A及閥232A由控制模組800控制。液體向基板固持器30的內部空間33的導入例如能夠通過在鍍覆處理之前的預濕處理中,將保持基板Wf的基板固持器30浸漬於預濕模組200的處理槽內的液體(處理液,例如純水),打開導入通路231的閥231A,經由導入通路231將純水導入基板固持器30的內部空間33,用純水充滿內部空間33來實施。另外,也可以將保持有基板Wf的基板固持器30浸漬於處理槽內的液體,打開閥231A、閥232A,一邊向內部空間33導入純水,一邊從內部空間33排出空氣及純水,用純水充滿內部空間33。內部空間33優選完全被純水充滿以便不殘留空氣,但根據希望後述的作用效果達到何種程度,有時允許殘留一些空氣或氣泡。此外,說明了在預濕模組中向基板固持器的內部空間導入純水的例子,但也可以在其他模組中向基板固持器的內部空間導入純水,也可以設置用於向基板固持器的內部空間導入純水等液體的其他模組。
(外部電源型,不溶解性的保護電極) 圖18表示在立式鍍覆模組400的基板固持器30的內部空間33中,將不溶解性的保護電極235A相對於接點50(種子層Sd)向高電位側偏置的構成。如上所述,內部空間33內例如被由預濕模組200等的處理液構成的液體(例如,純水)充滿。該構成相當於將在圖7及圖8的實施方式中使用不溶解性的保護電極238A的例子應用於立式鍍覆模組的構成。根據該構成,與參照圖7及圖8說明的相同,通過使保護電極238A作為陽極發揮功能,使種子層Sd作為陰極發揮功能,能夠抑制種子層Sd中Cu的氧化反應,能夠抑制或防止種子層Sd的腐蝕。因此,能夠抑制或防止種子層Sd的腐蝕,能夠抑制或防止鍍膜厚度的均勻性的降低。
(外部電源型,溶解性的保護電極) 在圖18所示的實施方式中,也與圖7及圖8的實施方式同樣,作為保護電極235A的材料,也可以使用自然電位(標準電極電位)與種子層Sd的材料相同程度的材料,或者具有比種子層Sd的材料低的自然電位(標準電極電位)的材料。在該情況下,通過直流電源236A將保護電極235A相對於種子層Sd向高電位側偏置,由此使保護電極235A優先於種子層Sd溶解,使保護電極235A作為犧牲電極(溶解性的電極)發揮功能。保護電極235A的材料例如能夠為與種子層Sd相同的材料(與鍍覆金屬相同的材料)。根據該構成,與參照圖7及圖8說明的相同,通過溶解性的保護電極235A優先於種子層Sd溶解,能夠抑制或防止種子層Sd的腐蝕。因此,能夠抑制或防止種子層Sd的腐蝕,能夠抑制或防止鍍膜厚度的均勻性的降低。
在圖18所示的實施方式中,也與在圖7及圖8的實施方式中說明的相同,也可以通過電流檢測器237A,監視在保護電極235A與接點50(母線49)之間經由液體60流動的電流或者它們之間的電阻,檢測鍍覆液Ps向內部空間33的洩漏。此外,在圖18的例子中,也可以不利用保護電極235A進行洩漏檢測,而將保護電極235A僅用作防止種子層Sd腐蝕用的電極。此外,在圖18中,採用在保護電極235A與接點50(母線49)之間施加基於直流電源(DC電源)236A的直流電壓,通過電流檢測器237A檢測直流電流的構成,但也可以使用交流電源(AC電源)來代替直流電源236A,通過電流檢測器監視保護電極235A與接點50(母線49)之間的交流電流或阻抗,檢測洩漏。
(直接連接型,溶解性的保護電極) 圖19表示在立式鍍覆模組的基板固持器的內部空間中,將溶解性的保護電極235B與接點50連接的構成,即將保護電極235B固定於接點50並經由接點50與種子層Sd電連接的構成。此外,也可以將保護電極235B經由接點50以外的導電體與種子層Sd電連接,也可以經由接點50以外的導電體與接點50電連接。另外,也可以採用在由基板固持器30保持基板Wf時,保護電極235B直接與種子層Sd接觸並電連接的構成。該構成相當於將圖9及圖10的實施方式應用於立式鍍覆模組的構成。根據該構成,與參照圖9及圖10說明的相同,溶解性的保護電極235B優先於種子層Sd溶解,由此能夠抑制或防止種子層Sd的腐蝕。因此,能夠抑制或防止種子層Sd的腐蝕,能夠抑制或防止鍍膜厚度的均勻性的降低。
此外,在圖18及圖19中,示出了基板Wf的兩面露出於鍍覆液的單面鍍覆用的基板固持器30的構成,但不限定於單面鍍覆用的基板固持器,也可以是雙面鍍覆用的基板固持器,也可以是僅基板Wf的單面露出的單面鍍覆用的基板固持器。
