專利名稱：用于晶片無電鍍的方法和設(shè)備的制作方法
用于晶片無電鍍的方法和i更備
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件(如集成電路、存儲(chǔ)單元等)制造中，執(zhí)
行一系列制造工序來在半導(dǎo)體晶片("晶片")上形成特征。這些晶 片包括形成在硅基片上的多層結(jié)構(gòu)形式的集成電路器件。在基片 層，形成具有擴(kuò)散區(qū)域的晶體管器件。在后面的層中，將互連金屬 化線圖案化并電氣連接到晶體管器件以形成所需的集成電路器件。 并且，圖案化的導(dǎo)電層通過電介質(zhì)材料與別的導(dǎo)電層絕緣。為了建立集成電路，首先在晶片表面上創(chuàng)建晶體管。然 后通過一系列制造工藝步驟將導(dǎo)線和絕緣結(jié)構(gòu)增加為多薄膜層。通 常，在所形成的晶體管頂部沉積第一層電介質(zhì)(絕緣)材料。在這 個(gè)基層上形成后續(xù)的金屬層(例如，銅、鋁等)，蝕刻金屬層以創(chuàng) 建傳送電的導(dǎo)電線，然后利用電介質(zhì)材料填充以創(chuàng)建線與線之間必 須的絕纟彖體。盡管銅線通常由PVD種子層(PVD Cu)接著是電鍍層 (ECP Cu)組成，^旦是可以考慮用無電化學(xué)制劑作為PVD Cu的替 代，甚至是ECP Cu的替代。無電銅(Cu)和無電鈷(Co)是提高 互聯(lián)線可靠性和性能的潛在技術(shù)。無電銅可用來在共形阻擋層上形 成薄的共形種子層以優(yōu)化間隙填充工藝并且使空隙的形成最少。進(jìn) 而，選擇性的Co覆蓋層在平坦化的Cu線上的沉積可增加電介質(zhì)阻擋 層與Cu線的粘合，并且抑制Cu電介質(zhì)阻擋層分界面處的空隙形成和 傳播。
在無電鍍工藝過程中，電子從還原劑轉(zhuǎn)移到溶液中的Cu (或Co)離子，使得被還原的Cu (或Co)沉積在該晶片表面上。 優(yōu)化無電鍍銅溶液的配方以使得溶液中涉及Cu (或Co )離子的電子 轉(zhuǎn)移過程最大化。通過該無電鍍工藝獲得的鍍層厚度取決于無電鍍 溶液在該晶片上的停留時(shí)間。因?yàn)闊o電鍍反應(yīng)在晶片暴露于該無電 鍍、溶液的情況下馬上并且連續(xù)發(fā)生，所以需要以可控的方式以及在 可控的條件下進(jìn)行該無電鍍工藝。為此，需要一種改進(jìn)的無電鍍設(shè) 備。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，公開一種半導(dǎo)體晶片無電鍍設(shè)備。該 設(shè)備包括具有限定為支撐晶片的頂部表面的壓板。該壓板還包括從 該壓^反的頂部表面的邊緣向下延伸至該壓板的下部表面的外部表 面。該設(shè)備還包括具有由內(nèi)部表面限定的內(nèi)部容積的溶槽。該溶槽 配置為在其內(nèi)部容積內(nèi)接收該壓板和待支撐在其上的晶片。密封件 圍繞該溶槽的內(nèi)部表面設(shè)置以^更當(dāng)嚙合在該溶槽的該內(nèi)部表面和 該壓外反的該外部表面之間時(shí)形成'液密密佳于阻擋。另外，若干;危體分 配噴嘴i殳置為在該密封件上方的若干相應(yīng)4立置在該溶槽內(nèi)分配電 鍍?nèi)芤?。在?一實(shí)施例中，7>開一種用于半導(dǎo)體晶片無電鍍的系 統(tǒng)。該系統(tǒng)包4舌壓4反，卩艮定為具有用于支撐晶片的上部表面和乂人該 上部表面向下延伸的外部表面。該系統(tǒng)還包括溶槽，限定為4妄收該 壓玲反和待支撐在其上的晶片，以^f更在該溶槽的內(nèi)部表面和該壓豐反的 外部表面之間形成液體保持容積。若干流體分配噴嘴還限定為在該 壓氺反的該上部表面下方的^f立置、在該液體<呆持容積內(nèi)分配液體。該 系統(tǒng)進(jìn)一步包括流體處理系統(tǒng)，與該若干流體分配噴嘴流體連通。 該流體處理系統(tǒng)限定為將無電鍍〉容液流到并通過該若干流體分配 噴嘴，以便利用該無電鍍?nèi)芤禾畛湓撘后w保持容積，并使得該無電鍍〉容'液上升并〉奄-殳該壓才反，以使j奄^^寺支撐在該壓^反的該上部表面 上的晶片。在另 一實(shí)施例中，/>開一種用于半導(dǎo)體晶片無電鍍的方 法。該方法中，將晶片支撐在壓板上。并且，在該晶片的下方的位 置將無電鍍?nèi)芤悍峙湓谙薅閲@該壓板的液體保持容積內(nèi)。分配 該無電鍍?nèi)芤阂蕴畛湓撘后w保持容積，并且升高以基本上均勻的方 式乂人該晶片的頂告p表面的邊桑彖向內(nèi)延4申至該晶片的該頂部表面的 中心而'淹沒該晶片的頂部表面。該方法還包括:,人該液體^f呆持容積4非 空該無電鍍?nèi)芤阂允箒V人該晶片的頂部表面去除大部分該無電鍍〉容 液的步驟。在從該液體保持容積排空該無電鍍?nèi)芤汉罅⒓礇_洗該晶 片的頂吾P表面。本發(fā)明的這些和其他特征將在下面結(jié)合附圖、作為本發(fā) 明示例it明的具體描述中變4尋更加明顯。
