TWI258190B - Electroless plating system - Google Patents

Description

1258190 捌、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明大致關於無電電鍍系統。 【先前技術】 次四分之一微米之多層金屬化係為下一代超大型積體 電路（VLSI)及極大型積體電路（ULSI)之主要技術。於這些 積集技術之心臟之多層内連線具有高深寬比特性，其包含 接觸、導孔、線路、插塞及其他特性。因此，這些特性之 可靠資訊對於V L SI及U L SI之成功以及增加個別基板上 之積體電路密度、品質及可靠度係重要的。因此，已經有 柄當大量之努力以想要改良具有高深寬比之無孔隙之次四 分之一微米特性的形成，即具有高對寬比約4 : i或更大 之特性的形成。 由於鋁的低電阻率、對二氧化矽（Si〇2)基板的優越黏 著性、容易作出圖案、及可以以中等價位取得相當高之i 純度，元素鋁（A1)及鋁合金已經被方便地用於作為導電材 料’以在積體電路半導體處理技術中，形成線路、插塞及 其他特性。然而，鋁仍具有相對高之電阻率，及較差之電 移動特性。因此，當電内連線的寬度愈窄時，即進入次四 分之一微米範圍時，鋁的電阻及電移動特性具有對使用紹 内連線特性形成之積體電路的電阻-電容（R-C)時間延遲特 性有負面影響。由於鋁的缺點，銅及銅合金近來變成用以 填充於積體電路中之次四分之一微米高深寬比内連線特性 1258190 的選擇 此，產 然 易以傳 物理氣 銅沉積 外，化 使用不 產量低 因 路的高 金屬，因為銅及銅合金I右私* 孟有較鋁為低之電阻率 生了具有較佳時間延遲特性的Rc電路。 而，在積體電路製程中，#田& 使用鋼的問題為鋼並 統半導體處理技術沉積入高深寬比特性中例 相沉積(PVD)技術可以用以沉積鋼，然而，已知 會於高深寬比特性中，很難 雕取传適當底部填充 學氣相沉積（CVD)也可以用 、 用以 >儿積鋼，然而， 穩定前驅物外，CVD也且古& 也具有低沉積速率，因 〇 此，有需要一設備，用以可靠” 』罪地 >儿積鋼進入積 深寬比特性中。 内容】 發明之實施例大致提供用以電鍍基板的方 發明之例示電路設備包含—中央基板傳送密 至少一基板傳送機械手臂定位於其中。提供 板傳送密封件相通之基板作動室，該室係可 傳送機械手臂所進人。提供有—與中央基板 通的電鍍至該至係可為至少一基板傳送機 ^提供有一與中央基板傳送密封件相通之基 室’該至係至少為一基板傳送機械手臂所進 一與中央基板傳送密封件相通之回火室，該 基板傳送機械手臂所進入。同時也提供至少 室相通之基板箱裝載器，其係可為至少一基 ,因 不容 如， PVD 。另 除了 此， 體電 【發明 本 備。本 其具有 中央基 一基板 封件相 所進入 式旋乾 提供有 至少一 板傳送 與設 件， 一與 至少 送密 手臂 喷洗 ，及 係為 與基 傳送 5 1258190 機械手臂所進入。 本發：之實施例更提供一半導體電鍍系統，其包含一 、、送《、封件、一第一基板傳送機械手臂，定位於該基 后專^密封件的第一區域中，及一第二基板傳送機械手 臂’疋位於基板傳送密封件的第二區域中。提供有一與基 板傳送4封件第—區域相通之第—基板箱裝載器，也提供 有與基板傳送密封件第二區域相通之第二基板箱裝載 件第一區域相通之作動密封 一區域相通之基板電鍍密封 件第二區域相通之基板喷洗 密封件之第二區域相通之基 板遞換，其係定位在基板傳 二區域相通。 種方法，用以電鍍一金屬在 驟：以定位在一基板傳送密 臂，自第一箱裝載位置取回 手臂，將該基板傳送至與該 ，作活化處理。該方法更包 ，自活化室移開該基板’旅 封件相通的電鍍密封件’ 〇 板傳送機械手臂，自該電魏 定位於在基板傳送密射件中 以定位在該基板傳送密封件 將基板自遞換位置取回旅將 器。提供有一與基板傳送密封 件，及一與基板傳送密封件第 件。提供有一與基板傳送密封 式旋乾密封件及一與基板傳送 板回火密封件。並提供有一基 送密封件中並與第一區域及第 本發明之實施例更提供一 一基板上，其中該方法包含步 封件中之第一基板傳送機械手 一基板並以第一基板傳送機械 基板傳送密封件相通的活化室 含以該第一基板傳送機械手臂 將該基板傳送至與基板傳送密 電鍍處理，然後，以該第一基 密封件移開該基板並將該基板 之遞換位置中。該方法更包含 中之第二基板傳送機械手臂， 6 1258190 該基板傳送至—與基板傳送密封件相通的喷洗式旋乾密封 件中 作噴洗式旋乾處理，並以該第二機械手臂由該喷洗 式旋乾處畨封件中移開該基板，並將該基板傳送至一與該 基才專送雄、封件相通的回火室，作回火處理。一旦回火處 理完成’則該方法包含以該第二基板傳送機械手臂，將該 基板傳送至與基板傳送密封件相通的第二箱裝载器。 上述本發明的特定、優點及目的可加以詳細了解並藉 由參考於附圖中之實施例而加以詳細了解。