根據上述實施方式,由於基板固持器30的內部空間33被液體(例如,純水)充滿,因此與內部空間33為空洞的情況相比,內部空間33的內部與外部之間的壓力差減小,能夠抑制或防止鍍覆液向內部空間33的洩漏。由此,能夠抑制或防止因鍍覆液的洩漏而導致的鍍膜厚度的均勻性的降低。
根據上述實施方式,即使發生鍍覆液的洩漏,由於內部空間33內被液體(例如,純水)充滿,因此鍍覆液向內部空間33內的侵入僅限於擴散的量,被抑制為極少量,因而能夠抑制由起因於溶解氧濃度的局部電池作用以及/或者分流電流引起的種子層Sd的溶解(腐蝕)。另外,由於侵入內部空間33的鍍覆液被液體(例如,純水)稀釋,因此能夠進一步抑制種子層Sd的腐蝕。由此,能夠抑制或防止鍍膜厚度的均勻性的降低。
另外,根據上述實施方式,由於內部空間33內被液體(例如,純水)充滿且氧濃度低,因此能夠抑制由溶解氧引起的局部電池作用所導致的種子層Sd的溶解。由此,能夠抑制或防止鍍膜厚度的均勻性的降低。
另外,根據上述實施方式,萬一發生可能腐蝕的量的鍍覆液的洩漏,也能夠通過保護電極235A、235B抑制或防止種子層Sd的溶解。由此,能夠抑制或防止因鍍覆液的洩漏而導致的鍍膜厚度的均勻性的降低。
[其他實施方式] (1)在上述實施方式中,作為基板上的圖案,舉出抗蝕劑圖案為例,但圖案能夠為用於形成布線的導通孔(via)或溝槽(trench)的圖案,或者用於形成凸塊、再布線(redistribution)、電極焊盤(pad)的抗蝕劑或絕緣膜的圖案、定義其他鍍膜的形狀的任意圖案。 (2)導入基板固持器的內部空間的液體只要是不會使露出於基板固持器的內部空間的結構構件腐蝕的液體,則也可以是水以外的液體。液體例如能夠使用不含金屬鹽的液體(金屬鹽的濃度小於規定濃度(例如5g/L)的液體)。這樣的液體例如包括自來水、天然水、純水。純水例如包括去離子水(DIW)、蒸餾水、純化水或者RO水。 (3)基板固持器的結構不限定於上述的例子,只要是具有將接點密封的內部空間的基板固持器,則能夠將上述實施方式應用於任意結構的基板固持器。
根據上述實施方式至少掌握以下的方式。 [1]根據一個方式,提供一種基板固持器,該基板固持器用於保持基板,並使基板與鍍覆液接觸而進行鍍覆,具備:接點,用於與在上述基板的表面形成的種子層接觸並供電;保護電極,具有一材料,該材料相對於上述接點向高電位側偏置,或者具有比上述種子層低的自然電位,該保護電極在上述接點與上述種子層直接或者經由導電體電連接;以及固持器主體,具有內部空間,該內部空間在由上述基板固持器保持上述基板的狀態下,以從上述基板固持器的外部密封的狀態將上述基板的外周部、上述接點以及上述保護電極收納,並且對至少將上述保護電極的一部分、以及、上述種子層與上述接點接觸的接觸部位覆蓋的液體進行保持。 「至少將上述保護電極的一部分、以及、上述種子層與上述接點接觸的接觸部位覆蓋的液體」包括:上述保護電極的整體被上述液體覆蓋;配置在上述內部空間內的上述種子層的整體被上述液體覆蓋;上述接點整體被上述液體覆蓋;以及/或者上述內部空間整體被上述液體覆蓋。
根據該方式,保護電極附近的液體或者保護電極的材料優先於種子層的材料氧化,能夠抑制種子層的材料溶解在液體中,因此能夠抑制或防止種子層的腐蝕(劣化)。能夠抑制由覆蓋接點等的液體中的溶解氧濃度梯度引起的種子層表面的局部電池的作用,從而能夠抑制或防止種子層的腐蝕。另外,即使在鍍覆液侵入了基板固持器的內部空間的情況下,也能夠抑制或防止由局部電池效果以及/或者分流電流引起的種子層的腐蝕。由於能夠通過保護電極抑制種子層的劣化,因此能夠抑制或防止鍍膜厚度的均勻性降低。
[2]根據一個方式,上述保護電極是不溶解性的電極,且相對於上述接點向高電位側偏置。
根據該方式,能夠不需要定期的保護電極的更換,或者能夠減少保護電極的更換的頻率,因此保護電極的維護容易。另外,能夠降低從保護電極溶解的電極材料(金屬)被帶入鍍覆液而污染鍍覆液的可能性。另外,能夠降低從保護電極溶解的電極材料的氧化物在接點、密封件析出而污染它們的可能性。
[3]根據一個方式,在上述保護電極與上述種子層之間施加充分大於上述保護電極與上述種子層的自然電位之差的電壓。
根據該方式,能夠使保護電極及種子層分別作為陽極、陰極可靠地發揮功能,能夠可靠地抑制或防止種子層的溶解。