附圖i兌明


圖1是按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例， 圖的圖示；
圖2是按照本發(fā)明 一 個(gè)實(shí)例施，
示；
圖3是按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例， 上部臨近頭延伸到該晶片中心；
示出干進(jìn)干出無電鍍室的軸測
示出該室中心的垂直界面的圖
示出室的俯S見圖的圖示，其中
圖4是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，示出該室俯視圖的圖示，該上 部臨近頭縮回該臨近頭系泊位置上方的原始位置；圖5是4要照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，示出壓^反和溶槽的垂直截面的 圖示，該壓板處于完全降下的位置；
圖6A是按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，示出該晶片處于該室內(nèi)晶片交 遞位置的圖示；
圖6B是按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，示出該壓板升高到該晶片交遞 位置的圖示；
圖6C是按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，示出該壓板處于恰在密封位置 上方的懸停位置，；
圖6D是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，示出在穩(wěn)定流結(jié)束之后該壓板 降低以與該溶槽密封件嚙合；
圖6E是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，示出該晶片經(jīng)歷沖洗工藝的圖
示；
圖6F是按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，示出該晶片經(jīng)歷利用上部和下 部臨近頭的干燥工藝的圖示；
圖7是4姿照本發(fā)明 一 個(gè)實(shí)施例，示出由臨近頭進(jìn)行的示范性工 藝的圖示；
圖8是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，示出集合體系結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式在下面的描述中，闡述許多具體細(xì)節(jié)以提供對本發(fā)明的 徹底理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，顯然，本發(fā)明可不利用這些具體細(xì)節(jié)的一些或者全部而實(shí)施。在有的'lt況下，/〉4口的工藝步 -驟和/或結(jié)構(gòu)-殳有i兌明，以避免不必要的混淆本發(fā)明。圖l是4姿照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，示出干進(jìn)干出無電鍍室 100(下文中稱為"室100")的軸測圖的圖示。該室100限定為4妄收
干燥狀態(tài)的晶片、在該晶片上4丸行無電鍍工藝、在該晶片上#丸4亍沖 洗工藝、在該晶片上行執(zhí)行干燥工藝和提供干燥狀態(tài)的處理后的晶
片。該室100能夠扭^亍實(shí)際上4壬<可類型的無電鍍工藝。例如，該室 100能夠在該基片上執(zhí)行化學(xué)鍍Cu或Co工藝。另夕卜，該室100配置為
集成在才莫塊4b晶片處理系統(tǒng)內(nèi)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，該室ioo
