專利名稱：晶片無電鍍覆系統(tǒng)和相關(guān)方法
晶片無電 ^系統(tǒng)和相關(guān)方法
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件(比如集成電路、存儲單元之類)制造中，
執(zhí)行一 系列制造操作以在半導(dǎo)體晶片("晶片")上限定特征。該晶 片包括以多級結(jié)構(gòu)的形式限定在硅基片上的集成電路器件。在基片 級，形成具有擴(kuò)散區(qū)的晶體管器件。在后續(xù)級中，互連金屬化線路 被圖案化并被電氣連接于該晶體管器件以限定期望的集成電3各器 件。而且，通過電介質(zhì)材料將圖案化的導(dǎo)電層與其它導(dǎo)電層絕緣。為了建造集成電^各，首先在該晶片的表面建立晶體管。 然后通過一系列制造工藝步驟，增加布線和絕緣結(jié)構(gòu)作為多個薄膜 層。通常，第一層電介質(zhì)(絕緣)材料^^皮沉積在形成的晶體管上。 后續(xù)的金屬層(例如銅、鋁等等)形成在這個基底層上，被刻蝕以 形成傳送電氣的導(dǎo)電連線，然后用電介質(zhì)材津牛填滿以在該連線之間 形成必要的絕緣體。盡管銅連線通常是由跟隨有電鍍層(ECP Cu)的PVD 種晶層(PVD Cu )組成的，然而可以考慮4夸無電〗匕學(xué)物質(zhì)用作PVD Cu的-,^品，甚至用作ECP Cu的替代品。無電銅(Cu)和無電鈷 (Co )是用于改善互連可靠性和性能的潛在技術(shù)。無電銅可用于在 保形阻障(barrier)上形成保形的薄種晶層，以優(yōu)化空隙填充工藝 并最小化空洞形成。進(jìn)一步，在平坦化的(planarized)銅連線上選 擇性地沉積Co蓋層可以改善電介質(zhì)阻障層到銅連線的粘著性，并抑 制銅-電介質(zhì)阻障分界面上空洞的形成和擴(kuò)散。200880012352. 1
在無電鍍覆工藝過程中，電子一皮/人還原劑轉(zhuǎn)移到溶液中 的Cu (或Co)離子中，導(dǎo)致在該晶片表面上Cu (或Co)沉積的減 少。^/f匕該無電《度銅〉容液的配方(formulation)以最大4b涉及〉容液 中的Cu(或Co)的電子轉(zhuǎn)移過程。通過該無電鍍覆工藝實現(xiàn)的鍍層 厚度取決于無電鍍覆溶液在該晶片上的停駐時間。因為該晶片 一接 觸到該無電鍍覆溶液，該無電鍍覆反應(yīng)就立即并持續(xù)發(fā)生，所以需 要以一種可控方式并在可控條件下執(zhí)行該無電鍍^隻工藝。為此目 的，存在對于改進(jìn)的無電鍍覆裝置的需要。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施方式中，揭露一種半導(dǎo)體晶片無電鍍覆系統(tǒng)。 該系統(tǒng)包括室，其裝配為從接口模塊接收干燥狀態(tài)的晶片。該室被 裝配為在該室中在該晶片上執(zhí)行無電鍍覆工藝。而且，該室還-皮裝 配為在該室中在該晶片上執(zhí)行干燥工藝。該室還被限定為該無電鍍 覆工藝和該干燥工藝是在公共內(nèi)部容積中執(zhí)行的。該室還被進(jìn)一步 裝配為向該接口^^莫塊提供干燥狀態(tài)的該晶片。在另 一個實施方式中，揭露一種用于半導(dǎo)體晶片無電鍍 覆的室。該室包^fe限定于該室的內(nèi)部容積的上部區(qū)i或的第 一晶片處 理區(qū)域。該第 一 晶片處理區(qū)域^皮裝配為當(dāng)晶片 一皮》文置在該第 一 晶片 處理區(qū)域中時在該晶片上執(zhí)行干燥工藝。該室還包括限定于該室的 該內(nèi)部容積的下部區(qū)域的第二晶片處理區(qū)域。該第二晶片處理區(qū)域 被裝配為當(dāng)晶片 一皮》丈置在該第二晶片處理區(qū)域中時在該晶片上4丸 行無電鍍^隻工藝。該室進(jìn)一步包4舌壓盤，其一皮限定為在該第二晶片 處理區(qū)域中支撐該晶片并^是供晶片在該第 一和第二晶片處理區(qū)域 之間的轉(zhuǎn)移。在另 一個實施方式中，揭露一種用于才喿作半導(dǎo)體晶片無 電鍍覆系統(tǒng)的方法。該方法包括在室容積中接收干燥狀態(tài)的晶片的
8才喿作。該方法還包4舌在該室內(nèi)容積中在該晶片上#1^亍無電鍍覆工 藝。然后，在該室內(nèi)容積中在該晶片上執(zhí)行漂洗工藝。而且，在該 漂洗工藝后，在該室內(nèi)容積中在該晶片上執(zhí)行干燥工藝。該方法進(jìn) 一步包括從該室內(nèi)容積提供干燥狀態(tài)的該晶片的操作。通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其他方面 和優(yōu)點(diǎn)會變得顯而易見，其中附圖是使用本發(fā)明的實施例的方式進(jìn) 4亍描繪的。


圖1是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，干進(jìn)/干出無電鍍覆 室的4由測圖的圖侈'J;
圖2是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，穿過該室中心的豎 直^f黃截面的圖例；
圖3是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，該室的俯^L圖，其 中該上鄰近頭延伸到該晶片的中心；
圖4是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，該室的俯一見圖，其 中該上鄰近頭縮回到該鄰近頭停泊臺上方的原始位置；
圖5是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，該入口門的軸測圖 的圖例；
圖6是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，該穩(wěn)定器組件的軸 測圖的圖例；
圖7是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，該主動輥組件的圖
例；圖8是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，該壓盤提升組件的 4由測圖的圖例；
圖9是，依照本發(fā)明的一個實施方式，穿過該壓盤和流體盆的 豎直才黃截面的圖例，其中該壓盤在完全降下的位置；
圖10是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，可以由鄰近頭才丸4亍 的示例'性工藝的圖例；以及
圖ll是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，集群結(jié)構(gòu)的圖例。
具體實施例方式在以下描述中，闡明了許多的具體細(xì)節(jié)以提供對本發(fā)明 的徹底了解。然而，顯然，對于本領(lǐng)域的4支術(shù)人員來說，沒有這些 具體細(xì)節(jié)中的一些或全部本發(fā)明仍然能夠?qū)崿F(xiàn)。在其它情況下，沒 有對熟知的處理操作進(jìn)行描述，以免不必要地模糊本發(fā)明。圖l是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，干進(jìn)/干出無 電鍍覆室IOO ("室100")的軸測圖的圖例。該室10(H皮限定為容納
干燥狀態(tài)的晶片，在該晶片上執(zhí)行無電鍍覆工藝，在該晶片上執(zhí)行 漂洗工藝，在該晶片上執(zhí)行干燥工藝，并提供干燥狀態(tài)的處理過的
晶片。該室100能夠執(zhí)行基本上任何類型的無電鍍覆工藝。例如， 該室100能夠在該晶片上執(zhí)行無電Cu或Co電鍍工藝。另外，該室IOO
被配置為被整合在模塊化的晶片處理系統(tǒng)中。例如，在一個實施方
