專利名稱：襯底處理設備和襯底處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種適合于用多種液體處理襯底的襯底處理設備和襯底處理方法。
背景技術：
把金屬(導體)嵌入互連溝道和接觸孔的工藝(所謂的鑲嵌工藝)正被用作形成半導體襯底互連件的工藝。該工藝用于把鋁或者近年來例如銅、銀等等金屬(互連材料)嵌入互連溝道以及接觸孔內，其中的互連溝道和接觸孔已經形成在層間電介質中，然后通過化學機械拋光(CMP)去除過量的金屬，以形成平整的表面。例如，如附圖中的圖15所示，在已經沉積在例如半導體晶片的襯底W表面上的SiO2等絕緣膜210上，形成微小的互連凹部212。在TaN等阻擋層214形成在該微小互連凹部212表面上后，該絕緣膜210被鍍上銅膜，這樣在襯底W表面上生長出銅膜并用銅裝填微小互連凹部212(鑲嵌工藝)。此后，在該襯底W表面上進行化學機械拋光(CMP)以從其上去除多余的銅膜，使襯底W表面平整，從而在該絕緣膜210上形成銅膜互連件216。然后，由通過無電鍍沉積的Co-W-P合金薄膜組成的互連件保護層(覆蓋材料)218有選擇地形成在該互連件(銅膜)216的暴露表面上，從而利用該互連件保護層218保護該互連件216(鍍帽工藝)。
在此以前，鍍膜設備通常包括多個單元，這些單元包括進行各種鍍膜過程的單元、進行輔助該鍍膜過程的各種預處理過程的單元以及進行清洗處理的單元。已經提出過用單一單元進行上述各種過程的鍍膜設備，來替代上述傳統的鍍膜設備。
然而，如果通過一個單元進行多個處理過程(例如使用鍍液的化學液體處理、使用純水的清洗處理或者多種化學液體處理)，則用于相應處理中的處理液會混雜一起或者被稀釋，因此不能重復使用。

發(fā)明內容
鑒于上述缺點提出本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種襯底處理設備和襯底處理方法，即使在一個設備中用多種處理液對襯底進行處理，該設備和方法也能夠阻止處理液互相混雜。
為了實現上述目的，根據本發(fā)明的用于處理襯底的設備具有第一處理段，在由襯底頭所夾持的該襯底插入到處理槽內的狀態(tài)下，該處理段使得處理液與襯底待處理表面接觸；用于垂直地移動由該襯底頭所夾持的襯底的襯底提升/下降機構；有選擇地打開和關閉處理槽的罩；以及第二處理段，在罩已經關閉該處理槽的開口時，該處理段用于在罩上面使得處理液與由該襯底頭所夾持的襯底待處理表面接觸。
利用上述配置，當第一處理段處理槽的開口被罩關閉時，可使襯底通過第二處理段與其他處理液接觸。因此，當該襯底通過第二處理段與其他處理液接觸時，被第二處理段所采用的處理液不能進入到處理槽，由此阻止了與處理槽內處理液的混雜。由于多個襯底處理步驟分別在該處理槽內以及處理槽上面進行，因此該設備非常緊湊。
例如，該第一處理段為這樣的結構，即用于在處理槽內儲存處理液并把該襯底待處理表面浸入到該處理液內，從而使得該處理液與該襯底待處理表面接觸。
優(yōu)選的是，該處理槽適合于在其中噴射和密封氣體。
該第一處理段為這樣的結構，即用于使從位于該處理槽內的處理液噴射段噴射出的處理液與該襯底待處理表面接觸。
優(yōu)選的是，該處理槽具有處理液循環(huán)系統，該系統用于回收已經提供給該處理槽的處理液并把該處理液供應給處理槽。利用該處理液循環(huán)系統，第二處理段使用的液體被阻止進入該處理槽內，同時在該處理槽內的處理液可輕易地循環(huán)以重新使用。
優(yōu)選的是，該襯底頭為這樣的結構，即吸引該襯底的背面以夾持該襯底，從而使得該處理液與該襯底整個待處理表面接觸。因此，包括襯底邊緣的整個襯底待處理表面可輕易地被處理。
優(yōu)選的是、該襯底頭為這樣的結構，即用于只吸引襯底背面，以夾持該襯底，從而形成與襯底處理表面接觸的處理液的均勻流動，并使得該處理液與包括襯底邊緣的整個襯底待處理表面均勻接觸。因此，包括襯底邊緣的整個襯底待處理表面可均勻地被處理。
優(yōu)選的是，該襯底頭具有擺動機構，該機構用于把襯底頭所夾持的襯底浸入到該處理槽內的處理液內，同時該襯底與水平位置成預定角度傾斜。由于該襯底可浸入在該處理液內，同時與水平位置成預定角度傾斜，因此例如空氣等等的氣體被阻止滯留在襯底待處理表面上，這樣可均勻地處理襯底的待處理表面。
優(yōu)選的是，該設備應還包括驅動機構，用于在兩個位置之間移動該罩，其中的兩個位置包括罩位于該處理槽側面的縮回位置和罩位于該處理槽上方并關閉該處理槽開口的關閉位置。由于該罩只位于處理槽上方和處理槽側面，因此整個襯底處理設備就非常緊湊。
優(yōu)選的是，處理液噴射段設置在罩的上表面，用于使該處理液與該襯底待處理表面接觸，同時罩關閉該處理槽的開口。隨著該處理液噴射段(噴嘴)作為第二處理段整體地設置在罩上表面，該設備可簡化。
堤壩狀件可設置在罩的上表面，當罩從關閉該處理槽開口的狀態(tài)中打開時，用于阻止滯留在該罩上表面的處理液落入該處理槽內。該堤壩狀件在可靠地阻止第二處理段中用于處理該襯底的液體流入到該處理槽內時是有效的。
該罩可具有上表面，該上表面具有傾斜形狀或者圓錐形狀，用于使該罩上表面上的處理液流下，同時該罩關閉該處理槽的開口。如此構形的該罩上表面在可靠地阻止第二處理段中用于處理該襯底的液體流入到該處理槽內時是有效的。
該設備可還包括擦拭器、振動器或者罩旋轉機構，用于去除滯留在所述罩上表面的處理液。該擦拭器、振動器或者罩旋轉機構在可靠地阻止第二處理段中用于處理該襯底的液體流入到該處理槽內時是有效的。
優(yōu)選的是，該處理槽在其上部具有傾斜壁，該傾斜壁在向上方向上具有逐漸減小的外徑，從而使所述處理槽開口上端的外壁被定位在所述罩內壁內部，該罩覆蓋該開口的上端。該傾斜壁在可靠地阻止第二處理段中用于處理該襯底的液體流入到該處理槽內時是有效的。
根據本發(fā)明的處理襯底的方法，包括使得處理液與襯底待處理表面接觸，其中狀態(tài)為由襯底頭所夾持的該襯底插入到處理槽內；用罩關閉處理槽的開口，其狀態(tài)為由該襯底所夾持的襯底提升在處理槽上方；以及在罩上面使得處理液與由該襯底頭所夾持的襯底待處理表面接觸，而其中該罩已經關閉該處理槽的開口。
使該處理液在該處理槽內與該襯底待處理表面接觸包括這樣的步驟，即在該處理槽內儲存處理液，并把該襯底待處理表面浸入在該處理液內。