然而，應注意 的是，附圖只示出本發明的典型實施例，因此，並不作用 以限制本發明的範圍，因為本發明可以適用至其他等效實 施例中。 【實施方式】 本發明大致提供一無電電鍍系統，其被架構以將銅電 鍍至具有高深寬比特性形成於其上之半導體基板上。第1 圖例示本發明之例示電鍍系統100，其中電鍍系統100包 含一中央基板傳送室101，其具有至少一基板傳送機械手 臂102定位於其中。一基板遞換位置或基板定向器1〇3可 以定位在兩機械手臂102之中間。每一機械手臂1〇2可以 架構以接取至少一基板箱裝載器、至少兩基板處理室、及 該基板遞換位置。例如，一第一基板傳送機械手臂1〇2可 以疋位在密封件/室1 〇丨的第一區中，即密封件i 〇丨的右 側，而一第二基板傳送機械手臂102可以定位在密封件 的第二區域中，即在密封件101的左側，如同第i圖所示。 1258190 基板傳 可以維 可以包 密封件 於基板 口 110 基板經 理室或 101相 存放基 匣，而 被填充 以為空 處理室 可以收 出之新 可以被 臂1 02 架構為 一經機 處理後 回火室 板，用 送至1 0 1可以與一真空系統（未示出）相通，因此， 持於一降低壓力，以降低基板污染。或者，室1 含一密封件’其可以維持於大氣壓力下。然而，若 架構被利用’則一空氣過濾系統可以加入，以降低 雄、封區域中之污染成份。室1 〇 1也可以包含多數開 ，即狹縫閥，定位在其圓周，用以使來自室i 〇 1的 由機械手臂102相通至各處理室或儲存元件，諸處 健存元件係經由開口 /閥11 0附接至室1 〇丨者。 或多數基板箱裝載器104、1〇5可以與基板傳送室 通。箱裝載器1〇4、105可以大致被架構以在其中 板’以允許機械手臂丨02藉由在其中收納基板卡 取得基板。因此，例如箱裝載器箱裝载器丨〇4可以 以被指定以用於處理的新基板，而箱裝載器ι〇5可 的箱裝載器，被架構以在其中收納已處理的基板。 1〇6可以被架構為無電活化室。於此架構中，室1〇6 納一來自箱裝載器104由機械手臂102所自其中拉 基板，以在無電電鍍前，作活化處理。處理室1〇7 架構為無電沉積室，因此，室丨07可以經由機械手 接收一來自活化室1 06的基板。處理室1 〇8可以被 噴洗式旋乾（SRD)室，因此，SRD室1〇8可以經收 械手臂102的來自電鍍室107的基板，用以在電錢 ，清洗及乾燥基板。處理室1 09可以架構為一基板 ，因此，回火室109可以由SRD室1〇8接收一某 以在喷洗式旋乾處理後作回火。 1258190 系統1 ο 0大致被架構以在單體設備/ 板’即予以被電鐘的基板被放入系統i 0 0 基板被輸出，而不必將基板傳送至另一肩 因此，系統1 00提供一整合處理系統，1 的基板、在電鍍前清洗一基板、電錢—基 一基板、及回火一基板，這些均在一單一處 單體/整合處理系統1 0 0相較於傳統電錢 之污染、較低缺陷率並增加產量。再者 架構的結果，系統1 〇 〇使用一遠較傳統電 跡。這是重大的優點，因為較少之足跡， 統1 0 0的清淨室空間之減少，也降低了操 第2圖例示一本發明之清潔進出活化 活化室/密封件106包含一處理隔間202, β 側壁2 0 6、及一錐狀或傾斜底部 2 0 7。一 係安排於室1 06的大致中心位置。該基板 一基板收納面2 1 4，其被架構以收納及穩 其上’呈一”朝上”位置，即該基板的生產 支撐件。收納面2 1 4可以也包含一環形朝 形成接近於基板收納面2 1 4的圓周。排出 將自基板邊緣流出的流體排自基板支撐件 化其間之化學反應及可能之室污染。基板 包含一真空埠224，定位在收納面214上」 示出）相通。因此，真空埠224可以被用 板2 1 0的背面，以將基板2 1 0真空吸引至遵 系統中，處理基 中，及被電鍍的 ί理室/系統中。 能活化用以電鍵 板、喷洗式旋乾 理系統内完成。 系統，允許較低 由於整合/單體 鐘系統為小的足 造成所需支援系 作成本。 室/密封件106。 •有一頂部204、 基板支撐件2 1 2 支撐件2 1 2包含 固一基板210於 表面係背向基板 :出通道（未示出） 通道可以作用以 2 1 2外，並最小 支撐件2 1 2可以 i與一真空源（未 以供給負壓至基 、板支撐件2 1 2。 1258190 真空凹槽或孔徑226可以形成在收納面214内並可以與真 空埠224相通，以作為分配真空吸引力的目的。 基板支撐件2 1 2可以由陶瓷材料，例如鋁土八12〇3、 塗鐵弗龍金屬（例如紹或不鏽鋼）、碳化石夕（S丨C)、或其他 半導體處理技術中所知之適當材料所作成。於此所用之例 如鐵弗龍係為例如 Tefzel(ETFE)，Halar(ECTFE)、PFA、 PTFE、FEP、PVDF等之氟化聚合物之一般名稱。室1 〇6 可以包含一開口 ，其係例如形成穿過侧壁丨〇 6的狹縫閥 208 ’其提供給基板傳送機械手臂1〇2的入口，以將基板 取出或送入室106中。