式中，該室100與可管理的大氣壓傳輸才莫塊(MTM)連接。該室100一皮裝配為從4妄口模塊(如，該MTM) 4妄收干燥 狀態(tài)的晶片。該室IOO被裝配為在該室100中在該晶片上執(zhí)行無電鍍 覆工藝。該室IOO被限定為在該室100中在該晶片上4丸行干燥工藝。該室IOO纟皮限定為將干燥狀態(tài)的晶片提供回該接口才莫塊。應(yīng)該理解， 該室IOO凈皮限定為在該室100的/>共內(nèi)部容積內(nèi)4丸4亍該無電鍍^隻工 藝和該干燥工藝。另外，才是供流體加工系統(tǒng)(FHS)以在該室IOO 的該公共內(nèi)部容積內(nèi)支持該晶片無電鍍覆工藝和該晶片干燥工藝。該室100包括在該室IOO的內(nèi)部容積的上部區(qū)域中限定的
第 一晶片處理區(qū)域。該第 一晶片處理區(qū)域,皮裝配為當(dāng)該晶片被放置 在該第一晶片處理區(qū)i或中時，在該晶片上扭J亍該干》喿工藝。該室IOO 還包括在該室100的內(nèi)部容積的下部區(qū)域中限定的第二晶片處理區(qū) 域。該第二晶片處理區(qū)域,皮裝配為當(dāng)該晶片祐L放置在該第二晶片處 理區(qū)域中時，在該晶片上執(zhí)行該無電鍍覆工藝。另外，該室100包 括壓盤，其在該室100的該內(nèi)部容積內(nèi)的該第 一和第二晶片處理區(qū) 域之間縱向移動。該壓盤^皮限定為在該第一和第二處理區(qū)域之間轉(zhuǎn) 移晶片，并在該無電鍍覆工藝過程中在該第二處理區(qū)域中支撐該晶 片。
w
關(guān)于圖1，該室100是由外部結(jié)構(gòu)壁103限定的，該外部結(jié) 構(gòu)壁103包4舌外部結(jié)構(gòu)底部和結(jié)構(gòu)頂部105。該室100的該外部結(jié)構(gòu) 能夠抵抗與該室100的該內(nèi)部容積中的亞氣壓(也就是真空)條件 有關(guān)的力。該室100的該外部結(jié)構(gòu)還能夠4氏抗與該室100的該內(nèi)部容 積、中的超氣壓(above-atmospheric pressure )條4牛有關(guān)的力。在一個 實施方式中，該室的該結(jié)構(gòu)頂部105被裝配有窗107A。另外，在一 個實施方式中，在該室的外部結(jié)構(gòu)壁103中^是供窗107B。然而，應(yīng) 當(dāng)理解，窗107A和107B對該室100的操作不是關(guān)鍵的。例如，在一 個實施方式中，該室100凈皮限定為沒有窗107A和107B。該室10(H皮限定為坐落于框架組件109的頂上。應(yīng)該理解， 其它的實施方式可以利用不同于圖1所示的示例性框架組件109的 框架組件。該室100被限定為包括入口門IOI,晶片通過該入口門IOI
,皮插入該室100和#:從該室ioo移除。該室ioo進(jìn)一步包括穩(wěn)定器組件305、壓盤提升組件115和鄰近頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)113,其中每一個都會在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。圖2是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，穿過該室IOO的中心的豎直^黃截面的圖例。該室100被限定，以1更當(dāng)通過該入口門IOI插入晶片207時，該晶片207會一皮該室內(nèi)部容積的該上部區(qū)域中的主動專毘組^f牛303 (未示)和該穩(wěn)定器組^f牛305嚙合(engaged )。通過該壓盤才是升組件115，壓盤209被限定為在該室內(nèi)部容積的該上部和下部區(qū)i或之間在豎直方向上移動。該壓盤209#皮限定為乂人該主動輥組件303和穩(wěn)定器組件305接收該晶片207，并將晶片207移動到該室內(nèi)部容積的該下部區(qū)域中的該第二晶片處理區(qū)域。下面會更加詳細(xì)地進(jìn)4亍描述，在該室的該下部區(qū)域中，該壓盤209被限定為與流體盆211^妄口以能夠進(jìn)4亍該無電鍍覆工藝。在該室的該下部區(qū)域中的該無電鍍覆工藝之后，該晶片207經(jīng)由該壓盤209和壓盤提升組件115被升高回這樣的位置，在該位置上它能夠被該主動輥組件303和該穩(wěn)定器組件305嚙合。 一旦被該主動輥組件303和該穩(wěn)定器組件305穩(wěn)固地嚙合，該壓盤209被降低到該室100的該下部區(qū)域中的一個位置。然后該晶片207 (已經(jīng)經(jīng)受過該無電鍍覆工藝)被用上鄰近(此后用"鄰近"表示)頭203和下鄰近頭205干燥。該上鄰近頭203^C限定為干燥該晶片207的上表面。該下鄰近頭被限定為干燥該晶片207的下表面。通過該鄰近頭驅(qū)動才幾構(gòu)113,該上下鄰近頭203/205一皮限定為當(dāng)該晶片207被該主動輥組件303和該穩(wěn)定器組件305嚙合時，以線性方式穿過該晶片207。在一個實施方式中，該上下鄰近頭203/205^皮限定為當(dāng)該晶片207^皮該主動輥組件303旋轉(zhuǎn)時，移動到該晶片207的中心。用這種方式，該晶片207的上下表面可以分別完全暴露于該上下鄰近頭203/205。該室100進(jìn)一步包括鄰近頭停泊臺201以在該上下鄰近頭203/205縮回它們的原始位置時接收該上下鄰近頭203/205中的每一個。該鄰近頭停泊臺201還在與該上下鄰近頭203/205中的每一個有關(guān)的彎液面遷移到該晶片207上時，提供該彎液面的平穩(wěn)遷移。該鄰近頭停泊臺201位于該室之內(nèi)，以確保當(dāng)該上下鄰近頭203/205縮回它們相應(yīng)的原始位置時，該上下鄰近頭203/205不會妨礙該主動輥組件303、該穩(wěn)定器組件305或該壓盤209(被升高以接收該晶片207時)。圖3是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，該室的俯-現(xiàn)圖的圖例，其中該上鄰近頭203延伸至該晶片207的中心。圖4是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，該室的俯視圖的圖例，其中該上鄰近頭203縮回該鄰近頭停泊臺201上部的原始位置。如同前面提到的，當(dāng)該晶片207一皮通過該入口門IOW妄收到該室100中時，該晶片#皮該主動輥組件303和該穩(wěn)定器組件305噴合并固定。通過該鄰近頭驅(qū)動才幾構(gòu)113,該上鄰近頭203可以以線性方式/人該鄰近頭停泊臺201上的它的原始位置移動到該晶片207的中心。類似地，通過該鄰近頭驅(qū)動才幾構(gòu)113,該下鄰近頭205可以以線性方式乂人該鄰近頭4f泊臺201上的它的原始位置移動到該晶片207的中心。在一個實施方式
該鄰近頭停泊臺201移動到該晶片207的中心。如圖3中所示，該室100由該外部結(jié)構(gòu)壁103和內(nèi)部襯墊301限定。因此，該室100包4舌一個3又壁系統(tǒng)。該外部結(jié)構(gòu)壁103有足夠的強(qiáng)度以在該室100中提供真空能力并由此形成真空邊界。在一個實施方式中，該外部結(jié)構(gòu)壁103是由結(jié)構(gòu)金屬(比如不銹鋼)形成的。然而，應(yīng)當(dāng)理解，基本上具有適當(dāng)強(qiáng)度特性的任Y可其它結(jié)構(gòu)材并+都能用于形成該外部結(jié)構(gòu)壁103。該外部結(jié)構(gòu)壁103還限定有足夠的精度，以使得該室100可以與另一個才莫塊(比如該MTM)接口