優(yōu)選的是，該方法還包括當處理槽開口由該罩關閉時用惰性氣體填充處理槽，從而保護在該處理槽內的處理液。
使處理液在處理槽內與襯底待處理表面接觸可選擇地包括這樣的步驟，即將從布置在該處理槽內的處理液噴射段噴射的處理液噴射成與該襯底待處理表面接觸。
優(yōu)選的是，該方法應還包括對已經提供給該處理槽的處理液進行回收以及把該處理液供應給該處理槽。
優(yōu)選的是，該襯底頭吸引該襯底的背面以夾持該襯底。
優(yōu)選的是，該襯底頭只吸引襯底背面，以夾持該襯底，從而形成與襯底處理表面接觸的處理液的均勻流動，并使得該處理液與包括襯底邊緣的整個襯底待處理表面均勻接觸。
優(yōu)選的是，處理液均勻流從待處理表面將在該襯底待處理表面上流動的氣泡，或者當該處理液與該襯底待處理表面接觸時產生的氣泡排放出去。
優(yōu)選的是，把襯底待處理表面浸入到所述處理液內應包括這樣的步驟，即把所述襯底待處理表面浸入到所述處理槽內的處理液中，同時使所述襯底傾斜。
優(yōu)選的是，通過在兩個位置之間移動該罩，通過該罩有選擇地打開和關閉該處理槽的開口，其中的兩個位置包括罩位于該處理槽側面的縮回位置和罩位于該處理槽上方并關閉該處理槽開口的關閉位置。
使處理液與襯底待處理表面接觸可包括這樣的步驟，即把從安裝在所述罩上表面的處理液噴射段噴射的處理液噴射到該襯底。


圖1A為大略地示出了用作無電鍍設備的根據本發(fā)明實施例的襯底處理設備結構的側視圖；圖1B為大略地示出了該襯底處理設備的剖面?zhèn)纫晥D；圖2為當該罩移到該處理槽上方位置時、在罩和處理槽外圓周部分之間空間關系的放大的局部剖面圖；圖3A為示出了在傳送襯底時襯底頭的剖面圖；圖3B為在圖3A中B部分的放大圖；圖4A為大略地示出了在夾持襯底時襯底頭的剖面圖；圖4B為在圖4A中B部分的放大圖；圖5A為大略地示出了在對襯底鍍膜時襯底頭的剖面圖；圖5B為在圖5A中B部分的放大圖；圖6為大略地示出了襯底頭驅動機構結構的側視圖；圖7A為該襯底處理設備操作(第一過程)的側視圖；圖7B為大略地示出了該襯底處理設備操作(第一過程)的剖面?zhèn)纫晥D；圖8A為該襯底處理設備操作(第二過程)的側視示意圖；圖8B為大略地示出了該襯底處理設備操作(第二過程)的剖面?zhèn)纫暿疽鈭D；圖9A為其上安裝有另一個罩的處理槽平面圖；
圖9B為該處理槽的側視圖；圖10A為其上安裝有又一個罩的處理槽平面圖；圖10B為該處理槽的側視圖；圖11A為其上安裝有又一個罩的處理槽平面圖；圖11B為該處理槽的側視圖；圖12A為其上安裝有又一個罩的處理槽平面圖；圖12B為該處理槽的側視圖；圖13A為其上安裝有又一個罩的處理槽平面圖；圖13B為該處理槽的側視圖；圖14A為其上安裝有又一個罩的處理槽平面圖；圖14B為部分剖視的處理槽側視圖；圖14C為在14B中C部分的放大圖；圖14D為帶有剖面示出的罩的處理槽右側視圖；圖15為半導體襯底的放大局部剖面圖；圖16為示出設置有襯底處理設備的襯底處理機構布局的平面圖；圖17為示出了另一個襯底處理機構布局的平面圖；圖18為示出了另一個襯底處理機構布局的平面圖；圖19為示出了在圖18所示襯底處理機構中處理流程的流程圖；圖20為大略地示出了斜面和后部清潔單元的視圖；圖21為一個退火單元實例的垂直剖面正視圖；
圖22為圖21所示退火單元的平面剖視圖；圖23為大略地示出了根據本發(fā)明另一個實施例的襯底處理設備的剖面?zhèn)纫晥D；以及圖24為示出了根據本發(fā)明又一個實施例的襯底處理設備的處理槽和罩的視圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖詳細地描述本發(fā)明的實施例。
圖1A為用作無電鍍設備的本發(fā)明實施例的襯底處理設備側視圖，圖1B為大略地示出了該襯底處理設備1的剖面?zhèn)纫晥D。如圖1A和1B所示，該襯底處理設備(無電鍍設備)1包括用于把襯底W浸入容納在其中的鍍液(處理液)Q的處理槽(第一處理段)10、用于關閉該處理槽10開口11的罩40、安裝在該罩40上表面上的噴嘴(第二處理段)60、用于驅動(轉動)罩40的驅動機構70、用于夾持襯底W的襯底頭80、用于全面驅動該襯底頭80的襯底頭驅動機構110以及用于對容納在處理槽10內的鍍液Q進行循環(huán)的處理液循環(huán)系統150。下面將描述這些部件。
該處理槽10包括用于把鍍液Q容納在其中的處理槽體13、限定在處理槽體13上端外圓周部分內且用于回收已經溢出該處理槽體13的鍍液Q的外圓周槽15、以及在該外圓周槽15外圓周側周圍向上伸出的管狀護罩17。該管狀護罩17在其上緣具有傾斜壁19，該傾斜壁19的外徑在向上方向逐漸地減少。該處理槽體13具有限定在其底部中央的鍍液供應端口21。清洗噴嘴23安裝在該管狀護罩17上，用于從管狀護罩17的內側壁向開口11噴射清洗液(純水)射流。
該處理液循環(huán)系統150適合于將已經從處理槽10溢出到外圓周槽15內的該鍍液Q通過管子返回到供應槽151內，并用泵P把容納在供應槽15內的鍍液供應到該處理槽體13的鍍液供應端口21，從而使鍍液Q循環(huán)。供應槽151中容納加熱器153，用于使要提供給該處理槽10的鍍液Q保持在預定溫度。
該罩40由板元件組成，該板元件的大小做成可蓋住處理槽10的開口11。該罩40具有大體上圓形的上板41、圍繞著上板41外周邊的側板43、以及與該上板41和側板43互連的傾斜板42(參見圖2)。一對板狀臂45安裝在該罩40的相對側。該板狀臂45在其末端可轉動地支撐在相應的樞軸47上，其中樞軸47位于該處理槽10的大體上中心相對側上。其中一個臂45的末端被固定到驅動機構70連接臂75的末梢上。
圖2為示出了當該罩40移到處理槽10上方的位置時、在該罩40和該處理槽10外圓周部分之間的空間關系的放大局部剖面圖。如上所述，該管狀護罩17在它的上緣具有傾斜壁19，該傾斜壁19的外徑在向上方向逐漸地減小。利用這樣形狀的傾斜壁19，在處理槽10開口11上端的外壁表面(外徑L1)位于罩40內壁表面(內徑L2)的內部，其中該罩40覆蓋該開口11的上端(L1＜L2)。