[4]根據一個實施方式,上述保護電極隔著隔離件固定於上述接點。
根據該方式,能夠將保護電極容易且適當地設置在基板固持器中的狹窄的密封空間內。
[5]根據一個方式,上述保護電極具有比上述種子層低的自然電位,與上述種子層直接或者經由導電體電連接,作為溶解性的犧牲電極發揮功能。
根據該方式,不需要用於將保護電極偏置的外部電源,能夠簡化基板固持器以及/或者鍍覆模組的結構。
[6]根據一個方式,上述保護電極固定於上述接點,並經由上述接點與上述種子層電連接。
根據該方式,通過將保護電極直接固定於接點,使保護電極經由接點與種子層電連接,因此能夠簡化用於連接保護電極的結構。
[7]根據一個方式,上述保護電極是溶解性的電極,且相對於上述接點向高電位側偏置。
在該方式中,如果使用與種子層的材料相同的材料作為保護電極的材料,則能夠使保護電極作為用於種子層的犧牲電極發揮功能。在該情況下,即使從保護電極溶解的金屬被帶入鍍覆液,也能夠降低污染鍍覆液的可能性。
[8]根據一個實施方式,上述保護電極隔著隔離件固定於上述接點。
根據該方式,能夠將保護電極容易且適當地設置在基板固持器中的受限制的狹窄的密封空間內。
[9]根據一個方式,上述保護電極連續或不連續地設置於在上述基板固持器保持上述基板時包圍上述基板的外周的部位。
根據該方式,能夠遍及腐蝕的可能性高的基板的外周部(邊緣部)的整周在其附近配置保護電極,從能夠有效地抑制種子層的腐蝕。
[10]根據一個方式,上述保護電極呈周狀配置為在上述基板固持器保持上述基板時,距上述基板的邊緣的距離成為規定的距離以下。
根據該方式,由於在基板的邊緣的附近配置保護電極,因此能夠有效地保護腐蝕的可能性高的基板的外周部(邊緣部)的種子層免受腐蝕。
[11]根據一個方式,上述液體是具有1000μS/cm以下的電導率的液體。
根據該方式,能夠允許覆蓋接點等的液體的電導率達到1000μS/cm。已知在用液體覆蓋基板固持器的接點的狀態下鍍覆基板的濕接觸法中,在不使用保護電極的情況下,需要將液體的電導率管理在50μS/cm以下。另一方面,在使用保護電極的情況下,由於能夠通過保護電極抑制種子層的腐蝕,因此能夠大幅度地緩和覆蓋接點等的液體的電導率的管理。
[12]根據一個方式,上述液體是純水,或者被脫氣或被非活性氣體置換後的純水。
根據該方式,作為覆蓋接點等的液體,能夠使用在鍍覆裝置中通常使用的DIW等純水,不需要另外準備覆蓋接點等的液體。
[13]根據一個方式,上述保護電極作為檢測器發揮功能,上述檢測器構成為在上述液體被導入上述內部空間的狀態下,通過監視在上述接點或者與上述接點電導通的布線,和上述電極之間流動的電流,能夠檢測鍍覆液向上述內部空間的洩漏。「與上述接點電導通的布線」例如是母線。
根據該方式,通過監視在保護電極與接點等之間流動的電流,能夠檢測鍍覆液有無洩漏,因此不需要另外設置洩漏檢測用的電極。
[14]根據一個方式,上述基板固持器為將上述基板以水平方向的姿勢保持的臥式鍍覆模組用,或者將上述基板以鉛垂方向的姿勢保持的立式鍍覆模組用。
根據該方式,將上述結構應用於臥式及立式鍍覆模組用的基板固持器,能夠起到上述作用效果。
[15]根據一個方式,提供一種鍍覆裝置,上述鍍覆裝置具備:方式1~14中的任一個基板固持器;液體供給模組,向上述基板固持器的上述內部空間供給液體;以及鍍覆模組,使保持於上述基板固持器的上述基板與鍍覆液接觸而對上述基板進行鍍覆。液體供給模組能夠由清洗噴嘴、使用液體的處理模組(例如,預濕模組)等構成。
根據該方式,能夠通過鍍覆裝置內的液體供給模組向基板固持器的內部空間自動地供給液體。
[16]根據一個方式,上述液體供給模組具有清洗噴嘴,該清洗噴嘴對上述基板固持器的上述內部空間進行清洗,並將上述內部空間內的上述液體置換。
根據該方式,在各基板的鍍覆之前,通過清洗基板固持器的內部空間,能夠使內部空間保持液體。由此,能夠始終用清潔的液體包覆基板固持器的內部空間內的接點等而實施基板鍍覆。
[17]根據一個方式,還具備對上述基板進行預濕處理的預濕模組,上述鍍覆模組使潤濕狀態的上述基板保持於上述基板固持器。
根據該方式,能夠將預濕處理後的基板保持濕的狀態搬入於鍍覆模組並保持於基板固持器,不需要基板邊緣的乾燥工序。