該內(nèi)部襯墊301才是供一個化學(xué)邊界并充當(dāng)隔板以使得該室內(nèi)的化學(xué)制品不會到達(dá)該外部結(jié)構(gòu)壁103。該內(nèi)部襯墊301是由與該室100中存在的各種化學(xué)制品化學(xué)上兼容的惰性材料形成的。在一個實施方式中，該內(nèi)部襯墊301是由惰性塑料材料形成的。然而，應(yīng)當(dāng)理解，基本上，基本上能夠適當(dāng)成形的任何其它的化學(xué)惰性材^"老P能用于形成該內(nèi)部坤寸墊301。還應(yīng)當(dāng)J里角罕，不要求該內(nèi)部^j"墊301提供真空邊界。如同前面提到的，該外部結(jié)構(gòu)壁103被限定為提供該真空邊界。另外，在一個實施方式中，該內(nèi)部4十墊301可以乂人該室IOO移除以便于清潔，或可以很容易地用新的內(nèi)部襯墊301替換。該室1 OO被限定為環(huán)境可控以便于進(jìn)行該晶片無電鍍覆工藝并保護(hù)該晶片表面免于發(fā)生不應(yīng)有的反應(yīng)(例如，氧化)。為此目的，該室100凈皮裝配有內(nèi)部壓強(qiáng)控制系統(tǒng)和內(nèi)部氧含量控制系統(tǒng)。該室100的內(nèi)部壓強(qiáng)能夠用懸垂(plumbed)到該室100的內(nèi)部容積的真空源減少。通過使用壓強(qiáng)控制器(比如通用壓強(qiáng)控制器(UPC))控制該室100的內(nèi)部壓強(qiáng)。該UPC一皮限定為讀取該室IOO的內(nèi)部壓強(qiáng)(用壓強(qiáng)傳感器測量到的)，并通過允i午更多的惰性氣體(比如氮?dú)?進(jìn)入該室100的內(nèi)部容積，將該室100的內(nèi)部壓強(qiáng)保持在設(shè)定值。應(yīng)當(dāng)理解，該UPC實際上不減少該室100內(nèi)部容積中的壓強(qiáng)，因為提供該真空系統(tǒng)用作減壓的目的。另外，應(yīng)當(dāng)理解，該壓強(qiáng)控制器可以是除了 UPC以外的東西，只要該壓強(qiáng)控制器的功能大體上等同于該UPC的功能。然而，為了^f更于描述，此后將壓強(qiáng)控制器稱為UPC。該室100還裝備有慢速泵閥(也就是滲濾閥)以允許少量的室IOO的內(nèi)部空氣^皮除去。用該'隄速泵閥除去的室IOO的內(nèi)部空氣的量被該UPC替代，以便該室100的內(nèi)部壓強(qiáng)保持在設(shè)定值。在一個實施方式中，該室100能夠被排氣到小于100毫托。在一個實施方式中，可以預(yù)料，該室100工作于約700托下。另外，該室100被裝 配有懸錘到該室IOO的該內(nèi)部容積的壓強(qiáng)開關(guān)。當(dāng)該室100中的壓強(qiáng) 在低于大氣壓(760托)但是高于500托的時候，該壓強(qiáng)開關(guān)指示 (indicates )。在一個實施方式中，當(dāng)該室100的內(nèi)部壓強(qiáng)在500托以 下時，該壓強(qiáng)開關(guān)可以i殳置為打開。
該室IOO進(jìn)一步一皮限定為能夠控制該室IOO的內(nèi)部容積中 的氧含量。應(yīng)當(dāng)理解，該室100的內(nèi)部容積中的氧濃度是一項重要 的工藝參凄t。更準(zhǔn)確地J兌，在晶片處理環(huán)境中要求{氐氧濃度以確<呆 在該晶片表面避免發(fā)生不應(yīng)有的氧化反應(yīng)?？梢灶A(yù)料，當(dāng)在該室IOO 中存在晶片時，該室100的內(nèi)部容積中的氧濃度會一皮保持在小于 2ppm (百萬分之一)的水平下。
通過利用懸垂到該室100的內(nèi)部容積的真空源對該室排 氣，并用高純度的氮重新填充該室100的內(nèi)部容積，減小該室100中 的氧濃度。因此，通過將該室100的內(nèi)部容積排氣到^氐壓并用具有 可忽略的氧含量的超高純氮?dú)庵?斤:t真充該室100的內(nèi)部容積，該室 IOO的內(nèi)部容積的氧濃度被乂人大氣壓水平(也就是說，約20%的氧氣) 降低。在一個實施方式中，將該室100的內(nèi)部容積排氣到1托并用超 高純的氮?dú)庵匦绿畛涞酱髿鈮海绱巳?，會將該?00的內(nèi)部容 積的氧濃度降低到約3ppm 。
為了幫助將該室100的內(nèi)部容積中的氧濃度保持在適當(dāng) 的水平，將氧傳感器裝配到該室100上的開口 。在一個實施方式中， 該氧傳感器是氧化4告基的(zirconium oxide based )傳感器，其限定 為輸出電流，該電流指示該傳感器所接觸的氣體中的氧濃度。該氧 傳感器被校準(zhǔn)為給定的壓強(qiáng)和流過該傳感器的給定的氣體流速。在 一個實施方式中，該氧傳感器被校準(zhǔn)為具有一定的氧氣精度，從約 +/-0. lppm到約+A5ppm。
無電鍍覆工藝是一種對溫度每丈感的工藝。因此，當(dāng)該晶 片表面存在無電鍍覆溶液時，需要最小化該室100的內(nèi)部容積的環(huán) 境條件只于該無電鍍覆溶液的溫度的影響。為此目的，該室100#皮限 定為可以通過該外部結(jié)構(gòu)壁103和該內(nèi)部村墊301之間存在的空氣 間隙將氣體引入該室100的內(nèi)部容積，以避免氣體直4妄流過該晶片。 應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)該晶片表面存在無電鍍覆溶液時，氣體直接流過該晶 片可能導(dǎo)致蒸發(fā)冷卻效應(yīng)，其會降低該晶片上存在的無電鍍覆溶液 的溫度，并相應(yīng)地改變無電鍍覆反應(yīng)速率。除了將氣體間接地引入 該室IOO的內(nèi)部容積之外，該室100還^皮裝配為當(dāng)在該晶片表面上施 加該無電鍍覆溶液時，允許該室IOO的內(nèi)部容積中的蒸汽壓強(qiáng)被升 高到飽和狀態(tài)。在該室IOO的內(nèi)部容積相對于該無電鍍覆溶液處于 飽和狀態(tài)的情況下，可以最小化上面提到的蒸發(fā)冷卻效應(yīng)。
圖5是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，該入口門IOI 的軸測圖。該入口門101是擋4反型門(shutter type door )，其乂人該室 IOO遮蔽室入口的擺動閥的外部才莫塊(例如MTM)。該入口門101組 件包括擋纟反501，其在豎直方向上移動以覆蓋該室入口的4罷動閥。 和該入口門101組件一起4是供致動器505和連桿503以^吏該擋壽反501 能夠豎直移動。在一個實施方式中，該致動器505一皮限定為氣力汽 缸。盡管此處的入口門101用擋板型門作為示例，然而應(yīng)當(dāng)理解， 在其它實施方式中，該室100可以被限定為包含其它類型的門，只 要該入口門101能夠?qū)崿F(xiàn)乂人該室100的內(nèi)部區(qū)i或掩蔽該入口的搖*反 閥和外部才莫塊的目標(biāo)。
圖6是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，該穩(wěn)定器組件 305的軸測圖的圖例。該穩(wěn)定器組件305包括穩(wěn)定器輥605，其被限 定為向該晶片207的邊桑彖施加壓力以將該晶片固定在該主動壽昆組件 303中。因此，該穩(wěn)定器輥605被限定為嚙合該晶片207的邊緣。該 穩(wěn)定器輥605的4侖廓被限定為適應(yīng)該穩(wěn)定器輥605和該晶片207之間的角度錯位的量。該穩(wěn)定器組件305被限定為使該穩(wěn)定器輥605的豎 直位置能夠進(jìn)行才幾械調(diào)整。圖6中顯示的該穩(wěn)定器組件305包括單一 的穩(wěn)定器輥605以適應(yīng)200毫米的晶片，在另一個實施方式中，該穩(wěn) 定器組件305可以;波限定為具有兩個穩(wěn)定器輥605以適應(yīng)300毫米的晶片。