於另一架構中，基板支撐件212可 以將基板210升高穿過處理隔間2〇2的頂2〇4 ,以提供經 由一安排在基板支撐件212下的抬舉致動組件216的進出 該室1 06。抬舉致動組件2 1 6可以包含抬舉銷2 1 8，其係 被架構以經由垂直致動，而選擇地升高或降低基板2 i 〇， 經由形成在基板支撐件2 1 2中之孔徑2 2 0。因此，抬舉銷 2 1 8可以作用以升高或降低基板2丨〇離開基板收納面2丨4， 用以藉由一基板傳送機械手臂102而自室1〇6移開，該機 械手臂係被架構由室頂部204進出室1 〇6。 一馬達222可以被連接至基板支撐件212，以對之施 加旋轉動作，其作用以旋轉安排在基板支撐件212上之基 板2 1 〇。於一實施例中，抬舉銷2丨8可以安排於在基板支 撐2 1 2下的一位置，以允許基板支撐件2 1 2無關於抬舉銷 2 1 8作疑轉。於另一實施例中，抬舉銷2丨8可以與基板支 撐件2 1 2作一起旋轉。基板支撐件2 1 2可以經由形成在其 10 1258190 中之電 力口熱基 的基板 面，以 圓作用 的效率 例 中，並 去離子 之化學 排於一 支撐件 轴上， 相當於 可以由 的弧形 222係 嘴組件 架構等 可以架 2 2 3係 室106 可 以經由 阻性加熱元件（未示出）加熱，其可以作用以選擇地 板2 1 0 ’至一想要處理或活化溫度。基板支撐件2 i 2 收納面2 1 4可以作成大小以實質收納基板2 1 〇的背 提供基板2 1 0的均勻加熱，這被認知為降低第一晶 ’及活化室1 06的啟始時間，因而，增加活化處理 及產量。 如’喷嘴223之流體分配件或裝置可以安排在室1 06 被架構以輸迗例如一化學處理溶液、一活化溶液、 水、一酸液、或其他可以用於無電電鍍活化處理中 溶液之流體至基板21〇的表面。喷嘴223係大致安 可框轉安裝之配送臂222上，該臂係可旋轉移動於 221。因此’喷嘴223係適用以樞轉於支撐件221 而允許喷嘴223被徑向定向於基板21〇上，樞轉於 配送臂222之半徑的弧形上。因此，喷嘴噴嘴223 基板210中心上的一位置樞轉經在基板21〇表面上 至基板210的圓周。再者，雖然在第2圖中配送臂 被安裝在室1 06内，本發明的實施例想出該臂及喷 可以安裝在室/密封件106外，並經由一開放頂型 效地將活化溶液配送至基板2 1 〇。另外，一喷嘴2 2 3 構以由基板中心向外方向配送活化流體，當喷嘴 被定位在基板的中心上。喷嘴2 2 3的架構允許活化 流出為最小，隨後最小化於室1 0 6中之C Ο Ο事件。 以包含活化溶液及清洗溶液的至少一流體源228可 一導管連接至噴嘴223，該導管流經支撐件221的 11 1258190 内部份、臂構件222及噴嘴223。流體控制閥 接於流體源2 2 8及支撐件2 2 1的内部份之間， 化於活化處理中之流體混合、濃度或其他流體 源2 2 8可以被一自動系統，例如微處理機為主 (未示出）所控制，以正確地管理至喷嘴2 2 3的 合及流量。由於多數流體源228的結果，基板 清洗並具有一活化溶液施加至其中。 基板支樓件212的旋轉可以經由電力的選 達2 1 6而加以調整或控制。馬達2丨6的調整或 由一微處理機為主控制系統（未示出）加以完成 架構以依據一處理程式、一預定旋轉順序、使 或其他可用以控制半導體處理室/密封件中之 之參數，而選擇地施加電力至馬達2 1 6。因此 液或/舌化〉谷液被配送至基板表面上的時間， 2 1 2可以以相當緩慢速度旋轉，例如於5RPΜ 3 之間。低旋轉速度操作以促成有效清洗及以類 般地’使活化溶液的更均勻擴散於整個基板表 洗或活化溶液配送製程後，基板支撐件2丨2可 轉速度旋轉，以類似於旋乾製程的方式，自基 過量活化或清洗溶液。若有必要，這些較高旋 高至l〇,〇〇〇RPM。另外，若想要的話，基板 可以適用以逆旋轉或以正逆方向交互旋轉，以 化流體更均勻分散於整個基板基板2 1 〇的表3 更包含一排出口 227，定位在室106的下或底 229可以連 以選擇地變 特性。流體 之控制系統 活化溶液混 2 1 〇可以被 擇施加至馬 控制可以經 ’該系統被 用者規格、 基板的旋轉 ’於清洗溶 基板支撐件 :約 500RPM 似旋塗製程 面上。在清 以以較高旋 板表面去除 轉速度可以 支撐件2 1 2 進一步將活 ?上。室106 部。排出口 12 1258190 227操作以收集自底2〇7的錐部/斜面部流 :六该-V、，主出的blL體（活化 命液或h洗溶液）。雖然傳統活化處理設 ^ , „n _ /、使用活化溶 液一人即所用活化流體沒有回收或再循環，作排出口 270 可以與活化流體回收或再循環設備相通 設備被架構以回收用於室10 :或再 化流體。 ㈣纟活化處理的活 第3 A圖例示本發明之 1〇7 <不範面朝上型電鍍室/密封科 1 07的實施例。例示電鍍室