[18]根據一個方式,提供一種用於鍍覆基板的方法,包括:準備具備保護電極的基板固持器,該保護電極具有一材料,該材料相對於用於與在上述基板的表面形成的種子層接觸並供電的接點向高電位側偏置,或者具有比上述基板的種子層低的自然電位,該保護電極與上述種子層直接或者經由導電體電連接;向以從外部密封的狀態將上述基板的外周部收納的上述基板固持器的內部空間導入液體,在上述內部空間中,用上述液體至少將上述保護電極的一部分、以及、上述基板固持器的接點與上述基板的種子層接觸的接觸部位覆蓋;以及在液體被導入上述基板固持器的上述內部空間的狀態下,對保持於上述基板固持器的上述基板進行鍍覆。
以上,對本發明的實施方式進行了說明,但上述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及說明書中記載的各構成要素的任意組合或者省略。
美國專利第7727366號說明書(專利文獻1)、美國專利第8168057號說明書(專利文獻2)、日本特開2020-117763號公報(專利文獻3)、日本特開2020-117765號公報(專利文獻4)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引入本申請。 國際專利申請號2021/038404、國際專利申請號2021/000460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引入本申請。
10…鍍覆槽 20…溢流槽 14…調整板 15…攪槳 16…陽極 17…電阻體 30…基板固持器 31…第一保持部件 32…第二保持部件 33…密封空間(內部空間) 40…旋轉機構 41…旋轉軸 45…傾斜機構 46…升降機構 47…支軸 49…母線 50…接點 55…密封部件 55A…唇部 60…清洗液(純水) 90…直流電源 215、225…內側密封件 216…外側密封件 100…裝載埠 110…輸送機械臂 120…對準器 200…預濕模組 210…前板 220…後板 231…導入通路 231A…閥 232…排出通路 232A…閥 235A、235B…保護電極 236A…直流電源 238A、238B…保護電極 300…預浸模組 400…鍍覆模組 500…清洗模組 600…旋轉沖洗乾燥模組 700…輸送裝置 800…控制模組 801…CPU 802…存儲部 1000…鍍覆裝置 Wf…基板 Sd…種子層 Ps…鍍覆液 Rp…抗蝕劑
圖1是表示一個實施方式所涉及的鍍覆裝置的整體結構的立體圖。 圖2是表示一個實施方式所涉及的鍍覆裝置的整體結構的俯視圖。 圖3是用於說明一個實施方式所涉及的鍍覆裝置的鍍覆模組的結構的示意圖。 圖4是示意性地放大示出一個實施方式所涉及的基板固持器的一部分的剖視圖。 圖5是說明鍍覆裝置的控制方法的流程的說明圖。 圖6是說明鍍覆裝置的控制方法的流程的說明圖。 圖7是示意性地放大示出具有一個例子所涉及的保護電極的基板固持器的一部分的剖視圖。 圖8是具有一個例子所涉及的保護電極的基板固持器的第二保持部件的俯視圖。 圖9是示意性地放大示出具有另一個例子所涉及的保護電極的基板固持器的一部分的剖視圖。 圖10是具有另一個例子所涉及的保護電極的基板固持器的第二保持部件的俯視圖。 圖11是說明利用保護電極防止種子層腐蝕的原理的說明圖。 圖12是表示通電試驗模型的結構的示意圖。 圖13是表示通電試驗模型的結構的照片。 圖14是放大了通電試驗模型的一部分的照片。 圖15是表示設置了保護電極的情況下的通電試驗的結果的照片。 圖16是表示未設置保護電極的情況下的通電試驗的結果的照片。 圖17是用於說明第二實施方式所涉及的鍍覆裝置的鍍覆模組的結構的示意圖。 圖18表示在立式鍍覆模組的基板固持器的內部空間中,將不溶解性或溶解性的保護電極相對於接點向高電位側偏置的結構。 圖19表示在立式鍍覆模組的基板固持器的內部空間中,將溶解性的保護電極與接點連接的結構。 圖20是說明由溶解氧濃度引起的種子層的溶解的說明圖。 圖21是說明由分流電流引起的種子層的溶解的說明圖。 圖22是說明分流電流的等效電路圖。
30…基板固持器 32…第二保持部件 32A…外周壁 32B…基板承接部 33…密封空間(內部空間) 49…母線(bus bar) 50…接點(contact) 55…密封部件 55A…唇部 60…清洗液(純水) 236…直流電源 237…電流檢測器 238A…保護電極 239…隔離件 800…控制模組 Wf…基板 Sd…種子層 Rp…抗蝕劑