該穩(wěn)定器輥605纟皮限定在該穩(wěn)定桿603上以使該穩(wěn)定器輥 605能夠朝向和遠(yuǎn)離該晶片207的邊緣移動。致動器607,比如氣動 汽缸，與適當(dāng)?shù)倪B桿609—起提供以使該穩(wěn)定桿603能夠移動，以便 將該穩(wěn)定器輥605與該晶片207邊緣嚙合并從該晶片207邊緣卸除該 穩(wěn)定器輥605。該穩(wěn)定器組件305進(jìn)一步包括外殼601，其限定為能 夠?qū)⒃摲€(wěn)定器組件連接到該室IOO，并向該穩(wěn)定器桿603提供支撐框 架。在一個實施方式中，在該室100中利用傳感器以能夠識別該穩(wěn)、 定器輥605相對于該晶片207邊緣的位置。例如，在一個實施方式中， 利用霍爾效應(yīng)型傳感器以能夠識別該穩(wěn)定器輥605是^U玄晶片207 松開、與該晶片207嚙合還是越過了該晶片207的嚙合位置(比如， 當(dāng)該晶片207不存在時)。另外，在一個實施方式中，真空千燥器件 被裝配到該穩(wěn)定器桿603以對該穩(wěn)定器輥605進(jìn)行干燥，在該晶片 207干燥工藝之前，該穩(wěn)定器輥605可能由于與該晶片207接觸而凈皮 濕潤。
圖7是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，該主動輥組件 303的圖例。該主動4昆《且<牛303包4舌一只于主動4昆701，其限定為p齒合 該晶片207的邊緣并旋轉(zhuǎn)該晶片207。在一個實施方式中，該主動輥 701由驅(qū)動一幾構(gòu)705在共同(common)方向并在共同轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)。 每一個主動輥701^皮限定為嚙合該晶片207的邊緣。每一個主動輥 701的4侖廓被限定為適應(yīng)該主動輥701和該晶片207之間的角度錯位 量。并且，該主動輥組件303被限定為使每一個主動輥701的豎直位 置能夠進(jìn)行機(jī)械調(diào)整。夠朝向和遠(yuǎn)離該晶片207的邊緣移動。在一個實施方式中，^f吏用氣 動致動器移動該延伸機(jī)構(gòu)707以使該主動輥701能夠朝向和遠(yuǎn)離該 晶片207的邊》彖移動。當(dāng)該主動壽昆701朝著該晶片207的邊^(qū)彖移動到 其才及限時，該主動輥207會到達(dá)4艮接近(just shy of)該晶片207的邊 緣的位置，這時該晶片在該室100中的該機(jī)械手移交(handoff)位。 該穩(wěn)定器輥605與該晶片207的邊纟彖的嚙合會導(dǎo)致該主動輥701嚙合 該晶片207的邊纟彖。
該主動輥組件303進(jìn)一步包括外殼703,其限定為〗吏該主 動輥組件303能夠連接到該室100，并向該驅(qū)動機(jī)械705、延伸才幾構(gòu) 707和主動輥701提供支撐框架。在一個實施方式中，在該室100中 利用傳感器以能夠識別該主動4昆701相乂于于該晶片207的邊^(qū)彖的位 置。例如，在一個實施方式中，4吏用光束中斷型傳感器(optical beam break type sensors)以能夠識別該主動4 ti組件303相^"于該晶片207 的位置，也就是說，閉合(主動輥組件303朝著該晶片207移動到其 才及限)或打開(主動輥組件303完全縮回，遠(yuǎn)離該晶片207)。另夕卜， 在一個實施方式中，真空干;):乘器件一皮裝配到該主動輥組件303以用 于干燥該主動輥701，在該晶片207干燥工藝之前，該主動輥701可 能由于與該晶片2074妾觸而 一皮濕潤。
圖8是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，該壓盤^是升組 件115的軸測圖的圖例。該壓盤4是升組件115包括軸801,該壓盤209 裝配于其上。該軸801的下端一皮固定到才是升框架807上。該才是升框架 807^皮限定為在豎直方向上移動以在豎直方向上移動該軸801和壓 盤209。在一個實施方式中，該壓盤^是升組件115包4舌線性編石馬器以 提供壓盤209的位置反饋。該壓盤209的移動是通過控制一莫塊控制 的，該控制才莫塊乂人該線性編碼器4妻收指示該壓盤209位置的<言號。 該壓盤提升組件115被限定為將該壓盤209上的晶片207從該晶片旋轉(zhuǎn)面片反(也就是-說，該晶片褲-該主動輥701和穩(wěn)定器輥605嚙合的平面)移動到該處理位置，在該處該壓盤209嚙合該流體盆211的密封件(seal )。提供提升機(jī)械805以使該提升框架807、軸801和壓盤209能夠豎直移動。在各實施方式中，該4是升機(jī)械805可以結(jié)合電動機(jī)和/或氣動致動器，以及合適的齒輪和連桿以向該提升框架807、軸801和壓盤209提供豎直移動。在一個實施方式中，提供直流隨動電動才幾以禱j爭導(dǎo)^干，其-驅(qū)動該才是升4醫(yī)架807上下運(yùn)動，乂人而經(jīng)由該軸801驅(qū)動該壓盤209在該室內(nèi)上下運(yùn)動。并且，在一個實施方式中，提供氣動組件以幫助在其初始移動時提升該壓盤209,以對抗該壓盤209和該流體盆211的密封件之間的真空吸引。該壓盤提升組件115還包括支撐框架803,其對該提升框架807和提升機(jī)械805提供穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu)。該支撐框架803^皮限定為與該室100的下表面接口 ，以^更該壓盤4是升組件115會用于在該室100的內(nèi)部容積中上下移動該壓盤209。圖9是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，穿過該壓盤209和流體盆211的豎直4黃截面的圖例，其中該壓盤209在完全降下的位置。該壓盤209^L限定為加熱的真空卡盤。在一個實施方式中，該壓盤209是由化學(xué)惰性材料制成的。在另一個實施方式中，用化學(xué)惰性材料涂覆該壓盤209。該壓盤209包括連接到真空供應(yīng)911的真空通道卯7，該真空供應(yīng)911在致動時會將該晶片207真空夾持到該壓盤209。將該晶片207真空夾持到該壓盤209減少了該壓盤209和該晶片207之間的熱阻率(thermal resistance ),還避免了該晶片207在該室100中豎直轉(zhuǎn)移的過程中的滑動。在各實施方式中，該壓盤209可以被限定為可容納200毫米晶片或300毫米晶片。另外，應(yīng)當(dāng)理解，該壓盤209和室100可以
被限定為容納基本上任何尺寸的晶片。對于給定的晶片尺寸，該壓盤209上表面(也就是夾持表面)的直徑被限定為稍稍小于該晶片的直徑。這種壓盤與晶片的尺寸布置使得該晶片的邊緣能夠稍稍延伸出該壓盤209的上外圍邊緣，從而使得當(dāng)該晶片坐落于該壓盤209上時，該晶片邊緣和每一個穩(wěn)定器輥605和主動輥701之間能夠嚙合。如同前面提到的，該無電鍍覆工藝是一種對溫度敏感的工藝。該壓盤209凈皮限定為#皮加熱以便該晶片207的溫度可以被控制。在一個實施方式中，該壓盤209能夠保持高達(dá)100。C的溫度。而且，該壓盤209還能夠保持低達(dá)0。C的溫度?？梢灶A(yù)料，通常壓盤209的工作溫度為約60。C。在壓盤209的尺寸可以容納300毫米晶片的實施方式中，該壓盤209^皮限定為具有兩個內(nèi)部電阻加熱線圏以分別形成內(nèi)部力口熱區(qū);或禾口夕卜部力o熱區(qū)i或。每一個力口熱區(qū)i或包4舌它自己的控溫?zé)犭娕肌Ｔ谝粋€實施方式中，該內(nèi)部加熱區(qū)i或利用700瓦(W)的電阻力口熱線圏，而該夕卜部力o熱區(qū)i或利用2000W的電阻力口熱線圈。在該壓盤209的尺寸可以容納200毫米晶片的實施方式中，該壓盤209包4舌由1250W的內(nèi)部力口熱線圈和相應(yīng)的控溫?zé)犭娕枷薅ǖ膯我涣赹i區(qū)i或。該流體盆211 #1限定為當(dāng)該壓盤209被完全下降到該室IOO中時，接收該壓盤209。