一 、、 υϋ、，Ό構上係類似於第2圖所 不之活化室1〇6，即電鑛室 至3〇〇包含一底部份、側壁、一 頂部份、一狹縫閥、及一中你 、疋位基板支撐件3 〇丨定位於 其中。基板支撐件3 01包含一 μ其纪拉仏二 上基板接收面3 0 3，被架賴 以支#基板302於其上，用以虚饰 ^ ^ ^ π Μ處理。基板接收面303包令 一真空孔徑3 0 4， 徑 3 04 可以與一 其係對中於基板接收面3 0 3上。真空孔 真空源（未示出）相通並包含一箍環密封

3 05疋位在真空孔徑3〇4的圓周，如同第3Β圖所示。箍 壞密封3 05大致被架構以可密封地嚙合基板3〇2的底或背 側，以真空吸引基板302至基板接收面3〇3，作處理用。 基板支撐件301可以包含—真空密封3〇6，其係由箍環密 封305徑向定位向外。真空密封3〇6配合箍環密封3〇5， 以在箍環密封3 05及真空密封3〇6間之區域中的基板3〇2 的後，形成一負壓區域。負壓區域操作以真空吸引基板3〇2 至基板接收面3 0 3。 基板接收面3 0 3另外包含一油封3 〇 7，其係定位在接 近基板支撐件301的基板接收面3〇3的圓周之真空密封 13 1258190 的&體由：Γ夕卜’由封3°7大致操作以將配送至基板302 件301流出，使得於配送流體與基板支 =間=學反應可以最小，因而，降低室,密封件污染 事件。基板支撐件301可以另外 力卜匕3 一加熱器310，安排 支撐件301的内部份令或在該基板接收面上。例如 加熱器3 16可以為一雷阳祕石也: ”，、電P性加熱70件，形成在基板支撐件 3〇1的内部份，豆可以錄士 士 u ▲ 具了以經由由基板支撐件3〇1的底部份延