該噴嘴(處理液噴射段)60包括多個(五個)向上取向的噴嘴63，該噴嘴63在一個棒狀安裝塊61上安裝成一排，而該安裝塊61固定在罩40上表面中央。在本實施例中，該噴嘴63直接向上噴射該清洗液(純水)。該安裝塊61具有修圓的拐角(在側面和其頂部)以在罩40轉動時阻止純水或者別的液體滯留在噴嘴60上。
參見圖1A和1B，該驅動機構70包括罩旋轉缸71、連接到罩旋轉缸71內活塞上的桿73以及可轉動地連接到該桿73末端的連接臂75。該罩旋轉缸71具有可轉動地支撐在固定元件側的下端。
圖3A為大略地示出了襯底頭80的剖面圖，而圖3B為圖3A中B部分的放大圖。如圖3A所示，該襯底頭80具有襯底夾持件81和襯底夾持件驅動段100。該襯底夾持件81包括大體上圓筒形的開口朝下的襯底接收件83以及位于該襯底接收件83內部的大體上圓形的吸頭89。該襯底接收件83具有從它的下端向內伸出用于在其中臨時放置該襯底W的臨時支座85、限定在其外圓周側壁上的襯底插入槽87。該吸頭89包括具有形成在其中的真空/氣體供應管線93的大體上圓形底板91、安裝在底板91下部表面的環(huán)狀襯底吸引元件95。該襯底吸引元件95由密封件組成，該密封件具有從該底板91下部表面向下伸出的末端，用于對該密封件所夾持的襯底W背面進行密封。該襯底吸引元件95具有形成在其中的通連該真空/氣體供應管線93的吸引/釋放孔97，用于有選擇地吸引和釋放襯底W。
該襯底夾持件驅動段在其中具有用于使該吸頭89旋轉的襯底旋轉電機101和用于把襯底接收件83移動到預定垂直位置(至少三個垂直位置)的襯底接收件移動缸103。該吸頭89通過襯底旋轉電機101旋轉，同時襯底接收件83通過襯底接收件移動缸103垂直移動。吸頭89旋轉但不垂直地移動，而襯底接收件83垂直移動而不旋轉。
下面將描述襯底頭80的操作。如圖3A和3B所示，利用不旋轉的吸頭89，襯底接收件83移到最下的位置(襯底傳送位置)，同時由襯底進給柄107吸引的襯底W通過襯底插入槽87插入到襯底接收件83。然后，襯底W從襯底進給柄107釋放并放置在臨時支座85上。此時，襯底W的待處理表面朝下。該襯底進給柄107然后從襯底插入槽87中移開。接著，如圖4A和4B所示，襯底接收件83升高使襯底吸引元件95的末梢接觸并靠著襯底W背面(上表面)的外圓周部分，而吸引/釋放孔97被抽空以將襯底W吸靠在襯底吸引元件95上。襯底接收件83的位置此時稱為襯底固定位置。襯底W背面(與待處理表面相對的表面)此刻通過被襯底吸引元件95密封而與待處理表面隔離。由于作為襯底W較窄寬度(直徑方向)的圓周區(qū)域根據上述吸引過程被抽空，通過該抽空在襯底W上的副作用(例如彎曲)最小化。接著，如圖5A和5B所示，該襯底接收件83略微地降低(例如幾毫米)以從臨時支座85上釋放襯底W。襯底接收件83的位置此時稱為襯底處理位置。然后，襯底頭80完全降低，如圖1所示，以把襯底頭80所夾持的襯底W浸入到處理槽10內的鍍液Q中。由于只吸引襯底W的背面、則襯底W的整個待處理表面及其邊緣部分可完全地浸入到鍍液內從而被處理。此外，由于襯底接收件83下降離開襯底W，同時只有襯底W背面被吸引，當襯底W浸入到鍍液Q時，順著襯底W的鍍液Q流動L(參見圖5B)不受阻礙，從而鍍液Q在襯底W整個待處理表面上均勻地流動。與在襯底W待處理表面上鍍液Q流一起流動的氣泡和由該鍍膜處理產生的氣泡可從該襯底W待處理表面上排放到處理槽10其他區(qū)域。因此，去除了將對鍍膜過程產生負面影響的不規(guī)則流動或者氣泡，從而襯底W的包括邊緣部分的整個待處理表面可被均勻地鍍膜。在襯底W處理完成后，襯底接收件83提升到圖4A和4B所示的襯底固定位置。把襯底W放置在臨時支座85上。氣體(例如，如氮氣的惰性氣體)從吸引/釋放孔97噴射，以把襯底W從襯底吸引元件95上釋放。同時，襯底接收件83降低到圖3A和3B所示的襯底傳送位置。此后，襯底進給柄107從襯底插入槽87插入，并把襯底W從襯底接收件83中拉出。
圖6為大略地示出了襯底頭驅動機構110結構的側視圖。如圖6所示，該襯底頭驅動機構110包括用于搖擺整個襯底頭80的擺動機構111、用于轉動整個襯底頭80和該擺動機構111的轉動機構121以及用于提升和降低整個襯底頭80、該擺動機構111和該轉動機構121的提升/下降機構131。該擺動機構111包括固定到支架113上的軸115和用于旋轉該軸115的軸旋轉缸117，其中該支架113固定到襯底頭80上。當驅動該軸旋轉缸117時，軸115旋轉預定角度以搖擺襯底頭80，用于在水平位置和傾斜位置之間有選擇地移動由襯底頭80所夾持的襯底W，其中傾斜位置與水平位置傾斜預定角度。該轉動機構121包括頭部轉動伺服電動機123和通過頭部轉動伺服電動機123而可轉動移動的轉動軸125。該擺動機構111固定到轉動軸125的上端。該提升/下降機構131包括頭提升/下降缸133和可由頭提升/下降缸133提升和下降的桿135。轉動機構121固定在安裝在桿135末端的支撐件137上。
下面描述襯底處理設備1的總體操作。在圖1A和1B中，所示的罩40轉動以打開處理槽10的開口11，同時示出的襯底頭80被提升。該罩40從而移到該處理槽10一側的縮回位置。當襯底頭80提升時，該罩40在形成于襯底頭80和處理槽10之間的空間內轉動。此時，處理液循環(huán)系統150已經被驅動使鍍液Q在處理槽10和供應槽151之間循環(huán)，同時鍍液Q維持在預定溫度。根據如上所述的過程，未處理的襯底W被吸引到吸頭89上。然后，擺動機構111使襯底頭80整體搖擺，使襯底W與水平位置成預定角度傾斜，同時提升/下降機構131(參見圖6)被驅動，使襯底頭80下降到圖7A和7B所示的位置，在該位置，襯底W浸入到鍍液Q內。在襯底W浸入后，擺動機構111使襯底頭80整體搖擺回到原始位置，以把襯底W帶到水平位置，在該位置，襯底W經受無電鍍。此時，圖3A和3B所示的襯底旋轉電機101通電以使襯底W旋轉。在襯底處理設備1中，由于襯底W浸入在鍍液Q內，同時與水平位置傾斜預定角度，則例如空氣等等的氣體被阻止滯留在襯底W的待處理表面上。具體地說，如果襯底W浸入在鍍液Q內，同時處于水平位置，則例如空氣等等氣體將保持在襯底W和鍍液Q之間，阻止襯底W均勻地鍍膜。在該襯底處理設備1中，當襯底W浸入在鍍液Q內時，襯底W傾斜以阻止例如空氣等等的氣體進入到襯底W和鍍液Q之間，從而使襯底W均勻地鍍膜。