當(dāng)該壓盤209,皮下降以嚙合流體盆密封件909 (其限定在該流體盆211的內(nèi)圍周圍)時，該流體盆211的流體容納能力可實現(xiàn)。在一個實施方式中，該流體盆密封件卯9是通電的(energized)密封件，當(dāng)該壓盤209,皮下降到完全4妻觸該流體盆密封件卯9時，該密封件在該壓盤209和流體盆211之間形成不透液的密封。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)該壓盤209一皮下降以嚙合該流體盆密封件卯9時，在該壓盤209和該流體盆211之間存在空隙。因此，該壓盤209與該流體盆密封件卯9之間的嚙合允許電鍍?nèi)芤阂黄ぷ⑷氲皆撆柚幸?更填充該流體盆密封件909上部的該壓盤209和該流體盆211之間存在的 空隙，并涌出被固定于該壓盤209的上表面的該晶片207的上部。在一個實施方式中，該流體盆211包括八個流體分發(fā)噴管 以在該流體盆211中分發(fā)該電鍍?nèi)芤骸Ｔ摿黧w分發(fā)噴管以均勻間隔 分布于該流體盆211周圍。每一個流體分發(fā)噴管是由來自分配力支管 的管供液的，以便每一個流體分發(fā)噴嘴上的流體分發(fā)速率大體上相 同。并且，該流體分發(fā)噴管一皮配置，以侵;人每一個流體分發(fā)噴管中 發(fā)散出的流體進(jìn)入該流體盆211,該流體盆211位于低于該壓盤209 的上表面的位置，也就是說，低于被固定在該壓盤209的上表面的 晶片207的位置。另外，當(dāng)該流體盆211中不存在該壓盤209和晶片 207時，可以通過將清潔溶液通過該流體分發(fā)噴管注射進(jìn)該流體盆 211而清潔該流體盆211。該流體盆211可以以用戶^L定的頻率清潔。 例3口，該流體盆可以在每片晶片處理之后進(jìn)4亍清潔，或者每100片 晶片處理之后清潔一次。該室100還包括漂洗桿901，其包括多個漂洗噴管903和多 個排泄噴管905。當(dāng)該壓盤209一皮移動以將該晶片207放置到漂洗位 置時，該漂洗噴管卯3將噴淋漂洗流體引導(dǎo)到該晶片207的上表面。 在該漂洗位置，該壓盤209和該流體盆密封件卯9之間會存在間隔， 以z使漂洗流體能夠流入該流體盆211,該流體可以/人該流體盆211^卜 出，在一個實施方式中，提供兩個漂洗噴管卯3以漂洗300毫米晶片， 而提供一個漂洗噴嘴卯3以漂洗200毫米晶片。該排泄噴管卯5一皮定 義為在該漂洗過程中，將惰性氣體(比如氮?dú)?朝該晶片的上表面 引導(dǎo)以i"辦助乂人該晶片的上表面除去流體。應(yīng)當(dāng)理解，因為當(dāng)該無電 鍍覆溶液與該晶片表面接觸時無電鍍覆反應(yīng)持續(xù)發(fā)生，所以有必要 在該無電鍍^隻期完成之后立即迅速而均勻地/人該晶片除去該無電鍍 覆溶液。為此目的，該漂洗噴管903和排泄噴管905使該無電4度覆溶 液能夠被迅速而均勻地從該晶片207除去。
21
該室100的才喿作是由流體處置系統(tǒng)(FHS)支持的。在一 個實施方式中，該FHS一皮限定為獨(dú)立于該室100的^f莫塊，并與該室IOO 中的各元件流體連通。該FHS被限定為為該無電鍍覆工藝(也就是 說，該流體盆分發(fā)噴管、漂洗噴管和氺M世噴管)"艮務(wù)。該FHS還尋皮 定義為為該上下鄰近頭203/205月良務(wù)。在該FHS和供應(yīng)管線之間配置 ;昆合a支管，該供應(yīng)管線為該;庇體盆211內(nèi)的每一個;危體分發(fā)噴管月良 務(wù)。因此，流到該流體盆211內(nèi)的每一個流體分發(fā)噴管中的無電鍍 覆溶液在到達(dá)該流體盆211之前被予貞混合(pre-mixed )。流體供應(yīng)管線一皮配置為將該混合歧管流體連通到該流體 盆211中的各流體分發(fā)噴管，以便該電鍍?nèi)芤阂源篌w均勻的方式(例 如，以大體均勻的流速)乂人每個流體分發(fā)噴嘴流入該流體盆211 。 該FHS凈皮限定為使該混合ji支管和該流體盆211內(nèi)的該流體分發(fā)噴管 之間配置的流體供應(yīng)管線能夠進(jìn)行氮?dú)馇逑矗员隳芮宄摿黧w供 應(yīng)管線的電鍍?nèi)芤?。該FHS還被限定為，通過向每一個漂洗噴管903 提供漂洗流體，和通過向每一個排泄噴管卯5提供惰性氣體，支持 該晶片漂洗過程。該FHS^C限定為能夠手動i殳置壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器以控制 從該漂洗噴管903散發(fā)的液體的壓力。該室100包括多個流體排;汶位，在一個實施方式中，在該 室100內(nèi)沖是供三個獨(dú)立的流體排;改位1)來自該流體盆211的主排 放管，2)室底排放管，和3)壓盤真空槽排放管。這些排放管中的 每一個都連接于該FHS內(nèi)提供的7>共的設(shè)施排;改管。該流體盆211 排i丈管從該流體盆211懸垂到室排il槽。才是供閥門以控制流體/人該 流體盆211排;故到該室4非》文槽。這個閥門^皮配置為當(dāng)/人該流體盆211 延伸到該室排水槽的排水管線中存在流體時打開。該室底排放管也懸垂到該室排ii槽，在流體乂人該室溢出 的情況下，液體會從該室底中的開口 (也就是該室底排放管)排到 該室排放槽。提供閥門以控制流體從該室底排放到該室排放槽。這個閥門被配置為當(dāng)從該室底延伸到該室排放槽的排水管線中存在 流體時打開。通過壓盤真空槽提供該壓盤209的真空供應(yīng)911。該壓盤
真空槽被裝配有自己的排放槽，即該壓盤排放槽。該壓盤排放槽也 用作真空槽。真空發(fā)生器連接于該壓盤排放槽，并且是通過該真空 供應(yīng)911提供的該晶片的背部的真空的原因。提供閥門以控制該壓 盤209的該真空通道907內(nèi)的真空，也就是說，該晶片207的背部出 現(xiàn)的真空。還提供傳感器以監(jiān)控該晶片207背部存在的真空壓強(qiáng)。 在一個實施方式中，該壓盤排放槽和室排放槽共享一個7>共排力丈 泵。然而，每一個壓盤排放槽和室排;故槽在該槽和該泵之間都有自 己獨(dú)立的隔離閥，以使得每個槽可以獨(dú)立地被清空。才喿作該室100以從該室100連接的外部才莫塊(例如，MTM ) "l妻收晶片207。在該室100的上部區(qū)域的晶片移交位置，該晶片207 由該主動輥701和穩(wěn)定器輥605^妻收。在打開該室100以接收該晶片 207之前，驗證該室100中的壓強(qiáng)與該外部才莫塊中的壓強(qiáng)足夠接近， 當(dāng)打開該室1004妄收該晶片207時，該室IOO的內(nèi)部容積會暴露于該 外部模塊。在一個實施方式中，該室100中足夠接近的壓強(qiáng)在該外 部才莫塊壓強(qiáng)的+/-10托內(nèi)。并且，在打開該室100接收該晶片207之前， —驗證該室100中的氧含量與該外部才莫塊中的氧含量足夠接近，當(dāng)打 開該室100^妄收該晶片207時，該室100的內(nèi)部容積會暴露于該外部 模塊。在一個實施方式中，該室100中足夠接近的氧含量在該外部 模塊的氧含量的+Z-5ppm內(nèi)。將該晶片207接收到該室100之后，將該晶片207移動到該 室100的下部區(qū)域的該流體盆211，以進(jìn)行該無電鍍覆工藝。該壓盤 209一皮加熱到用戶規(guī)定的溫度，而該晶片207#皮固定在該壓盤209上 用戶指定的持續(xù)時間以允許該晶片207被加熱。然后，將該壓盤209 下降以嚙合該流體盆密封件909，以4吏得流入該流體盆211的無電鍍覆溶液填充該流體盆211和該壓盤209 (在該流體盆密封件909的上 方)之間的間隔，并涌出和超出該晶片207的外圍。該無電鍍覆溶 液以大體均勻的方式上升并超過該晶片的外圍邊緣，以便以大體上 同心的方式從該晶片207的外圍朝該晶片207的中心流動。在無電鍍覆反應(yīng)進(jìn)行完用戶規(guī)定的時間^史之后，對該晶 片207進(jìn)行漂洗工藝。通過該漂洗噴管卯3和排泄噴管905,該漂洗 工藝在該室100的下部區(qū)i或^M亍。為了啟動該漂洗工藝，該壓盤209 被升高到漂洗位置，以斷開它與該流體盆密封件909的密封，從而 允許該流體超出該晶片以排力丈到該流體盆211中。在該晶片漂洗工藝之后，利用該壓盤209將該晶片207移 動到該晶片干燥位，其與該晶片移交位相同。在干燥工藝過程中， 該晶片由該主動輥701和穩(wěn)定器輥605固定。該上下鄰近頭203/205