Claims (18)

  1. 一種基板固持器,所述基板固持器用於保持基板,並使基板與鍍覆液接觸而進行鍍覆,其中,具備:接點(contact),用於與在所述基板的表面形成的種子層接觸並供電;保護電極,具有一材料,該材料相對於所述接點向高電位側偏置(bias)或者具有比上述種子層低的自然電位,前述保護電極與上述種子層直接或者經由導電體電連接;以及固持器主體,具有內部空間,該內部空間在由所述基板固持器保持所述基板的狀態下,以從所述基板固持器的外部密封的狀態將所述基板的外周部、所述接點以及所述保護電極收納,並且對至少將所述保護電極的一部分、以及所述種子層與所述接點接觸的接觸部位覆蓋的液體進行保持。
  2. 根據請求項1所述的基板固持器,其中,所述保護電極,是不溶解性的電極,而且,相對於所述接點向高電位側偏置。
  3. 根據請求項2所述的基板固持器,其中,在所述保護電極與所述種子層之間施加比所述保護電極與所述種子層的自然電位之差大的電壓。
  4. 根據請求項2所述的基板固持器,其中,所述保護電極隔著隔離件固定於所述接點。
  5. 根據請求項1所述的基板固持器,其中,所述保護電極具有比所述種子層低的自然電位,與所述種子層直接或者經由導電體電連接,作為溶解性的犧牲電極發揮功能。
  6. 根據請求項5所述的基板固持器,其中, 所述保護電極固定於所述接點,並經由所述接點與所述種子層電連接。
  7. 根據請求項1所述的基板固持器,其中,所述保護電極是溶解性的電極,且相對於所述接點向高電位側偏置。
  8. 根據請求項7所述的基板固持器,其中,所述保護電極隔著隔離件固定於所述接點。
  9. 根據請求項1~8中任一項所述的基板固持器,其中,所述保護電極連續或不連續地設置於在所述基板固持器保持所述基板時將所述基板的外周包圍的部位。
  10. 根據請求項1~8中任一項所述的基板固持器,其中,所述保護電極呈周狀配置為在所述基板固持器保持所述基板時,距所述基板的邊緣的距離成為規定的距離以下。
  11. 根據請求項1~8中任一項所述的基板固持器,其中,所述液體是具有1000μS/cm以下的電導率的液體。
  12. 根據請求項1~8中任一項所述的基板固持器,其中,所述液體是純水,或者是被脫氣或被非活性氣體置換的純水。
  13. 根據請求項1~8中任一項所述的基板固持器,其中,所述保護電極作為檢測器發揮功能,所述檢測器構成為在所述液體被導入於所述內部空間的狀態下,通過監視在所述接點或和所述接點電導通的布線,與所述電極之間流動的電流,由此能夠檢測鍍覆液向所述內部空間的洩漏。
  14. 根據請求項1~8中任一項所述的基板固持器,其中,所述基板固持器為將所述基板以水平方向的姿勢保持的臥式鍍覆模組用的基板固持器,或者將所述基板以鉛垂方向的姿勢保持的立式鍍覆模組用的基板固持器。
  15. 一種鍍覆裝置,其中,具備:請求項1~8中任一項所述的基板固持器;液體供給模組,向所述基板固持器的所述內部空間供給液體;以及鍍覆模組,使被保持於所述基板固持器的所述基板與鍍覆液接觸而對所述基板進行鍍覆。
  16. 根據請求項15所述的鍍覆裝置,其中,所述液體供給模組具有清洗噴嘴,所述清洗噴嘴對所述基板固持器的所述內部空間進行清洗,並將所述內部空間內的所述液體置換。
  17. 根據請求項15所述的鍍覆裝置,其中,所述鍍覆裝置還具備對所述基板進行預濕處理的預濕模組,所述鍍覆模組使潤濕狀態的所述基板保持於所述基板固持器。
  18. 一種用於鍍覆基板的方法,其中,包括:準備具備保護電極的基板固持器,所述保護電極具有一材料,該材料相對於用於與在所述基板的表面形成的種子層接觸並供電的接點向高電位側偏置,或者具有比所述基板的種子層低的自然電位,所述保護電極與所述種子層直接或者經由導電體電連接;向以從外部密封的狀態將所述基板的外周部收納的所述基板固持器的內部空間導入液體,在所述內部空間中,用所述液體至少將所述保護電極的一部分、以及所述基板固持器的接點與所述基板的種子層接觸的接觸部位覆蓋;以及在液體被導入於所述基板固持器的所述內部空間的狀態下,對被保持於所述基板固持器的所述基板進行鍍覆。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9551084B2 (en) * 2013-10-31 2017-01-24 Ebara Corporation Sn alloy plating apparatus and Sn alloy plating method