伸的電氣接觸308,提供電力。或者，基板支撐件3〇ι可 以具有流體通道（未示出）形成在其中，使得一受熱流體可 以流經該流體通道，以提供熱給基板支撐件30 1。另外， 若想要一特定電鍍操作，該流體通道可以藉由通入冷卻流 體’而用以冷卻基板支撐件301。基板支撐件301的下部 份包含一抬舉組件310，其被架構以作動抬舉銷3〇9,用 以抬舉基板302於基板接收面303之上的目的。另外，一 馬達3 1 1係與基板支撐件3 0 1相通，以用以施加旋轉動作 至其上的目的。

電錢室300另包含一流體配送裝置312，定位於接近 基板支撐件301的圓周。配送裝置312大致包含一基部件 313 ’其連接至一延伸在基板302表面上的臂部份314。 臂部份3 1 4的終端包含一流體配送噴嘴3 1 5，其被架構以 配送電鍍流體至基板3 0 2的表面上。流體配送喷嘴3 1 6係 與該臂314及基部件313的中空内部份相通。該壁及基部 件之中空内部份係與一電鍍流體供給系統3丨7相通。類似 於第2圖之活化室丨06的流體供給系統的流體供給系統 14 1258190 317大 流體供 部份， 可以為 第 面圖。 再次包 室400 送臂組 基板， 403 » % 裝在室 係被架 裝載位 含一中 空上部 之電鍍 上，因i 用以由 410大 該孔係 下表面 上之基 402所 致包含多數流體源3 1 9及流體控制閥3丨8。因此， 給系統3 1 7可以經由臂3 1 4及基部件3丨3之中空内 而提供-電鍍溶液至配送噴冑315,其中電鍍溶液 幾流體源3 1 9的含量的組合。 4A圖例示本發明之無電電錢室的另一實施例的剖 以類似於第2及3圖所示之室的方式，電錢室4〇〇 含-室/密封件，具有側壁，底部份及—頂部份。 同時包含一可旋轉安裝基板支撐# 401及一流體配 件402因此，室400再次以面朝上架構支撐住一 用以電鍍。然而，室4〇〇另外包含一電鍍蒸發屏蔽 :位在基板支撐件4〇1之上。電鍍蒸發屏蔽可以安 400(未示出）的脣部或至一致動組件（未示出），其 構以作動來將蒸發屏蔽移動於一處理位置及一基板 置之間。可以旋轉安裝的電鍍蒸發屏蔽4〇3大致包 i上。P伤4 0 9 ’其係附著至一碟形下部份4丨〇。中 份409係被架構以將一自流體配送臂組件4〇2接收 流體傳送至定位在基板支撐件401上的基板的表面 b，該中空上部份可以操作為一電鍍流體配送通道， 一流體源傳送一電鍍流體至基板表面。碟形下部份 致包含一孔，沿著碟形下部份4丨〇的軸形成，其中 與中空上部份409作流體相通。碟形下部份4丨〇之 被架構為實質平坦並定位與定位在基板支撐件4〇1 板的上表面平行之方位。因此，由流體配送臂組件 配送的流體係為中空内部份4〇9所接收，並被傳送 15 1258190 經其間至由被處理之基板上表面及碟形下構件41〇下表面 所界定的體積408中，如同在第4C圖所示。當流體填入 體積408時，一凹面4 07形成於接近被處理之基板的圓周 及碟形下部份410。因此，蒸發屏蔽4〇3可以相對於基板 支撐件401作旋轉，使得包含於區域4〇8中之電鍍流體經 由一擾流作用加以循環。然而，雖然於區域4〇 8中之電鍍 流體有循環，但凹面407維持流體於區域4〇8中，使得於 電鍍處理時，並不需要額外之流體被加入至區域4〇8中。 另外，蒸發屏蔽403可以被架構以相對於基板支撐件4〇1 作對抗旋轉或攪動，這可以操作以進一步加強含於區域 408中之電鍍流體的擾流作用。 應注思’電鍵蒸發屏蔽403可以被架構以移動於一處 理位置及一裝載位置之間，該處理位置係碟形件4丨〇的下 表面接近基板支撐件401的位置，該裝載位置係基板傳送 機械手臂可以進入至400’用以將基板送入取出室4q〇的 位置。於處理位置中，電鍍蒸發屏蔽可以被定位，以使得 由被處理的基板的上表面至碟形件4 1 0的下表面間之距離 係於約.5mm至約5mm之間。然而，可以想出於基板及蒸 發屏蔽403間之間距可以增加至例如約i〇rnm。無論如何， 於蒸發屏蔽4 0 3及基板支撐件4 0 1間之間距係被架構以使 得當一電鍍流體被引入區域408及相關構件被轉動時，凹 面407可以被維持。另外，基板支撐件401可以包含一環 形氣體通道405，定位在接近基板支撐件401的圓周，如 第4B圖所示。氣體通道405可以與一氣體源（未示出）相 16 1258190 通，因此，可以用以 產生一氧體屏蔽或 前側上之電鍍流體 流，而被防止行進j 基板支撐件4 0 1可 基板支撐件4 0 1的 側接近基板支撐件 在被處理的基板邊 板邊緣的流體流出 中之流體經由基板 4 0 1的下部份相通 於如第4 A圖， 發屏蔽403可以被 圖所示。外流體密 蒸發屏蔽403與基 發屏蔽403，使得 理位置與一基板裝 蒸發屏蔽4 0 3的旋 域408中之凹面力 架構中，密封4 1 1 處理的基板的邊緣 板邊緣附近之流體 基板邊緣附近並且 封4 11可以用以防 於接近被處理的基板的邊緣的背面上， 密封。因此’被配送於被處理的基板的 可以藉由來自氣體通道40 5的向外氣體 ^基板的背面並在其上造成電鍍。再者， 以包含一環形流體排出通道406形成在 上表面中’並在氣體通道405的徑向外 401的圓周處。流體排出通道406可以 緣下，因此，通道406可以接收來自基 。流體排出通道4 0 6可以使被接收於其 支撐件4 〇 1與予以被排出之基板支撐件 所示之電鍍室400的另一實施例中，蒸 修改以包含一外流體密封4 1 1，如第4D 封4 11可以操作以維持被配送之流體於 板間之區域中。密封4 1 1可以附接至蒸 外流體密封4 11同時也可以移動於一處 載位置之間。當基板支撐件40 1相對於 轉速率很高以克服將電鍍流體保持於區 量時，外密封41 1係相當有用的。於此 可以被架構以靠著在排除區域中之予以 ’使得在區域40 8中之流體不能進入基 排出。或者，密封41 1可以定位於接近 不實際與基板表面嚙合。另外，一外密 「止進入之電鍍流體跑到基板支撐件40 1