如上所述，當在襯底待處理表面(下部表面)上進行無電鍍(第一過程)預定時段后，提升/下降機構131(參見圖6)被驅動以把襯底頭80提升到圖1A和1B所示的位置上。當提升襯底W時，安裝在處理槽10上的清洗噴嘴23把清洗液(純水)射流噴射到正在提升的襯底W待處理表面上。如果在無電鍍完成后襯底W不立即冷卻，則鍍液Q滯留在襯底W上，無電鍍將仍然進行。根據本實施例，通過把清洗液射流噴射到襯底W待處理表面上，以在完成無電鍍后立即冷卻襯底W，則阻止無電鍍的繼續(xù)進行。
然后，如圖8A和8B所示，驅動機構70被驅動以轉動該罩40，用罩40覆蓋處理槽10的開口11。具體地說，罩40移到處理槽10上方的閉合位置，關閉處理槽10的開口11。然后，固定安裝在罩40上表面的噴射噴嘴60的噴嘴63直接向上噴射清洗液(純水)。該噴射清洗液接觸并清潔襯底W的已處理表面。此時，由于處理槽10的開口11覆蓋有罩40，清洗液沒有返回到處理槽10的路線。因此，在處理槽10內的鍍液Q沒有被清洗液稀釋并由此可被用于循環(huán)。根據本實施例，特別是，如圖2所示，由于在開口11上端的外壁表面(外部直徑L1)位于覆蓋開口11上端的罩40內壁表面(內徑L2)內部(L1＜L2)，則必然地，沿著罩40外圓周表面流下的清洗液落在該開口11上端的外壁表面上方，不進入到開口11內。在清潔襯底W后，清洗液從排泄口(未示出)排放出。已經清潔的襯底W從如上所述的襯底頭80移開。下一個未處理的襯底W然后安裝在襯底頭80，并如上所述將被鍍膜和清潔。
如圖2所示，根據本實施例的罩40具有這樣的形狀，以至于錐形傾斜板42與平坦的上板41和圓筒形側板43互相連接，而噴嘴60安裝在上板41上。如上所述，該噴嘴63的安裝塊61拐角(在其側面和頂部)被修圓，以阻止由噴嘴60噴射的液體滯留在該罩40上。因此，當封閉該開口11的罩40轉動時，罩40上的液體不會落入到開口11內。圖9A和9B-圖14A到圖14D示出了各種的實例，這些實例設計成當關閉該開口11的罩40轉動時能阻止罩40上的液體落入到開口11內。
圖9A和9B示出了具有半圓弧形堤壩狀件50的罩40-2，其中該堤壩狀件50環(huán)繞噴嘴60設置在其上表面41上。該堤壩狀件50具有幾毫米的高度，并安裝在罩40-2的一個區(qū)域(大約距罩40-2中心位置一半的區(qū)域)，當罩40-2轉動時，該區(qū)域向上提升。當轉動罩40-2時，滯留在罩40-2上的液體通過該堤壩狀件50被阻止從罩40-2上落下，但可靠地在罩40-2傾斜的方向上落下，從而避免了液體流到處理槽10內的危險。
圖10A和10B示出了具有整體傾斜的上表面(噴嘴安裝表面)41的罩40-3。該上表面41傾斜成這樣，即當罩40-3轉動時，它可在朝下的方向上下降。當襯底被清潔時(當清洗液通過噴嘴60噴射時)，落在罩40-3上表面41上的清洗液(純水或者別的液體)沿著傾斜上表面41流下，但被阻止滯留在上表面41上。結果，當罩40-3轉動時，滯留在上表面41上的液體被阻止流入到處理槽10內。
圖11A和11B示出了具有擦拭器51的罩40-4，該擦拭器51位于罩的上表面上方，并可通過例如氣缸等等致動器53驅動。該致動器53在罩40-4上表面上水平地移動擦拭器51，用于去除滯留在罩40-4的上表面上的液體。在本實例中，擦拭器51從罩40-4端部(圖11A中實線位置)移動到罩40-4的中心位置(圖11B中虛線位置)。罩40-4上表面41包括水平的半個表面41a和傾斜的半個表面41b，其中該水平的半個表面41a保持與擦拭器51滑動接觸，而傾斜的半個表面41b與擦拭器51不保持滑動接觸。噴嘴60(噴嘴63)嵌入在罩40-4內，或者在其他情況下設置成與不妨礙擦拭器51的操作。在用噴嘴60(或者通過別的化學液體處理)清潔完成后，操作擦拭器51使其從罩40-4端部移動到罩40-4中心位置，從而迫使在表面41a上的任何滯留液體到移表面41b上，液體從表面41b流掉。根據罩40-4，由于擦拭器51行程很短，因此由罩40-4占有的空間很小?？蛇x擇的是，罩40-4的整個上表面41可以是水平表面，而擦拭器51可從罩40-4一端移動到另一端。但是，根據這種選擇，擦拭器51具有比較長的行程，擦拭器51在罩40-4的整個上表面上動作。
圖12A和12B示出了具有兩個振動器54和在一個方向傾斜的整個上表面41的罩40-5。在用噴嘴60清潔(或者由別的化學液體處理)完成后，操作振動器54以振動罩40-5，用于迫使在罩40-5上的任何滯留液體離開該傾斜上表面41。由于罩40-5整個上表面傾斜，則可有效地迫使該滯留液體從上表面41上落下。
圖13A和13B示出了具有圓錐形狀的罩40-6。已經落在罩40-6上表面上的清洗液(或者別的化學液體)沿著圓錐形狀流下并落在處理槽10外面。
圖14A到14D示出了具有罩旋轉機構55的罩40-7。該罩旋轉機構55具有固定到臂45上的板551、固定安裝在該板551上的電機553、固定到電機553軸上的帶輪555、固定到安裝在罩40-7中心可旋轉軸上的帶輪557和圍繞該帶輪555、557的皮帶559，其中的罩40-7位于帶輪557上方。在襯底用由噴嘴60噴射的清洗液或者別的化學液體處理后，電機553通電以使該罩40-7旋轉，用于在離心力作用下強制甩掉罩40-7的上表面上的任何滯留液體。罩旋轉機構55可以各種方式在結構上變化，并可包括在可使罩40-7旋轉范圍內的任何機構。
在上述實施例中，襯底在儲存于處理槽10內的鍍液中進行無電鍍。然而，也可將陽極設置在處理槽10內，而陰極連接到襯底W上，用于在襯底W的待處理表面上進行電鍍。該襯底處理設備1可不用作鍍膜設備，而也作為用化學液體對襯底進行處理的襯底處理設備(例如用于在鍍膜前的預處理或者在鍍膜后的后處理)。用噴嘴60對襯底W的處理過程(處理液噴射段、第二處理段)不局限于用清洗液清潔襯底的過程，而可以是用化學液體處理襯底的任何各種過程。
圖16為示出了襯底處理機構(鍍帽設備)布局的平面圖，其中該機構包括根據上述實施例的襯底處理設備1。如圖16所示，該襯底處理機構包括用于把裝有襯底W的襯底盒加載與卸載的加載單元400a和卸載單元400b、用于傳送襯底W的三個傳送段(傳送機械手)401、403、405、兩個換向機407、409、臨時放置臺410、兩個干燥單元411、413、兩個清潔單元415、417、使用化學液體(例如稀硫酸)的襯底預處理設備419、使用化學液體(例如醋酸鈀)的兩個襯底預處理設備421、423、使用化學液體(例如檸檬酸)的兩個襯底預處理設備425、427以及兩個無電鍍設備429、431。每個無電鍍設備429、431包括根據上述實施例的襯底處理設備。