與托管空氣傳輸模塊(managed atmospheric transfer module( MTM ))連接。該室100配備為/人4妄口才莫塊4妄收干燥狀態(tài)的晶片，如該 MTM。該室100配備為在該室100內(nèi)的晶片上扭Jf亍無電鍍工藝。該室 IOO限定為在該室100內(nèi)的晶片上批J亍干火喿工藝。該室IOO限定為將 干燥狀態(tài)的晶片提供回該接口模塊。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到該室IOO限定為在 該室100的7>共內(nèi)部容積內(nèi)的該晶片上#丸4亍該無電鍍工藝和該干火喿 工藝。另外，提供流體處理系統(tǒng)(FHS)以支持該室100公共內(nèi)部容 積內(nèi)的該晶片無電鍍工藝和該晶片干燥工藝。該室100包括第 一晶片處理區(qū)域，限定在該室100內(nèi)部容 積的上部區(qū)域內(nèi)。該第 一晶片處理區(qū)域配備為當(dāng)該晶片設(shè)在該第一 晶片處理區(qū)域內(nèi)時(shí)在該晶片上執(zhí)行該干燥工藝。該室IOO還包括第 二晶片處理區(qū)域，限定在該室100的內(nèi)部容積的下部區(qū)域中。該第 二晶片處理區(qū)i^配備為當(dāng)該晶片i殳在該第二晶片處理區(qū)i或內(nèi)時(shí)在 該晶片上執(zhí)行該無電鍍工藝。另外，該室100包括壓板，其可在該 室10 0的內(nèi)部容積內(nèi)、在第 一 和第二晶片處理區(qū)i或之間垂直移動(dòng)。 該壓才反限定為在該無電鍍工藝過程中，在該第一和第二處理區(qū)域之
間傳^r該晶片，并且在該第二處理區(qū)^^內(nèi)支撐該晶片。
對于圖1，該室100由外結(jié)構(gòu)壁(包括外部結(jié)構(gòu)性底部) 103和結(jié)構(gòu)性頂部105形成。該室100的外部結(jié)構(gòu)能夠4氏抗與該室100 的內(nèi)部容積內(nèi)低于大氣壓強(qiáng)(即，真空)狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的力。該室IOO 的外部結(jié)構(gòu)還能夠^氐抗與該室100的內(nèi)部容積內(nèi)高于大氣壓狀態(tài)相 關(guān)聯(lián)的力。在一個(gè)實(shí)施例中，該室的結(jié)構(gòu)性頂部105配備有窗107A。 另外，在一個(gè)實(shí)施例中，在該室的外結(jié)構(gòu)壁103中4是供窗107B。然 而，應(yīng)當(dāng)理解，該窗107A和107B對于該室100的運(yùn)4亍不是關(guān)4建的。 例如，在一個(gè)實(shí)施例中，該室100限定為沒有窗107A和107B。該室100限定為坐在4匡架組件109的頂部。應(yīng)當(dāng)理解別的 實(shí)施例可采用與圖1所描述的示范性框架組件109不同的4匡架組件。 該室100限定為包括入口門IOI,通過該門將晶片插入以及移出該室 100。該室100進(jìn)一步包括穩(wěn)定器組件305、壓板提升組件115和臨近 頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)113，其每個(gè)都將在下面更詳細(xì)地描述。圖2是按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，示出通過該室IOO中心的 垂直截面的圖示。該室100這樣限定，即當(dāng)晶片207通過該入口門IOI 插入時(shí)，該晶片207將一皮該室內(nèi)部容積的上部區(qū)域內(nèi)的驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)咏M 件303 (未示)和該穩(wěn)定器組件305嚙合。通過該壓板提升組件115, 壓板209限定為在垂直方向上在該室內(nèi)部容積的上部和下部區(qū)域之 間移動(dòng)。該壓板209限定為,人該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)咏M件303和穩(wěn)定器組件305 接收該晶片207,并將該晶片207移動(dòng)至該室內(nèi)部容積下部區(qū)域內(nèi)的 該第二晶片處理區(qū)i或。如將在下面更詳細(xì)描述的，在該室的下部區(qū) 域，該壓板209限定為與溶槽211接口以能夠進(jìn)行該無電鍍工藝。接著該室的下部區(qū)域內(nèi)的無電鍍工藝，通過該壓板209 和壓玲反-提升組件115將該晶片207l是升回到可一皮該驅(qū)動(dòng)4昆子組件303 和該穩(wěn)定器組件305嚙合的位置。 一旦牢固地被該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)咏M件303 和該穩(wěn)定器組件305嚙合，將該壓板209降低至該室100的下部區(qū)域 內(nèi)的位置。然后利用上部臨近頭203和下部臨近頭205干燥該晶片207 (已經(jīng)經(jīng)過該無電鍍工藝)。該上部臨近頭203限定為干燥該晶 片207的上表面。