被用于執(zhí)行該干燥工藝。在一個實施方式中，在流向該上下鄰近頭203/205的液流 開始時，該鄰近頭在該鄰近頭停泊臺201。在另一個實施方式中， 在流向該鄰近頭的、液流開始之前，該上下鄰近頭203/205一皮移動到該 晶片207的中心。如果在該鄰近頭停泊臺201開始該液流，隨著該晶 片^走轉(zhuǎn)，該上下鄰近頭203/205^皮移動到該晶片中心。如果在該晶片 中心開始該液流，隨著該晶片^走轉(zhuǎn)，該上下鄰近頭203/205凈皮移動到 該晶片停泊臺201。在該干燥工藝過程中，該晶片旋轉(zhuǎn)開始于初始 轉(zhuǎn)速，并隨著該鄰近頭203/205掃描過該晶片而進(jìn)^f亍調(diào)整，在一個實 施方式中，在該干燥工藝過程中，該晶片以從約0.25轉(zhuǎn)每分鐘(rpm) 到約10rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。該晶片的轉(zhuǎn)速會變化，是該鄰近頭203/205 在該晶片上部的徑向位置的函^:。并且，該上下鄰近頭203/205的掃 描速率開始于初始速率，并隨著該鄰近頭203/205掃描過該晶片而進(jìn) 行調(diào)整。在一個實施方式中，該鄰近頭203/205以從約l毫米/秒到約
2475毫米/秒的速度掃描過該晶片。在該干燥工藝的結(jié)束階段
(conclusion )，該上下鄰近頭203/205一皮移動向該鄰近頭4亭泊臺201。在該干燥工藝過程中，該上下鄰近頭203/205分別非常接 近該晶片207的上表面和下表面207B。 一旦在這個位置，該鄰近頭 203/205可以利用IPA和DIW源進(jìn)口和真空源出口產(chǎn)生與該晶片207 才妄觸的晶片處理彎液面，其能夠乂人該晶片207的上下表面施加和去
除流體。該DIW在該鄰近頭203/205和該晶片207之間的區(qū)域中的 那部分形成動態(tài)的流體彎液面。應(yīng)當(dāng)理解，此處所用的詞匯"輸出" 指的是從該晶片207和特定的鄰近頭203/205之間的區(qū)域除去流體， 而詞匯"輸入"指的是將流體引入該晶片207和特定的鄰近頭203/205
之間的區(qū)i或。圖IO是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，由鄰近頭 203/205執(zhí)行的示例性的工藝的圖例。盡管圖10顯示了處理中的晶片 207的上表面207A，然而應(yīng)當(dāng)J里角罕，該工藝可以以大體一目同的方式 對該晶片207的下表面207B完成。盡管圖IO描繪了基片干燥工藝， 多個其它的制造工藝(例如刻蝕、漂洗、清潔等等)也可以以類似 的方式一皮應(yīng)用于該晶片表面。在一個實施方式中，可以利用源進(jìn)口 1107向該晶片207的上表面207A施加異丙醇(IPA )蒸汽，并利用源 進(jìn)口1111向該上表面207A施加去離子水(DIW)。另外，可以利用 源出口1109向非?？拷摫砻?07A的區(qū)域施加真空，以除去位于或 接近該表面207A的流體或蒸汽。應(yīng)當(dāng)理解，盡管在此示例性實施方式中利用了IPA，然而 可以利用任何其它的合適類型的蒸汽，比如可以與水混合的任何合 適的乙醇蒸汽、有機(jī)化合物、己醇、乙基乙二醇等。IPA的替代品 包括 f旦不限于以下幾種乙酰丙酮、乂又丙酮醇、l曱氧基-2-丙醇、乙二醇、曱基-敗咯烷酮、乳酸乙酯、2-丁醇。這些流體也被認(rèn)為是 可以減少表面 長力的;危體?？梢詼p少表面張力的;危體用于i曾力C該兩
個表面之間(也就是該鄰近頭203/205和該晶片207的該表面之間)
的表面張力纟弟度。應(yīng)當(dāng)理解，可以利用源進(jìn)口和源出口的任何合適的結(jié)合， 只要存在至少一個結(jié)合，其中至少一個源進(jìn)口1107鄰近于至少一個 源出口1109，其依次鄰近于至少一個源進(jìn)口llll。該IPA可以是^f壬《可 合適形式的，比如，如IPA蒸汽，其中蒸汽形式IPA通過^f吏用氮?dú)廨d 氣輸入。而且，盡管此處利用的是DIW，然而可以利用能夠進(jìn)行或 增進(jìn)基片處理的<壬4可其它合適的流體，比如，如以其它方式l是純的 水、清潔流體及其他處理流體和化學(xué)物質(zhì)。在一個實施方式中，通 過該源進(jìn)口 1107^是供IPA進(jìn)入流1105,通過該源出口 1109施加真空 1113,并通過該源進(jìn)口1111提供DIW進(jìn)入流1115。如果該晶片207上 存在流體薄月莫，可以通過該IPA進(jìn)入流1105向該基片表面施加第一 流體壓力，通過該DIW進(jìn)入流1115向該基片表面施加第二流體壓力， 并通過該真空H13施加第三流體壓力以除去該基片表面上的該 DIW、 IPA和該流體薄膜。應(yīng)當(dāng)理解，通過控制流到該晶片表面207A的流體流量以 及通過控制所施加的真空，可以以任何合適的方式管理并控制該彎 液面1101A。例如，在一個實施方式中，通過增加該DIW流量1115 和/或減少該真空1113,通過該源出口1109流出的液流可以是近乎全 部DIW和/人該晶片表面207A除去的流體。在另一個實施方式中，通 過減少該DIW;:充量1115禾口/或增力口該真空1113，通過該源出口1109;充 出的液流大體上是DIW和IPA的結(jié)合，以及/人該晶片表面207A除去 的流體。在該晶片干義喿工藝之后，該晶片207可以^皮返回該外部才莫 塊，例如，MTM。在一個實施方式中，在打開該室100以返回該晶片207之前，驗證該室100中的壓強(qiáng)與該外部才莫塊中的壓強(qiáng)足夠接 近，當(dāng)打開該室100接收該晶片207時，該室100的內(nèi)部容積會暴露 于該外部才莫塊。在一個實施方式中，該室100中的足夠4妄近的壓強(qiáng) 在該外部模塊壓強(qiáng)的+A10托內(nèi)。并且，在打開該室100以返回該晶 片207之前，驗證該室100內(nèi)的氧含量與該外部才莫塊中的氧含量足夠 接近，當(dāng)打開該室10(M妄收該晶片207時，該室100的內(nèi)部容積暴露 于該外部才莫塊。在一個實施方式中，該室100中的足夠接近的氧含 量在該外部模塊的氧含量的+A5ppm內(nèi)。圖11是顯示，依照本發(fā)明的一個實施方式，群結(jié)構(gòu)1200 的圖例。該群結(jié)構(gòu)1200包才舌可4空環(huán)境傳輸^莫塊1201,也就是可管理 的傳輸才莫塊(MTM) 1201。該MTM 1201通過槽閥門1209E連4妄于 加載鎖定才幾(load lock ) 1205。該MTM 1201包括才幾械手晶片才喿作裝 置1203,也就是末端執(zhí)行器1203，其能夠從該裝載鎖定機(jī)1205獲取 晶片。該MTM 1201還通過相應(yīng)的槽閥門1209A、 1209B、 1209C和 1209D連4妄于多個工藝才莫塊1207A、 1207B、 1207C和1207D。在一 個實施方式中，該處理模塊1207A-1207D是可控環(huán)境濕法處理模塊。 該可控環(huán)境濕法處理模塊1207A-1207D被配置為在可控惰性外界環(huán) 境中處理晶片表面。