首先，傳送段401從加載單元400a中取出襯底W，并把襯底W傳送到換向機407上。換向機407對襯底W進行換向，然后通過傳送段401，襯底放置在臨時放置臺410上，通過傳送段403，在臨時放置臺410上的襯底W傳送到襯底預處理設備419。襯底預處理設備419用化學液體(例如稀硫酸)對襯底W待處理表面進行處理，并用清洗液清潔已處理的襯底W。
清潔后的襯底W然后通過傳送段405傳送到襯底預處理設備421、423中之一上，該設備用化學液體(例如醋酸鈀)對襯底W的待處理表面S進行處理，爾后用清洗液清潔該已處理的襯底W。清潔后的襯底W然后通過傳送段405傳送到襯底預處理設備425、427中之一上，該設備用化學液體(例如檸檬酸)對襯底W的待處理表面S進行處理，爾后用清洗液清潔該已處理襯底W。然后，該清潔的襯底w通過傳送段405傳送到無電鍍設備429、431中之一上，該設備在襯底W上進行無電鍍(鍍帽)并清潔襯底W。
通過傳送段405，清潔后的襯底W傳送到換向機409上，換向機409翻轉襯底。翻轉后的襯底W通過傳送段403被傳送到清潔單元417、415中之一，該清潔單元用輥刷清潔襯底W。清潔后的襯底W通過傳送段403傳送到干燥單元413、411中之一，該干燥單元清潔然后甩干襯底W。接著，襯底W通過傳送段401被傳送到卸載單元400b。
該襯底處理設備1同時還可用作每個襯底預處理設備419、421、423、425、427。
圖17為襯底處理機構的另一個實例的平面圖。圖17所示的該襯底處理機構包括用于加載半導體襯底的加載單元601、包括根據本發(fā)明襯底處理設備1且用于用銅對半導體襯底進行鍍膜的鍍銅腔室602、一對用于用水清潔半導體襯底的水清潔腔室603、604、用于化學和機械拋光半導體襯底的化學機械拋光(CMP)單元605、一對用水清潔半導體襯底的水清潔腔室606、607、干燥半導體襯底的干燥室608以及用其上的互連膜來卸載半導體襯底的卸載單元609。該襯底鍍膜設備還具有把半導體襯底傳送到腔室602、603、604、化學機械拋光單元605、腔室606、607、608以及卸載單元609的襯底移送機構(未示出)。該加載單元601、腔室602、603、604、化學機械拋光單元605、腔室606、607、608以及卸載單元609作為一個設備結合成一個整體的配置。在本實例中，在襯底處理機構中進行各種鍍膜處理的每個下述設備可包括根據本發(fā)明的襯底處理設備1。
該襯底處理機構如下操作襯底傳送機構把半導體襯底W從放在加載單元601上的襯底盒601-1中傳送到鍍銅腔室602上，其中在半導體襯底W上，互連膜還沒有形成。在鍍銅腔室602中，鍍銅膜形成在半導體襯底W的表面上，其中該半導體襯底W具有由互連溝道以及互連孔(接觸孔)組成的互連區(qū)域。
在鍍銅腔室602內，在鍍銅膜形成在半導體襯底W上后，半導體襯底W通過襯底傳送機構被傳送到一個水清潔腔室603、604，并在其中一個水清潔腔室603、604內被清潔。該清潔后的半導體襯底W通過襯底傳送機構被傳送到CMP單元605。該CMP單元605從半導體襯底W表面上去除不需要的鍍銅膜，留下在互連溝道以及互連孔內的鍍銅膜部分。
然后，通過襯底傳送機構，在互連溝道和互連孔內具有滯留鍍銅膜的該半導體襯底W傳送到水清潔腔室606、607中其中一個，并在水清潔腔室606、607其中的一個內用水清潔。清潔后的半導體襯底W然后在干燥室608內干燥，之后，具有用作互連膜的滯留鍍銅膜的干燥半導體襯底W放入到卸載單元609內的襯底盒609-1中。
圖18為示出了該襯底處理機構的另一個實例的平面圖。在該襯底處理機構中，設置阻擋層形成單元811、晶粒層形成單元812、鍍膜單元813、退火單元814、第一清潔單元815、斜面和后部清潔單元816、鍍帽單元817、第二清潔單元818、第一校準和膜厚測量儀器841、第二校準和膜厚測量儀器842、第一襯底換向機843、第二襯底換向機844、襯底臨時放置臺845、第三膜厚測量儀器846、加載/卸載段820、第一拋光設備821、第二拋光設備822、第一機械手831、第二機械手832、第三機械手833以及第四機械手834。膜厚測量儀器841、842和846與其它單元(鍍膜、清潔、退火單元等等)正面尺寸相同，從而可互換。
在本實例中，可使用無電的Ni-B鍍膜設備作為阻擋層形成單元811、無電的鍍銅設備作為晶粒層形成單元812以及電鍍設備作為鍍膜單元813。
圖19為示出了在本襯底處理機構中相應步驟流程的流程圖。下面根據該流程圖描述在該機構中相應的步驟。首先，通過第一機械手831，從放置在加載/卸載段820上的盒820a中取出的半導體襯底放置在第一校準和膜厚測量儀器841上，其中處于這樣的狀態(tài)，即它的待鍍膜表面朝上。為了設定進行膜厚度測量的位置的參考點、要進行膜厚度測量的切口對準，然后才能得到銅膜形成前有關半導體襯底的膜厚度數據。
接著，該半導體襯底通過第一機械手831傳送到阻擋層形成單元811。該阻擋層形成單元811是這樣的設備，即用于通過無電Ni-B鍍膜在半導體襯底上形成阻擋層，而該阻擋層形成單元811形成用于Ni-B膜，該膜用于阻止銅擴散進半導體器件的夾層絕緣體膜(例如SiO2)中。通過第一機械手831，在清潔和干燥步驟后出料的半導體襯底傳送到第一校準和膜厚測量儀器841，在這里測量半導體襯底的膜厚度，即該阻擋層的膜厚度。
在膜厚度測量后的半導體襯底通過第二機械手832運送到晶粒層形成單元812，而通過無電的鍍銅步驟在阻擋層上形成晶粒層。在半導體襯底傳送到鍍膜單元813以前，通過第二機械手832，在清潔和干燥后出料的半導體襯底傳送到第二校準和膜厚測量儀器842，用于確定切口位置，然后通過膜厚度測量儀器842進行用于鍍銅的切口對準。如果必要的話，在形成銅膜前，半導體襯底的膜厚度可在膜厚度測量儀器842中再次測量。