TWI753991B (zh) * 2017-02-16 2022-02-01 日商荏原製作所股份有限公司 基板固持器、鍍覆裝置、鍍覆方法、及電氣接點

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100691201B1 (ko) * 1998-07-10 2007-03-08 세미툴 인코포레이티드 무전해 도금 및 전기 도금을 사용하는 구리 도금 방법 및그 장치
US6755946B1 (en) * 2001-11-30 2004-06-29 Novellus Systems, Inc. Clamshell apparatus with dynamic uniformity control
US7727366B2 (en) 2003-10-22 2010-06-01 Nexx Systems, Inc. Balancing pressure to improve a fluid seal
JP2005163080A (ja) * 2003-12-01 2005-06-23 Toshiba Corp めっき装置及びめっき方法
JP2012233224A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Fujitsu Semiconductor Ltd めっき装置及び半導体装置の製造方法
SG11201406133WA (en) * 2012-03-28 2014-10-30 Novellus Systems Inc Methods and apparatuses for cleaning electroplating substrate holders
US9476139B2 (en) * 2012-03-30 2016-10-25 Novellus Systems, Inc. Cleaning electroplating substrate holders using reverse current deplating
JP6893142B2 (ja) * 2017-07-25 2021-06-23 上村工業株式会社 ワーク保持治具及び電気めっき装置
JP7132135B2 (ja) * 2019-01-23 2022-09-06 上村工業株式会社 ワーク保持治具及び電気めっき装置
JP7132134B2 (ja) * 2019-01-23 2022-09-06 上村工業株式会社 ワーク保持治具及び電気めっき装置
JP7132136B2 (ja) 2019-01-23 2022-09-06 上村工業株式会社 ワーク保持治具及び電気めっき装置
JP7398292B2 (ja) * 2020-02-10 2023-12-14 株式会社荏原製作所 めっき方法
CN115119515B (zh) * 2021-01-20 2023-03-24 株式会社荏原制作所 镀覆装置以及基板的膜厚测定方法
KR102493634B1 (ko) * 2021-10-18 2023-02-06 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 도금 방법 및 도금 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9551084B2 (en) * 2013-10-31 2017-01-24 Ebara Corporation Sn alloy plating apparatus and Sn alloy plating method
TWI753991B (zh) * 2017-02-16 2022-02-01 日商荏原製作所股份有限公司 基板固持器、鍍覆裝置、鍍覆方法、及電氣接點

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