17 1258190 的邊緣，即外密封411可以用以將溢流流體弓丨 密封4 11徑向内部的環形流體排出通道4〇6中 第5 A圖例示電鍍室丨〇 7的另一實施例。 室500大致包含一頭組件5〇1，被架構以由其 板，同時，將基板懸置於電鍍室5 〇 2中作處理 此架構中，基板大致被支撐於面朝下架構，即 向支撐件，呈一朝下方向，使得電鍍溶液可以 配送至電錢至5 0 2中之基板。基板可以經由頭 垂直移動，而被放置於電鍍室5〇2中並由電鍍 開。頭組件501的下部份大致包含一可旋轉安 撐件503，其係被架構以支撐一基板於其下表 表面5 04可以包含一真空吸引組件、一機械吸 其他裝置/組件，其被架構以將基板固定於其 502包含一實質平坦碗部5〇7，其係對中於電鍍 碗部507包含一對中之流體注入/回收埠5〇6 以與一電锻流體供給（未示出）相通並可以架構 流體由流體供給配送至碗部507。埠5〇6可以 回收埠，因為蟑5 0 6可以選擇地與一電鑛流體e 示出）相通。 於操作中，電鍍設備500可以在基板支撐 表面504上接收一基板。基板的為基板支撐件 可以以具有在升高位置中之頭組件所進行，即 件5 〇 3被升兩電鑛室5 〇 2的頂部外。於此位置 傳运機械手臂，例如第1圖所示之傳送機械手 入安排在外 〇 此另一電鍍 上支撐一基 。因此，於 生產表面背 由基板下被 組件5 0 1的 室502中移 装之基板支 面 504 。下 弓I組件、或 i。電鍍室 室502中。 ’埠506可 以將一電鍍 用以作為一 ϊ收裝置（未 件5 03的下 5〇3所接收 該基板支撐 中，一基板 臂102可以 18 1258190 用以 置時 示出 引至 組件 位置 約1 以經 間之 503 式可 以經 密封 許以 鍍架 送至 式旋 經由 噴洗 有一 被固 流體 送於 傳送一基板接近基板支撐件503，當其是於一升高位 。一旦’一基板接近基板支樓件503，一真空源（未 )可以與下表面504相通，因此，基板可以被真空吸 下表面5 04。一旦基板被固定至基板支撐件5〇3，頭 501可以降低基板支撐件503至一處理位置。該處理 可以例如為一位置，其中下表面5〇4係於碗部5〇7下 mm至l〇mm。一旦基板於處理位置時，電鍍流體可 由埠506配送。電鍍流體操作以填入於基板與碗部5〇7 區域505中。一旦溶液填滿區域505，則基板支撐件 可以旋轉及/或攪動以促進電鍍處理。再者，類似方 以對第4A圖所示之電鍍室加以進行，該電鍍溶液可 由凹面被維持於區域505中，或者，也可以使用一外 架構。再者，電鍍溶液可以被持續由埠5〇6配送並允 於電鐘處理時，向外流經碗部5 〇 7。 一旦基板在電鍍室H 07處理時，無關於所用之特定電 構’基板可以藉由基板傳送機械手臂丨〇2移去並被傳 噴洗式旋乾室108。基板的由電鍍室107傳送至喷洗 乾室108可以包含藉由第一傳送機械手臂1〇2將基板 定位/遞換位置1〇3送至一第二傳送機械手臂1〇2。 式旋乾室108大致包含一可旋轉安裝基板支撐件，具 流體配送裝置定位於基板支撐件上。因此，基板可以 疋至基板支撐件，旋轉於較高額定速度並具有一清洗 配送於該基板表面上。旋轉活動的離心力操作以使配 其上之清洗溶液沿著為清洗溶液所吸收的表面污染， 19 1258190 並向基板的圓周外並在邊緣上進入流體排出。 %八暴板表 面的清洗溶液的流動可以被終止，及基板可以持續為基板 支樓件所旋轉於高額定速度，因& ’使得剩餘清洗^以 乾燥方式脫離基板。 一旦基板在室108中被清洗及乾燥，基板可以為基板 傳送機械手臂102所由室108移開並被傳送室回火室 1〇9。回火室109可以包含一基板支撐件，其係被架構以 接收及支撐一基板於其上，用以回火處理。室1〇9可以更 包含一加熱裝置，例如一電阻性加熱元件或加熱燈，例如， 其可以用以提高於室1〇9中之溫度至一預定程度一預定時 間。於室109中之溫度提高操作以回火被定位在室！⑽中 之基板支撐件上之基板。一旦基板的回火處理完成於室 1〇9中，若基板傳送機械手臂1〇2可以由室移開已回 火基板’並傳送基板至一基板1 〇 5。 於操作中，本發明的例子雷供& 幻例不電鏡糸統1 〇〇可以被用以電 鑛銅至具有次四分之—微米大小特性形成於其上之基板 上。具有次四分之一微米大小特性形纟於其上的基板可以 ㈣放於—卡£中，卡E可以經由箱裝制1G4之選擇附 者至基板傳送室1〇1 ’而與系統100相通。一旦箱裝載器 104接收該卡£，機械手臂基板傳送機械手臂如可以操 作以由箱裝載器ΠΜ抽回個別基板，用以於系統1〇〇中處 理。例如’機械手臂102可以由一箱裝載器1〇4取回一某 板，並傳送基板進入活化室1〇6。一般而言，由箱褒載二 1〇4將基板移開包含打開-定位在室⑷及箱敦載器刚 20 1258190 間之狹縫閥11 0。同樣地，當由箱裝載器1 0 4移開之基板 予以被引入活化室1 0 6時’於活化室1 0 6及基板傳送室1 〇 1 間之一狹縫閥1 1 0或其他類型之閥可以被打開，使得基板 可以被引入室106中。一旦基板被定位於活化室1〇6中， 狹縫閥1 1 0可以關閉，以將活化室1 0 6與傳送室1 〇 1分隔。 一旦基板被定位在基板支撲件2 1 2上，可以經由孔徑 224施加真空，而將基板真空吸引至基板接收面214。一 旦基板被吸引至基板支撐件2 1 2，基板支撐件2 1 2可以為 馬達2 2 2所旋轉。當基板旋轉時，流體配送喷嘴2 2 3可以 配送一清洗溶液至基板表面。隨後，一活化溶液可以配送 至基板表面上。清洗溶液及活化溶液可以都被儲存在流體 儲存單元228的組合中，並經由閥229的選擇致動，而選 擇地混合/施加至基板表面。當溶液被基板支撐件2 1 2的 旋轉，而被徑向推向外時，基板支撐件2 1 2允許被配送於 其上之溶液被均勻配送至基板的整個表面上。該向外推溶 液由基板支撐件212的邊緣脫離，或被接收於在基板支撐 件2 1 2的圓周旁的環狀流體排出埠中。該溶液然後通至室 1 〇 6的底部2 0 7，並被收納於流體排出口 2 2 7中，用以捕 捉及可能之再生。一旦活化溶液被配送於基板表面上，一 清洗溶液可以被應用至基板表面上。 一旦活化處理完成，基板可以由活化室1 〇 6為基板傳 送機械手臂102所經由傳送室1〇1及活化室1〇6間之狹縫 閥11 0的開放加以移開。機械手臂然後經由另一定位在電 鍍室1 07及傳送室1 0 1間之狹縫閥丨丨〇，而傳送基板至電 21 1258190 鑛室1 〇 7。假設如第3 A圖之電鍍室丨〇 7的實施例被 基板可以被基板傳送機械手臂丨〇 2所定位在基板 3 0 1。一真空然後被施加至基板的背面，以將基板 引至基板支樓件3 0 1。基板支撐件3 〇丨然後可以經 3 11的作動，而旋轉，而一電鍍溶液係為流體配送噴 所配送至基板表面。於溶液配送處理時，基板支撐 轉速度可以例如於約50RPM至約2000RPM之範圍 板支撐件3 0 1的旋轉使得電鍍溶液徑向向外行進， 電鍵溶液由基板支擇件3 〇丨的邊緣脫離並被捕捉於 的流體排出中。流體排出可以與電解質補充系統相 糸統被架構以補充後序使用。一旦電鍵處理完成， 以由電鍍室移開。將基板由電鍍室3〇〇移開再次涉 板傳送機械手臂102移動入室3〇〇中，用以取回已 板的目的。取回程序包含作動抬舉銷3 〇 9，使得機 102可以嚙合被電鍍基板的下側，用以由室3〇〇移 旦機械手臂102由電鍍室取回基板，基板可以被傳 喷洗式旋乾室1 08中。將基板傳送至喷洗式旋乾室 程序可以包含由一第一基板傳送機械手臂經由遞才 向器103將基板傳送至第二基板傳送機械手臂。 或者，若如第4A圖中之電鍍室被利用時，一 同電鍍方法也可以使用。例如，使用室4〇〇，操作屏 吁以移動至一基板裝載位置，使得一基板可以定 40 0中之基板支撐件401中。一旦基板被定位在基 件401上，蒸發屏蔽4〇3可以被移動入處理位置。 使用， 支撐件 真空吸 由馬達 嘴315 件的旋 間。基 因此5 室300 通，該 基板可 及將基 電鍍基 械手臂 開。— 送至一 108的 良站/定 略微不 蔽403 位在室 板支撐 該處理 22 1258190 位置可以例如包合 將該蒸發屏蔽4〇3的下表面404定位於 基板表面上之約c . 、 至5mm處。或者，該間隔可以於約imm 至約1 0 m m間夕妒丄 ^ 、、 巳圍中。以蒸發屏蔽在處理位置中，電鍍 >谷液可以為流體g -送# 2所配送進入蒸發屏蔽403的内 口P部份。蒸發屏蔽4 脾雷供、六 〇 3將電鍍，谷液通入基板與蒸發屏蔽403 曰之區域4G8 °電鍍溶液的計算數量可以藉由流艘配送臂 4〇2加以配送，使得區$ _被填滿，及―、凹面術形成