完成切口對準的半導體襯底通過第三機械手833傳送到鍍膜單元813，在鍍膜單元813，對半導體襯底進行鍍銅。通過第三機械手833，在清潔和干燥步驟后出料的半導體襯底傳送到斜面和后部清潔單元816，在這里去除在半導體襯底外圍部分上不必要的銅膜(晶粒層)。在斜面和后部清潔單元816，斜面在預定時間內被刻蝕，同時用例如氫氟酸的化學液體清除附著于半導體襯底后部的銅。此時，在把半導體襯底傳送到斜面和后部清潔單元816以前，可用第二校準和膜厚測量儀器842來進行半導體襯底的膜厚度測量，以獲得通過鍍膜形成的銅膜厚度值，并基于獲得的結果，可任意地變化斜面刻蝕時間以進行刻蝕。通過斜面刻蝕所刻蝕出的區(qū)域為對應于該襯底圍緣部分以及沒有電路形成在其中的區(qū)域，或者盡管形成電路而最后沒有用作芯片的區(qū)域。斜面部分包含在該區(qū)域內。
該斜面和后部清潔單元816中清潔和干燥步驟后出料的半導體襯底通過第三機械手833傳送到襯底換向機843。在通過襯底換向機843把半導體襯底翻轉以使鍍膜表面向下后，通過第四機械手834，半導體襯底被引入到退火單元814，從而使互連部分穩(wěn)定。在退火處理前和/或后，半導體襯底運送到第二校準和膜厚測量儀器842，在這里測量形成于半導體襯底上銅膜的膜厚度。然后，半導體襯底通過第四機械手834運送到第一拋光設備821，在其中半導體襯底的銅膜和晶粒層被拋光。
此時，使用理想的磨粒等，但也可采用固定的研磨劑，以阻止形成凹坑以及增進該表面的光潔度。在初步拋光完成后，半導體襯底通過第四機械手834傳送到第一清潔單元815，在此處被清潔。該清潔為擦洗清潔，其中具有與半導體襯底直徑大體上相同長度的輥位于半導體襯底的正面和后部，且半導體襯底和該輥旋轉，同時純水或者去離子水流動，從而進行半導體襯底的清潔。
在初步清潔完成后，半導體襯底通過第四機械手834傳送到第二拋光設備822，在這里對在半導體襯底上的阻擋層進行拋光。此時，使用理想的磨粒等，但也可采用固定的研磨劑，以阻止凹坑以及增進該表面的光潔度。在二次拋光完成后，半導體襯底通過第四機械手834再次傳送到進行擦洗清潔的第一清潔單元815。在清潔完成后，該半導體襯底通過第四機械手834傳送到第二襯底換向機844，在這里半導體襯底被翻轉，使已鍍膜表面朝上，然后通過該第三機械手833，該半導體襯底被放在襯底臨時放置臺845上。
通過第二機械手832，該半導體襯底從襯底臨時放置臺845傳送鍍帽單元817，在這里，為了阻止由于空氣導致的銅氧化，在該銅表面上進行Ni-B鍍膜。通過第二機械手832，已經進行鍍帽的該半導體襯底從鍍帽單元817運送到第三膜厚測量儀器846，在這里測量銅膜厚度。此后，通過第一機械手831，半導體襯底被運送到第二清潔單元818，在這里用純水或者去離子水清潔襯底。清潔后的半導體襯底返回到放置在加載/卸載段820上的盒820a內。
校準和膜厚測量儀器841以及校準和膜厚測量儀器842進行襯底切口部分的定位和膜厚的測量。
斜面和后部清潔單元816可進行邊緣(斜面)銅蝕刻同時進行后部清潔，并可抑制在襯底表面上電路形成部分的銅自然氧化膜生長。圖20示出了斜面和后部清潔單元816的示意圖。如圖20所示，該斜面和后部清潔單元816具有襯底夾持件922，該襯底夾持件922位于帶底圓筒形防水蓋920內，并適合于使襯底W以高速旋轉，其中的狀態(tài)為，襯底W表面向上，同時在沿著襯底圍緣部分的圓周方向的多個位置，通過旋壓夾頭921水平地夾持襯底W，中心噴嘴924放置在襯底夾持件922所夾持的襯底W表面中央部附近的上方，而邊緣噴嘴926放置在襯底W圍緣部分上方。中心噴嘴924和邊緣噴嘴926指向下方。后噴嘴928位于襯底W后部中央部附近下方，并指向上方。邊緣噴嘴926用于在襯底W直徑方向和高度方向移動。
邊緣噴嘴926的運動寬度L設定成可使邊緣噴嘴926可任意地設置在從襯底外圍端面朝向中心的方向上，同時根據襯底W的尺寸、應用等等輸入一組L值。通常情況下，切邊寬度C設定在2mm到5mm范圍內。在襯底轉速為從后部到正面液體移動量不成問題的某個值或者更高的情況中，在切邊寬度C內的銅膜可被去除。
下面將描述用該斜面和后部清潔單元進行清潔的方法。首先，半導體襯底W與襯底夾持件922水平地整體旋轉，同時通過襯底夾持件922的旋壓夾頭921而水平地夾持襯底。在該狀態(tài)，酸性溶液從中心噴嘴924提供到襯底W正面的中央部。該酸性溶液可以是非氧化酸，使用氫氟酸、鹽酸、硫酸、檸檬酸、草酸等等。另一方面，氧化劑溶液從邊緣噴嘴926連續(xù)地或者斷續(xù)地供應到襯底W的圍緣部分。作為氧化劑溶液，可使用臭氧水溶液、過氧化氫水溶液、硝酸水溶液以及次氯酸鈉水溶液中之一，或者使用這些溶液的組合。
在這種方式中，形成在半導體襯底W圍緣部分區(qū)域的上表面和端面上的銅膜等等用氧化劑溶液迅速地氧化，并用從中心噴嘴924提供并散布在該襯底整個正面上的酸性溶液同時進行刻蝕，借此銅膜被溶解并去除。通過在襯底圍緣部分把酸性溶液和氧化劑溶液混合，與將這兩種溶液預先進行混合后再供給的混合物相比，可獲得陡峭的刻蝕外形。此時，銅刻蝕速度由它們的濃度決定。如果銅自然氧化膜形成在襯底表面上的電路形成部分，則根據襯底的旋轉，通過擴散到襯底整個表面上的酸性溶液，該自然氧化物被立即去除，同時不再生長。在從該中心噴嘴924的酸性溶液供應停止后，從該邊緣噴嘴926的氧化劑溶液供應也停止。結果、暴露在表面上的硅被氧化，同時抑制了銅的沉積。
另一方面，氧化劑溶液和氧化硅膜蝕刻劑從后噴嘴928同時供應或者交替地供應到襯底后部的中央部。因此，附著在半導體襯底W后部的金屬形式的銅等等與襯底的硅一起用氧化劑溶液氧化，并可用二氧化硅膜蝕刻劑被刻蝕和去除。優(yōu)選的是，為使化學制劑的種類在數量上減少，該氧化劑溶液與提供給表面的氧化劑溶液相同。氫氟酸可用作氧化硅膜蝕刻劑，同時如果氫氟酸用作襯底表面上的酸性溶液，則化學制劑種類可在數量上減少。從而，如果氧化劑供應先停止，則獲得疏水性表面。如果蝕刻劑溶液先停止，則獲得水飽和的表面(親水性表面)，從而后部表面可調整到將滿足后續(xù)處理的要求的狀態(tài)。
在這種方式中，酸性溶液，即蝕刻溶液提供給襯底，以去除滯留在襯底W表面上的金屬離子。接著，提供純水以用純水替換該蝕刻溶液并去除該蝕刻溶液，然后通過離心脫水對該襯底進行干燥。在這種方式中，同時進行半導體襯底正面圍緣部分處切邊寬度C上的銅膜去除以及在后部銅污染物的去除，從而使該處理在例如80秒內完成。該邊緣蝕割寬度可任意地設定(從2到5mm)，但刻蝕需要的時間不取決于該切割寬度。