該MTM 1203的可控惰性外界環(huán)境一皮管理以侵_ 惰性氣體一皮泵入該MTM 1203,而氧氣^皮/人該MTM 1203清除出去。 在一個實施方式中，該無電鍍覆室100可以4乍為一個處理4莫塊連4妄 于該MTM1203。例如，圖11顯示了，該處理才莫塊1207A實際上是該 干進(jìn)/干出無電鍍^隻室100。通過乂人該MTM 1203去除全部或大部分的氧氣并用惰性 氣體代替，該MTM 1203將會提供過渡環(huán)境，其在執(zhí)行無電鍍覆前 后不會將剛剛處理過的晶片暴露在該室100中。在特定實施方式中， 其它的處理模塊1207B-1207D可以是電鍍模塊、無電鍍覆模塊、干進(jìn)/干出濕法工藝模塊或者能夠在晶片表面或特征上施加、形成、除 去或沉積一個層或進(jìn)4亍其它類型的晶片處理的其它類型的才莫塊。在一個實施方式中，通過在計算^/L系統(tǒng)上運(yùn)行的圖形用 戶界面(GUI)提供對該室100和接口設(shè)備(例如，F(xiàn)HS)的監(jiān)視和 控制，該計算4幾系統(tǒng)相對于該處理環(huán)境在遠(yuǎn)距離上。該室100和接 口設(shè)備中的各傳感器連接起來以在該GUI中沖是供讀數(shù)(read out )。 該室IOO和接口設(shè)備中的每一個電子才喿縱的控制可以通過該GUI操 縱。該GUI還被限定為根據(jù)該室100和接口設(shè)備中的各傳感器讀數(shù)顯 示警告和警報。該GUI進(jìn)一步被限定為顯示工藝狀態(tài)和系統(tǒng)情況。本發(fā)明的室100包括多個有進(jìn)步性的特征。例如，該室IOO 中上下鄰近頭203/205的具體實現(xiàn)為該室IOO提供了千進(jìn)/干出晶片 無電鍍覆工藝能力。該干進(jìn)/干出能力使該室100能與該MTM接口 ， 能夠更緊密地控制晶片表面上的化學(xué)反應(yīng)，并防止化學(xué)制品被帶到 室100夕卜。該室100的雙壁結(jié)構(gòu)也沖是供了優(yōu)點(diǎn)。例如，該外部結(jié)構(gòu)壁 用于提高強(qiáng)度和增加接口的精確度，而該內(nèi)部襯墊提供了化學(xué)邊界 以阻止化學(xué)制品到達(dá)該外部結(jié)構(gòu)壁。因為該外部結(jié)構(gòu)壁負(fù)責(zé)才是供真 空邊界，因此該內(nèi)部襯墊不需要能夠提供真空邊界，從而使該內(nèi)壁 可以由惰性材料(比如塑料)制成。另外，該內(nèi)壁是可除去的，以 i"更于室100的清潔或重新裝配。并且，該外部壁的強(qiáng)度能夠縮短在 該室100內(nèi)達(dá)到惰性環(huán)境條件所需的時間。控制該室100中的環(huán)境條件。在干燥過程中4吏用惰性環(huán)境 條件能夠產(chǎn)生表面張力梯度(STG)，其又會啟動該鄰近頭工藝。例 如，可以在該室100中建立二氧化石友環(huán)境條件以幫助在該鄰近頭干 燥工藝過程中產(chǎn)生STG。在濕法工藝室中(也就是，在無電鍍覆室 中)集成STG干燥(也就是鄰近頭干燥)，能夠帶來多級處理能力。
28例如，該多級處理可包括在該室1 OO上部區(qū)域通過鄰近頭進(jìn)4亍的預(yù) 清潔操作、在該室下部區(qū)域進(jìn)行的無電鍍覆工藝和在該室的上部區(qū) 域通過鄰近頭進(jìn)行的后清潔和干燥操作。而且，該室IOO被配置為最小化所需的無電鍍覆溶液的 量，從而能夠使用一次性的化學(xué)物質(zhì)，也就是說， 一次使用隨后丟 棄的化學(xué)物質(zhì)。并且，實現(xiàn)了使用點(diǎn)混合方法以在晶片上沉積之前 控制電解液的激活。這是通過使用包括注入器管道的混合ot支管實現(xiàn) 的，其中^敫活^f匕學(xué)物質(zhì)^皮注入圍繞該注入器管道的4匕學(xué)制品的液 流，盡可能地靠近該流體盆分發(fā)位置。這增加了反應(yīng)物的穩(wěn)定性并 減少了缺陷。另外，該室100的淬火漂洗能力能夠?qū)υ摼系臒o 電鍍覆反應(yīng)時間進(jìn)行更大的控制。該室100進(jìn)一步被配置為，通過 將"反沖洗(backflush)"化學(xué)物質(zhì)引入該流體盆的^ l限量。該"反 沖洗"化學(xué)物質(zhì)一皮配置為除去由該無電鍍覆溶液引入的金屬污染 物。在其它實施方式中，該室100可進(jìn)一步,皮配置為結(jié)合各種類型 的原地度量工具。并且，在一些實施方式中，該室100可以包括放 射性的或者吸收性的熱源以啟動該晶片上的無電4度4隻反應(yīng)。
理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀前述說明書并研究附圖之后，可以 實現(xiàn)各種變更、添加、置換和其等同。因此，本發(fā)明意在包括所有 這些變更、添加、置換和等同，均落入本發(fā)明的真實精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體晶片無電鍍覆系統(tǒng)，包含室，被裝配為，從接口模塊接收干燥狀態(tài)的晶片，在該室中在該晶片上執(zhí)行無電鍍覆工藝，在該室中在該晶片上執(zhí)行干燥工藝，以及向該接口模塊提供干燥狀態(tài)的該晶片，其中該室被限定為在該室的公共內(nèi)部容積中執(zhí)行該無電鍍覆工藝和該干燥工藝。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片無電鍍覆系統(tǒng)，其中該室包括內(nèi)部斗十墊和外部結(jié)構(gòu)壁，該內(nèi)部一于墊配置為^皮4翁入由該外部結(jié)構(gòu)壁限定的容積并與該外部結(jié)構(gòu)壁呈部分間隔開的關(guān)系。
3. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體晶片無電鍍覆系統(tǒng)，其中該內(nèi)部襯墊是由化學(xué)惰性材料形成的，而該外部結(jié)構(gòu)壁是由能夠保持真空邊界的結(jié)構(gòu)材料形成的。
4. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片無電鍍覆系統(tǒng)，其中該室被限定為控制該室的該公共內(nèi)部容積中的環(huán)境條件。
5. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片無電鍍覆系統(tǒng)，其中該室包括主動輥組件和穩(wěn)定器組件，兩者被限定為共同工作，以在干燥工藝中，在從該接口模塊接收到該晶片之后，馬上在該室的上部區(qū)域中以大體上水平的方向支撐該晶片并將該晶片提供給該接口模塊。
6. 如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體晶片無電鍍覆系統(tǒng)，其中該主動輥 組件和該穩(wěn)定器組件被限定為旋轉(zhuǎn)該晶片，同時保持該晶片在 該室的該上部區(qū)域中在大體水平的方向上。
7. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片無電鍍覆系統(tǒng)，其中該室包括 配置于該室的下部區(qū)域中的流體盆，該流體盆一皮限定為在該流 體盆的內(nèi)部體積中以大體水平的方向^l妄收該晶片，以及當(dāng)無電 鍍覆溶液#:流入該流體盆以^隻蓋該晶片的上表面時容納該無 電鍍覆溶液。
8. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片無電鍍覆系統(tǒng)，其中該室包括 壓盤，其限定為在該無電鍍^f隻工藝中支撐該晶片，該室進(jìn)一步 包4舌壓盤^是升組件以將該壓盤/人該室的上部區(qū)i或中移動到該 室的下部區(qū)域中，其中在該室的該上部區(qū)域，晶片一皮乂人該4妻口 才莫塊4妄收并向該4妻口才莫塊纟是供并經(jīng)歷該干燥工藝，在該室的該 下部區(qū)域，晶片一皮進(jìn)4亍該無電鍍覆工藝。
9. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片無電鍍覆系統(tǒng)，其中該室包括 上鄰近頭和下鄰近頭，其中每一個都^皮定義為當(dāng)該室的上部區(qū) 域中存在晶片時掃4京該晶片，該上下鄰近頭一皮限定為在該晶片 上"t丸行該干燥工藝。
10. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片無電鍍覆系統(tǒng)，進(jìn)一步包含流體處置系統(tǒng)，被裝配以支持該室的該/>共內(nèi)部容積中 的該無電鍍覆工藝和該干燥工藝。
11. 一種用于半導(dǎo)體晶片無電鍍覆的室，包含限定于該室的內(nèi)部容積的上部區(qū)^l的第 一 晶片處理區(qū) 域，該第一晶片處理區(qū)域被裝配為當(dāng)晶片 一皮》文置在該第一晶片 處理區(qū)域中時在該晶片上執(zhí)行干燥工藝；限定于該室的該內(nèi)部容積的下部區(qū)域的第二晶片處理區(qū)域，該第二晶片處理區(qū)域凈皮裝配為當(dāng)晶片一皮;故置在該第二晶片 處理區(qū)域中時在該晶片上執(zhí)行無電鍍覆工藝；以及壓盤，被限定為在該第二晶片處理區(qū)域中支撐該晶片并 提供晶片在該第 一和第二晶片處理區(qū)域之間的轉(zhuǎn)移。
12. 如權(quán)利要求11所述的用于半導(dǎo)體晶片無電鍍覆的室，其中該 第 一晶片處理區(qū)i或包4舌主動4昆組件和穩(wěn)、定器凈昆《且件，此兩者#皮 限定為以大體水平的方向嚙合和支撐該晶片并提供晶片旋轉(zhuǎn) 能力。
13. 如權(quán)利要求12所述的用于半導(dǎo)體晶片無電鍍覆的室，其中該 第一晶片處理區(qū)域包括上鄰近頭和下鄰近頭，其中每一個都祐: 限定為當(dāng)該晶片 一皮該主動輥組件和該穩(wěn)定器輥組件嚙合時掃 掠該晶片，該上下鄰近頭,皮限定為通過向該晶片施加相應(yīng)的動 態(tài)彎液面而在該晶片上4丸4亍該千燥工藝。
14. 如權(quán)利要求11所述的用于半導(dǎo)體晶片無電鍍覆的室，其中該 第 一晶片處理區(qū)i或包4舌室入口門，該晶片通過該入口門#皮*接收 進(jìn)該室并;人該室提供。
15. 如權(quán)利要求11所述的用于半導(dǎo)體晶片無電鍍覆的室，其中該 第二晶片處理區(qū)域包括流體盆，該流體盆被限定為在該流體盆 的內(nèi)部體積中以大體水平的方向接收該壓盤，以及當(dāng)無電鍍覆 溶液一皮;危入該;危體盆以覆蓋該壓盤-口當(dāng)該壓盤上存在該晶片 時該晶片的上表面時，容納該無電鍍覆溶液。
16. 如權(quán)利要求11所述的用于半導(dǎo)體晶片無電鍍覆的室，其中該 第二晶片處理區(qū)域包括一個或多個漂洗噴管，該漂洗噴管被限定為將漂洗流體導(dǎo)向該壓盤的上表面以<更當(dāng)該壓盤上存在晶 片時乂人該晶片的該上表面除去無電鍍覆溶液。
17. 如權(quán)利要求11所述的用于半導(dǎo)體晶片無電鍍覆的室，其中該 壓盤被限定為以可控方式加熱以在該壓盤上存在該晶片時能 夠控制該晶片的溫度。
18. 如權(quán)利要求11所述的用于半導(dǎo)體晶片無電鍍覆的室，其中該 壓盤包括流體連接于真空供應(yīng)的多個真空通道，以在該壓盤上 存在該晶片時能夠?qū)⒃摼婵瘴降皆搲罕P上。
19. 如權(quán)利要求11所述的用于半導(dǎo)體晶片無電鍍覆的室，其中該 室是由外部結(jié)構(gòu)壁和內(nèi)部坤于墊限定的，該內(nèi)部坤于墊^皮配置為一皮 插入在該外部結(jié)構(gòu)壁中以形成該室的內(nèi)部容積，其中該外部結(jié) 構(gòu)壁是由能夠保持真空邊界的結(jié)構(gòu)材料形成的，而該內(nèi)部襯墊 是由化學(xué)惰性材料形成的。
20. —種用于操作半導(dǎo)體晶片無電鍍覆系統(tǒng)的方法，包含在室內(nèi)容積中接收干燥狀態(tài)的晶片； 在該室內(nèi)容積中在該晶片上^丸^f亍無電鍍覆工藝； 在該室內(nèi)容積中在該晶片上執(zhí)行漂洗工藝； 在該室內(nèi)容積中在該晶片上^Ut干義喿工藝；以及 從該室內(nèi)容積提供干燥狀態(tài)的該晶片。
21. 如權(quán)利要求20所述的用于操作半導(dǎo)體晶片無電鍍覆系統(tǒng)的方 法，其中該晶片^U妾收在該室容積的上部區(qū)域中，該無電鍍覆 和清洗工藝在該室容積的下部區(qū)域內(nèi)#丸行，且該干燥工藝在該 室的該上部區(qū)i或中扭^亍。
22. 如權(quán)利要求21所述的用于操作半導(dǎo)體晶片無電鍍覆系統(tǒng)的方 法，其中在該室內(nèi)容積中在該晶片上執(zhí)行該無電4度覆工藝包 括，在流體盆中支撐該晶片，用無電鍍^隻溶液填充該流體盆以 <更該無電鍍覆溶液上升 并超過該晶片的外圍乂人而覆蓋該晶片的上表面，以及在該無電鍍覆反應(yīng)期之后，乂人該晶片的該上表面4非干該 無電鍍^隻>容液。
23. 如權(quán)利要求20所述的用于操作半導(dǎo)體晶片無電鍍覆系統(tǒng)的方 法，其中在完成該無電鍍覆工藝之后，通過將漂洗流體分發(fā)到 該晶片的上表面上而迅速;也在該晶片上扭一f亍該漂洗工藝。
24. 如權(quán)利要求20所述的用于操作半導(dǎo)體晶片無電鍍覆系統(tǒng)的方 法，其中通過在該晶片的上表面上部掃描上鄰近頭以1更對該晶 片的該上表面施加第一動態(tài)彎'液面而在該晶片的該上表面上 4丸4亍干燥工藝，且其中通過在該晶片的下表面上部掃描下鄰近 頭以^更對該晶片的該下表面施加第二動態(tài)彎液面而在該晶片 的該下表面上執(zhí)行干燥工藝。
25. 如權(quán)利要求20所述的用于操作半導(dǎo)體晶片無電鍍覆系統(tǒng)的方 法，進(jìn)一步包含控制該室容積中的環(huán)境條件以便最小化該室容積中的氧含量。
26. 如權(quán)利要求20所述的用于操作半導(dǎo)體晶片無電4度覆系統(tǒng)的方 法，進(jìn)一步包含控制該室內(nèi)的蒸汽壓強(qiáng)為相對于4寺施加于該晶片的無電 鍍覆溶液呈々包和狀態(tài)。
全文摘要
揭露一種用于晶片無電鍍覆的干進(jìn)/干出系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于晶片進(jìn)入/退出和干燥操作的上部區(qū)域。在該上部區(qū)域中提供鄰近頭以執(zhí)行該干燥操作。該系統(tǒng)還包括用于無電鍍覆操作的下部區(qū)域。該下部區(qū)域包括無電鍍覆裝置，其通過流體上涌方法實現(xiàn)晶片的浸沒。該系統(tǒng)的上部和下部區(qū)域由雙壁室包圍，其中該內(nèi)壁是化學(xué)惰性塑料的而該外部壁是結(jié)構(gòu)金屬。該系統(tǒng)與流體處置系統(tǒng)接口，該流體處置系統(tǒng)向該系統(tǒng)提供必要的化學(xué)制品供應(yīng)和控制。該系統(tǒng)是可控環(huán)境的。而且，該系統(tǒng)與環(huán)境可控的可管理傳送模塊(MTM)接口。
文檔編號H01L21/28GK101657886SQ200880012352
公開日2010年2月24日 申請日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月16日
發(fā)明者亞歷山大·奧夫恰茨, 克林特·托馬斯, 威廉·蒂, 弗里茨·C·雷德克, 托德·巴力斯基, 約翰·M·博迪, 約翰·帕克斯, 耶茲迪·多爾迪, 艾倫·M·舍普, 蒂魯吉拉伯利·阿魯娜, 雅各布·衛(wèi)理 申請人:朗姆研究公司