於予以電鍍的基板的’圓周部旁。—旦區域4〇8被填滿並形 成凹面凹面4〇7時’基板支撐件401及蒸發屏蔽403可以 彼此相對地旋轉。㈣構件的旋轉可以包含只有基板支樓 件401、只有蒸發屏蔽403、或在活化屏㉟403中之基板 支揮件401。再者，旋轉包含—相關構件逆向旋轉，以基 本上前後向攪動。無論如何，相關件的旋轉使得在區域408 中之電鍍溶液被循環，因此，促成電鍍。然而，於循環處 理時’並不需要引入額外電鍍溶液，因為凹面凹面407維 持電鍍溶液於區域408中。因此，如第4圖中所示之電锻

室利用較傳統裝置為少之電鍍溶液，該傳統裴置係用以連 續配送一電鍍流體至基板表面。 當於室400中完成電鍍處理時，基板支撐件401的旋 轉可以增加，使得由旋轉所產生的離心力克服了凹面力 量。這使得在區域408中之電鍍溶液被向外推並為流體排 出埠所捕捉。蒸發屏蔽4 0 3然後被移動至一裝載位置，及 基板被由機械手臂1 02所由室400移開，用以傳送在電錢 程序中之下一室，該下一室可以為喷洗式乾旋室1〇8。 23 1258190 一旦基板被定位在喷洗式旋乾室108中，該基板被吸 引至一可旋轉安裝的基板支揮件。該基板支撐件然後被旋 轉，同時，一清洗溶液被配送至基板表面上。基板支撐件 的旋轉速度可以於約3〇rpm至約1 0000rpni之範圍中然 而’可以想出旋轉的轉速可以低至約i〇rpm或高至S 3〇〇〇〇rpm。不管轉速，該清洗溶液被向外推動於基板的 整個表面上，因此，清洗溶液操作以洗去殘留在基板表面 上之殘留電鍍溶液或未附著之微粒。清洗溶液的配送然後 可以終止，同時，基板支撐件的旋轉被持續。基板支撐件 的持續旋轉操作以使殘留清洗溶液脫離基板表面，因而， 使基板表面乾燥。於清洗及乾燥製程中，基板支撐件的轉 速可以由清洗製程的轉速增加，例如於約2〇〇〇rpm至約 lOOOOrpm或更高之範圍中。 一旦清洗及乾燥製程完成，基板可以被傳送至回火室 1〇9。於回火室109中，基板可以定位於基板支撐件上， 同時，室109内之溫度可以升高至一預定溫度一預定時間 段。該預定溫度及持續時間可以依據半導體製程程式加以 決定，其t，溫度及持續時間被計算，以足夠回火在電鍍 室107中被鍍在基板上之層。 又 一旦回火製程完成，基板被基板傳送機械手臂102所 由回火室移開，並放置於基板接收箱裝載器丨05中。一般 而言，基板接收箱裝載器105與基板箱裝載器104係為箱 裝載器，被架構以接收可能由傳送室！ 〇 1所選擇卸下之卡 E。因此，予以電鍍的基板可以為一放置在箱裳载器1〇4 24 1258190 之卡匣所引入系統1 00中，而完成或已電鍍基板則可以以 箱裝載器1 〇 5，由系統1 〇 〇移開。 於本發明的另一實施例中，電鍍室1 〇 7及喷洗式旋乾 室1 0 8可以組合成單體室。於此實施例中，單體室可以架 構成於第一階段中，旋轉及配送電鍍溶液至基板上，於第 二階段中，配送清洗溶液及旋乾基板。然而，當電艘及清 洗/旋乾室組合時，變得很困難再回收電鍍溶液，因為清 洗溶液可能混在一起。因此，若組合室實施例被實施的話， 則一般而言，電鍍溶液即不會被再使用。然而，可以想出 的是，也可能於室的排出部份中裝有分離裝置，以將清洗 溶液自電鑛溶液中分開，因此，允許電鍍溶液的再回收。 雖然，前述係針對本發明的實施例，但本發明的其他 或進一步實施例也可以再不脫離本發明的基本範圍下加以 完成，本發明之範圍係由以下之申請專利範圍加以決定。 【圖式簡單說明】 的中心

第1圖為本發明之例示電鍍系統架構。 第2圖為本發明之例示活化室。 第3A圖為本發明之面朝上型無電電鍍室。 第3B圖為示於第3A圖之實施例中之基板支撐件 部份的剖面圖。 第4A圖為本發明之例示電錢室。 第4B圖為示於第4A圖之電鍍室的基板 的詳細剖面圖。 牙件的外部份 25 1258190 第4C圖為示於第4A圖之例示電鍍室之基板支撐件及蒸 發屏蔽於電鍍處理時的示意剖面圖。 第4D圖為本發明之例示電鍍室的基板支撐件、蒸發屏蔽 及外密封的例示剖面圖。 第 5 A圖為加入本發明之電鍍系統中之例示朝下電鍍系 統。

第5B圖為例示於第5A圖的電鍍室實施例的例示基板支 撐件與電鑛屏蔽之剖面圖。

【元件代表符號簡單說明】

100 電 鍍 系統 101 基 板 傳 送 室 102 機 械 手臂 103 基 板 定 位 器 104 箱 裝 載器 105 箱 裝 載 器 106 處 理 室 107 處 理 室 108 喷 洗 式旋乾室 109 回 火 室 110 開 口 202 處 理 隔 間 204 頂 206 側 壁 207 底 部 份 208 狹 縫 閥 210 基 板 212 基 板 支 撐 件 214 基 板 收納面 216 抬 舉 致 動 組件 218 抬 舉 銷 220 孔 徑 221 支 撐 件 222 配 达 臂 223 喷 嘴 224 真 空 埠 226 孔 徑 227 排 出 V 26 流體源 電鍍室 基板 真空孔徑 真空密封 電氣接觸 抬舉組件 基部件 喷嘴 電鍍流體供給系統 流體源 支撐件 蒸發屏蔽 氣體通道 凹面 中空内部份 流體密封 頭組件 支撐件 區域 碗部 229 控制閥 301 基板支撐件 3 03 基板接收面 3 05 箍環密封 3 07 油封 3 09 抬舉銷 3 11 馬達 314 臂部份 316 加熱器 318 控制閥 400 電鍍室 402 臂組件 404 下表面 406 排出通道 408 區域 410 下構件 500 電鍍室 502 電鍍室 504 ‘下表面 506 埠

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Claims (1)