在CMP處理以前和在鍍膜后進行的退火處理對隨后的CMP處理和互連件的電學特征具有良好的作用。在沒有退火的CMP處理后對寬互連件(幾微米單元)的表面觀察顯示出例如微孔的許多缺陷，這導致整個互連件電阻的增加。實施退火改善了這種電阻的增加。在有退火的情況下，細互連件顯示沒有空隙。這樣，晶粒長大度假定與這些現象有關。也就是說，可推測以下機理晶粒生長難以在細互連件中發(fā)生。另一方面，在寬互連件中，晶粒生長根據退火處理進行。在晶粒生長過程期間，太小而不能通過SEM(掃描電子顯微鏡)看到的所鍍膜中的特細孔積聚并向上移動，從而在互連件上部形成微孔狀的凹陷。在退火單元814中的退火狀態(tài)是這樣，即氫(2％或者更少)被加入到周圍空氣中，溫度在300℃到400℃的范圍內，以及時間在1到5分鐘范圍內。在這些條件下，獲得上述效果。
圖21和22示出了退火單元814。該退火單元814包括腔室1002、熱板1004和冷卻板1006。其中腔室1002具有放入和取出該半導體襯底W的門1000，熱板1004放置在腔室1002上部位置，用于把半導體襯底W加熱到例如400℃，冷卻板1006放置在腔室1002的下部位置，用于通過例如在該板內流動冷卻水而冷卻半導體襯底W。退火單元814還具有多個垂直移動的提升銷1008，該提升銷1008穿過冷卻板1006并向上和向下延伸，用于把半導體襯底W放置和保持在它們上面。該退火單元此外還包括氣體引入管1010和氣體排放管1012，其中該氣體引入管1010用于在退火期間把抗氧化劑氣體引入到半導體襯底W和熱板1004之間，而氣體排放管1012用于把已經從氣體引入管1010引入并在半導體襯底W和熱板1004之間流動的氣體排放出。該管1010和1012布置在該熱板1004的相對兩側。
氣體引入管1010通連混合氣體引入管道1022，該混合氣體引入管道1022隨后通連混合器1020，在這里，通過帶有過濾器1014a的N2氣體引入管道1016引入的N2氣體和通過帶有過濾器1014b的H2氣體引入管道1018引入的H2氣體混合，形成流過該管線1022進入到該氣體引入管1010的混合氣體。
在操作中，已經通過門1000被運送進該腔室1002的半導體襯底W保持在提升銷1008上，同時提升銷1008抬高到這樣的位置，在該位置，在保持于提升銷1008上的半導體襯底W和熱板1004之間的距離變成例如0.1-1.0mm。
在該狀態(tài)，該半導體襯底W然后通過熱板1004加熱到例如400℃，同時，抗氧化劑氣體從氣體引入管1010引入，并且該氣體被允許在半導體襯底W和熱板1004之間流動，同時該氣體從氣體排放管1012排放，從而對半導體襯底W退火并同時阻止其氧化。該退火處理可在大約幾十秒到60秒內完成。襯底W的加熱溫度可在100℃-600℃范圍內選擇。
在退火完成后，該提升銷1008降低到這樣的位置，在該位置，在保持于提升銷1008上的半導體襯底W和該冷卻板1006之間的距離例如變成0-0.5mm。在該狀態(tài)，通過把冷卻水引入到冷卻板1006，半導體襯底W被冷卻板在例如10-60秒內冷卻到100C或者更低的溫度。該冷卻后的半導體襯底被送到下一工步。
N2氣體與百分之幾的H2的混合氣體用作上述抗氧化劑氣體。然而，N2氣體也可單獨地使用。
該退火單元可放置在電鍍設備中。
圖23為大略地示出了本發(fā)明另一個實施例的襯底處理設備1-2的剖面?zhèn)纫晥D，該襯底處理設備1-2示出了與圖7B所示狀態(tài)類似的狀態(tài)。襯底處理設備1-2與該襯底處理設備1中那些相同或者相應的部分用相同參考符號表示，同時在下面不詳細描述。在處理槽10的內部結構的細部方面，該襯底處理設備1-2不同于該襯底處理設備1。具體地說，該襯底處理設備1-2具有容器形狀的處理槽主體13，該主體13具有用于噴射鍍液(無電鍍液)的噴嘴(處理液噴射段)30，而不是在其中儲存鍍液。通過泵P將供應槽151的鍍液提供給噴嘴30。噴嘴30把鍍液噴射成與襯底W待處理表面接觸，其中襯底W的待處理表面降入到該處理槽主體13內，從而對該襯底W進行鍍膜。在與襯底W待處理表面接觸后，鍍液落到處理槽主體13的底部，通過管31回到供應槽151，然后提供給噴嘴30，用于循環(huán)。如此安裝的襯底處理設備1-2還能夠在襯底W的待處理表面上進行無電鍍。
該襯底處理設備1-2的噴嘴30可布置在圖1所示襯底處理設備1的處理槽主體13內，而處理槽主體13容納鍍液Q，從而襯底W可浸入在鍍液內，同時通過在單一處理槽10內的噴嘴30，鍍液可噴射在襯底W上。這種配置可在單個處理槽10內進行兩種處理方法。
正如襯底處理設備1的情況一樣，襯底處理設備1-2可不作為鍍膜設備使用，而是作為用化學液體處理襯底的襯底處理設備(例如用于在鍍膜以前的預處理或者在鍍膜后的后處理)。用噴嘴60對襯底W的處理過程不局限于用清洗液清潔襯底的過程，而可以是用化學液體處理襯底的任何各種過程。
圖24示出了另一個處理槽10-2和罩40。該處理槽10-2與圖1所示襯底處理設備1的處理槽10不同之處在于，處理槽10-2的護罩17具有氣體噴射段18，該氣體噴射段18用于把例如惰性氣體(例如氮氣)的氣體噴射進該處理槽10-2。每一氣體噴射段18包括貫穿護罩17從而在處理槽10-2內部和外部之間連通的通道18a以及安裝在通道18a末端的接頭18b。利用通過罩40覆蓋的開口11，氣體噴射段18把例如惰性氣體的氣體噴射進該處理槽10-2，該處理槽10把氣體密封在其中，從而用惰性氣體替換在該處理槽10-2內的空氣。因此，鍍液Q被阻止與大氣中的氧氣接觸，并由此阻止降低功能，從而該襯底W可始終與常態(tài)鍍液Q接觸。氣體噴射段18可在結構上以各種方式變化，并可安裝在罩40上或者任何各種其它區(qū)域上，而不是護罩17上。
已經如上描述了本發(fā)明的實施例。然而，本發(fā)明不局限于上述實施例，而在要求專利的權利要求書范圍以及在說明書和附圖中描述的技術原理范圍內可進行各種改型。在說明書和附圖中沒有直接描述的任何形狀、結構和材料在它們呈現本發(fā)明操作和優(yōu)點時均落入本發(fā)明的技術原理范圍內。
例如，盡管在上述實施例中，罩40通過驅動機構70旋轉，但罩40可以是這樣的結構，它可移動到兩個位置，即關閉處理槽10開口11的位置和另外位置。例如，罩40可以具有這樣的結構，它可平動而不是轉動。
在上述實施例中，安裝在罩40上表面的噴嘴60作為第二處理段使用。然而，噴嘴60可安裝在除了罩40上表面以外的其他元件上(例如環(huán)繞襯底處理設備1的外罩)。安裝在罩40上的噴嘴60適合于減小襯底處理設備1的尺寸。
根據本發(fā)明，如上面詳細描述的那樣，即使襯底通過在一個設備內的多種處理液處理，該處理液也被阻止彼此混雜，同時用于設備的安裝區(qū)域可在尺寸上減少，因此降低了設備的成本。
工業(yè)實用性本發(fā)明涉及一種適合于用多種液處理襯底的襯底處理設備和襯底處理方法。
權利要求
1.一種用于處理襯底的設備，包括第一處理段，該處理段使得處理液與襯底待處理表面接觸，其中由襯底頭所夾持的該襯底被插入到處理槽內；用于垂直地移動由該襯底頭所夾持的襯底的襯底提升/下降機構；有選擇地打開和關閉處理槽開口的罩；以及第二處理段，該處理段用于在罩上面使得處理液與由該襯底頭所夾持的襯底待處理表面接觸，而該罩已經關閉該處理槽的開口。
2.根據權利要求1的設備，其中所述第一處理段為這樣的結構，即用于在處理槽內保持處理液并把所述襯底待處理表面浸入到處理液內，從而使得處理液與襯底待處理表面接觸。
3.根據權利要求2的設備，其中所述處理槽用于噴射氣體并把氣體密封在其中。
4.根據權利要求1的設備，其中所述第一處理段為這樣的結構，即用于使從處理槽內布置的處理液噴射段中噴射的處理液與該襯底待處理表面接觸。
5.根據權利要求1的設備，還包括處理液循環(huán)系統，該系統用于回收已經提供給該處理槽的處理液并把該處理液供應給處理槽。
6.根據權利要求1的設備，其中所述襯底頭為這樣的結構，即用于吸引襯底背面以夾持該襯底，從而使得處理液與該襯底的整個待處理表面接觸。
7.根據權利要求1的設備，其中所述襯底頭具有這樣的結構，即用于只吸引該襯底背面以夾持該襯底，從而產生與該襯底待處理表面接觸的處理液的均勻流動并使得該處理液與該襯底包括襯底邊緣的整個待處理表面均勻接觸。
8.根據權利要求2的設備，其中所述襯底頭具有擺動機構，該機構用于把襯底頭所夾持的襯底浸入到處理槽內容納的處理液中，同時該襯底與水平位置成預定角度傾斜。
9.根據權利要求1的設備，還包括用于使罩在兩個位置之間移動的驅動機構，這兩個位置包括罩位于處理槽側面的縮回位置和罩位于處理槽上方關閉處理槽開口的關閉位置。
10.根據權利要求1的設備，其中在罩的上表面設置有處理液噴射段，用于使該處理液與該襯底待處理表面接觸，同時該罩關閉該處理槽的開口。
11.根據權利要求1的設備，其中在罩的上表面設置有堤壩狀件，當該罩從罩關閉該處理槽的開口的狀態(tài)中打開時，用于阻止滯留在該罩上表面的處理液落入該處理槽內。
12.根據權利要求1的設備，其中所述罩具有上表面，該上表面具有傾斜形狀或者圓錐形狀，用于使該罩上表面上的該處理液流下，同時該罩關閉該處理槽的開口。
13.根據權利要求1的設備，還包括擦拭器、振動器或者罩旋轉機構，用于去除滯留在該罩上表面上的處理液。
14.根據權利要求1的設備，其中所述處理槽在其上部具有傾斜壁，該傾斜壁在向上方向上具有逐漸減小的外徑，從而使處理槽開口上端的外壁被定位在罩內壁內部，該罩覆蓋該開口的上端。
15.一種處理襯底的方法，包括在由襯底頭所夾持的該襯底插入到處理槽內的狀態(tài)下，使得處理液與襯底待處理表面接觸；在由該襯底所夾持的襯底提升在處理槽上方的狀態(tài)下，用罩關閉處理槽的開口；以及在罩上面使得處理液與由該襯底頭所夾持的襯底待處理表面接觸，而其中該罩已經關閉該處理槽的開口。
16.根據權利要求15的方法，其中使該處理液在該處理槽內與該襯底待處理表面接觸包括這樣的步驟，即在該處理槽內儲存處理液，并把該襯底待處理表面浸入在該處理液內。
17.根據權利要求16的方法，還包括當處理槽開口由該罩關閉時用惰性氣體填充處理槽，從而保護在該處理槽內的處理液。
18.根據權利要求15的方法，其中使處理液在處理槽內與襯底待處理表面接觸包括這樣的步驟，即將從布置在該處理槽內的處理液噴射段噴射的處理液噴射成與該襯底待處理表面接觸。
19.根據權利要求15的方法，還包括回收已經提供給該處理槽的處理液并把該處理液供應給處理槽。
20.根據權利要求15的方法，其中所述襯底頭吸引該襯底的背面以夾持該襯底。
21.根據權利要求15的方法，其中所述襯底頭只吸引該襯底背面以夾持該襯底，從而產生將與該襯底待處理表面接觸的處理液的均勻流動，并使得該處理液與包括襯底邊緣的襯底整個待處理表面均勻接觸。
22.根據權利要求21的方法，其中所述處理液的均勻流從待處理表面將在該襯底待處理表面上流動的氣泡，或者當該處理液與該襯底待處理表面接觸時產生的氣泡排放出。
23.根據權利要求16的方法，其中把襯底待處理表面浸入到該處理液中包括這樣的步驟，即把該襯底待處理表面浸入到該處理槽內的處理液中，同時使襯底傾斜。
24.根據權利要求15的方法，其中通過在兩個位置之間移動該罩，通過該罩有選擇地打開和關閉該處理槽的開口，其中的兩個位置包括罩位于該處理槽側面的縮回位置和罩位于該處理槽上方并關閉該處理槽開口的關閉位置。
25.根據權利要求15的方法，其中在罩上方使處理液與襯底待處理表面接觸包括這樣的步驟，即把從安裝在該罩上表面的處理液噴射段噴射的處理液噴射到該襯底上。
全文摘要
一種襯底處理設備，具有處理槽(10)、罩(40)、噴嘴(60)和襯底頭(80)。處理槽(10)用于在容納于其中的鍍液(Q)中對襯底(W)進行鍍膜；罩(40)用于有選擇地打開和關閉該處理槽(10)的開口(11)；噴嘴(60)安裝在罩(40)的上表面；襯底頭(80)用于吸引襯底(W)的背面以夾持襯底(W)。隨著罩(40)從處理槽(10)的開口(11)移開，襯底頭(80)降低以把襯底(W)浸在鍍液(Q)內，用于對襯底(W)進行鍍膜。當襯底頭(80)提升同時處理槽(10)開口(11)由罩(40)關閉時，襯底(W)通過噴嘴(60)清潔。
文檔編號C23C18/16GK1659686SQ0381299
公開日2005年8月24日 申請日期2003年5月30日 優(yōu)先權日2002年6月6日
發(fā)明者勝岡誠司, 關本雅彥, 渡邊輝行, 小川貴弘, 小林賢一, 宮崎充, 本島靖之, 橫山俊夫 申請人:株式會社荏原制作所