1258190 玖、申請專利範圍 1· 一種半導體處理設備，至少包含： 一可旋轉基板支撐件，架構以支撐一基板呈一面朝上 架構； 一蒸發屏蔽，具有一直徑大致等於該可旋轉基板支撐 件及一實質平坦下表面，該蒸發屏蔽係可選擇定位在該 可旋轉基板支撐件上，該蒸發屏蔽具有至少一孔形成於 其中，用以與一處理溶液經由該孔而通至該支撐件的下 表面；及 一流體配送組件，架構以經由該至少一孔，而配送一 處理流體至一基板上。 2·如申請專利範圍第丨項所述之半導體處理設備，其中上 述之蒸發屏蔽的下表面在處理位置中，係定位於離開該 基板支撐件約1 mm至約5mm之處。 3·如申請專利範圍第丨項所述之半導體處理設備，其中上 述之蒸發屏蔽係可選擇地移動於一基板處理位置與一基 板裝載位置之間。 4.如申請專利範圍帛1項所述之半導體處理設備，其中上 述之蒸發屏蔽係被架構以維持處理流體於由基板表面及 具有外密封件之蒸發屏蔽下表面所界定的處理區域中。 28 1258190 如〔申請專利範圍第4項所述 述之4發屏蔽係被架構以經 處理區域中。 之半導體處理設備 由凹面力量維持處 其 理流 中上 體於 6.如申請專利範圍第 述之蒸發屏蔽係可 1項所述之半導體處理設備 選擇地可選擇。 其 中上 7 · 一種半導體電鍍系統，至少包含： 一中央傳送密封件； 一第一基板傳送機械手臂，定位 的第一區域中；

於該基板傳送密 一第二基板傳送機械手臂 的第二區域中； 定位於該基板傳送密 一第一基板箱裝載器’與該基板傳送密封件的第 域相通； 一第二基板箱裝载器，與該基板傳送密封件的第 域相通； 封件 封件 一區 二區

一活化密封件，與該基板傳送密封件的第一區 通； 一基板電鍍密封件，與該基板傳送密封件的第一 相通； 一基板喷洗式旋乾密封件，與該基板傳送密封件 二區域相通； 一基板回火密封件，與該基板傳送密封件的第二 域相 區域 的第 區域 29 1258190 相通，及 件中並與該第 一基板遞換，定位於該基板傳送密封 區域及第一區域相通。 8 ·如申請專利範圍第7項所述之半導體電 鐵系統，其中該 活化密封件包含： 一可旋轉安裝基板支撐件，架構以支撐一基板呈面朝 上位置；及 一活化流體配送組件，定位於該基板支撐件上並與活 化流體源及清洗流體源之至少之一經由至少一埋 ^ 遊擇致動 流量控制閥加以相通。 9·如申請專利範圍第7項所述之半導體電鍍系統，其中該 電鍍密封件包含： 一可旋轉基板支撐件，架構以支撐一基板呈一面朝上 位置； 一可旋轉安裝蒸發屏蔽，具有一實質平坦下表面及一 電艘流體配送通道形成在其中；及 一電鍍流體配送組件，架構以配送一電鍍流體進入該 蒸發屏蔽的電鍍流體配送通道中。 10·如申請專利範圍第9項所述之半導體電鍍系統，其中 該蒸發屏蔽係被架構以移動於_基板處理位置與一基板 裝載位置之間，其中該處理位置包含將該實質平坦下表 30 1258190 面定位於接近該基板支撐件的上表面 11·如申請專利範圍第9項所 該蒸發屏蔽於處理位置中， 支標件約1 m m至約1 〇 m m。 述之半導體電錢系統，其中 係被架構以定位以離開基板 12.—種將金屬鍍在一基板上的方法，至少包含步驟： 將一基板以第一基板傳送機械手臂由第一箱裝載器取 回，該機械手臂定位於一基板傳送密封件中； 0 以該第一基板傳送機械手臂，將基板傳送至一與基板 傳送密封件相通的活化室，作活化處理； 以該第一基板傳送機械手臂，將該基板由活化室移 開’並傳送該基板至與基板傳送密封件相通的電錢密封 件，作電鍍處理； ,以該第一基板傳送機械手臂，將該基板由該電鍍密封 件移開，並將該基板定位至一於基板傳送密封件中之遞 換位置； · 以一定位於該基板傳送密封件中之第二基板傳送機械 手臂，將該基板由該遞換位置取回，並將基板傳送至一 與基板傳送密封件相通的喷洗式旋乾密封件中，作喷洗 式旋乾處理； 以該第二機械手臂由該喷洗式旋乾密封件移開該基 板，並傳送該基板至與基板傳送密封件相通的一回火室 中，作回火處理；及 31 1258190 以該第二基板傳送機械手臂，將基板傳送至與基板傳 送密封件相通的一第二箱裝載器中。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項所述之方法，其中該活化處理 包含將一可旋轉安裝基板支樓件上旋轉該基板’同時將 一活化流體配送至該基板表面上。 1 4.如申請專利範圍第1 2項所述之方法，其中該電鍍處理 包含旋轉該在一可旋轉安裝基板支撐件上之基板，同 時，將一電鍍溶液配送至該基板表面上。 1 5 .如申請專利範圍第1 2項所述之方法，其中上述之電鍍 處理包含： 將一蒸發屏蔽定位於一裝載位置； 將該基板定位至一基板支撐件； 將該蒸發屏蔽定位於一處理位置，其中該處理位置係 被架構以定位該蒸發屏蔽的下平坦表面離開該基板於約 1 m m至約1 0 m m之間； 將一電鍍溶液配送入由基板及蒸發屏蔽所界定的處理 區域中； 藉由旋轉該蒸發屏蔽及基板支撐件之至少之一，而攪 動於處理區域中之電鍍溶液；及 藉由將該蒸發屏蔽定位於裝載位置中，而將基板由電 鍍密封件移開，並以第一基板傳送機械手臂取回該基 32 1258190 板。 1 6.如申請專利範圍第1 2項所述之方法，其中上述之喷洗 式旋乾處理包含以第一轉速轉動在一可旋轉基板支撐件 上之基板，同時，將一清洗溶液配送至基板上，終止該 清洗溶液的配送、及以第二轉速旋轉該基板，以旋乾該 基板，其中該第一轉速係低於該第二轉速。

17.如申請專利範圍第12項所述之方法，其中上述之第一 基板傳送機械手臂係定位於該基板傳送室的第一區域中 並被架構以進入第一箱裝載器、活化密封件、電鍍密封 件、及遞換位置。 1 8 .如申請專利範圍第1 2項所述之方法，其中上述之第二 基板傳送機械手臂係定位於該基板傳送室的第二區域中 並被架構以進入第二箱裝載器、回火密封件、噴洗式旋 乾密封件、及遞換位置。 φ 33