該下部臨近頭限定為干燥該晶片207的下表面。通過該臨近頭驅(qū)動(dòng)才幾構(gòu)113 ，該上部和下部臨近頭 203/205限定為當(dāng)該晶片207一皮該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)咏M件303和該穩(wěn)定器組件 305噴合時(shí)^爭越該晶片207以線性方式移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，該上 部和下部臨近頭203/205限定為隨著該晶片207^皮該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)咏M件 303轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng)至該晶片207的中心。這樣，該晶片207的上和下表 面會(huì)分別完全暴露于該上部和下部臨近頭203/205。該室100可進(jìn)一 步包4舌臨近頭系泊^f立置201,用以在該上部和下部臨近頭203/205縮 回到它們的原始位置時(shí)容納其每個(gè)。該臨近頭系泊位置201還考慮
該晶片207上時(shí)的平滑過渡。該臨近頭系泊位置201設(shè)在該室內(nèi)以便 確保當(dāng)該上部和下部臨近頭203/205縮回至它們各自的原始位置時(shí)， 該上部和下部臨近頭203/205不會(huì)與該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)咏M件303、該穩(wěn)、定器 組件305或升高以容納該晶片207的該壓板209相千擾。圖3是4姿照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，示出該室的俯4見圖的圖 示，該上部臨近頭203延伸至該晶片207的中心。圖4是按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，示出該室的俯4見圖的圖示，該上部臨近頭203縮回該 臨近頭系泊位置201上方的原始位置。如先前4是到的，當(dāng)將該晶片 207通過該入口門101容納在該室100內(nèi)時(shí)，該晶片^皮該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)咏M 件303和該穩(wěn)定器組件305嚙合和夾持。利用該臨近頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)113， 該上部臨近頭203可從該臨近頭系泊位置201上的其原始位置以線 性方式移動(dòng)至該晶片207的中心。類似地，利用該臨近頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 113，該下部臨近頭205可/人該臨近頭系泊位置201上的其原始位置 以線性方式移動(dòng)至該晶片207的中心。在一個(gè)實(shí)施例中，該臨近頭 驅(qū)動(dòng)4幾構(gòu)113限定為將該上部和下部臨近頭203/205—起乂人該臨近頭 系泊4立置201移動(dòng)至該晶片207的中心。
如圖3所示，該室100由該外結(jié)構(gòu)壁103和內(nèi)4十墊301限定。 因此，該室100結(jié)合雙壁系統(tǒng)。該外結(jié)構(gòu)壁103具有足夠的強(qiáng)度以在 該室100內(nèi)提供真空能力并由此形成真空邊界。在一個(gè)實(shí)施例中， 該外結(jié)構(gòu)壁103由結(jié)構(gòu)金屬形成，如不4秀鋼。然而，應(yīng)當(dāng)理解，實(shí) 際上任何別的具有足夠強(qiáng)度特性的結(jié)構(gòu)金屬可用來形成該外結(jié)構(gòu) 壁103。該外結(jié)構(gòu)壁103還可形成具有足夠的4青度以佳^尋該室100能 夠與另一才莫塊4妄口， fe口該MTM。該內(nèi)襯墊301^是供化學(xué)制劑邊界并且作為防止該室內(nèi)的 化學(xué)制劑到達(dá)該外結(jié)構(gòu)壁103的分隔物。該內(nèi)襯墊301由惰性初3牛形 成，其與該室100內(nèi)存在的各種不同化學(xué)制劑化學(xué)相容。在一個(gè)實(shí) 施例中，該內(nèi)襯墊301由惰性塑料材料形成。然而，應(yīng)當(dāng)理解，實(shí) 際上任何別的可以合適成形的化學(xué)惰性材料可用來形成該內(nèi)襯墊 301。還應(yīng)當(dāng)理解該內(nèi)襯墊301不需要提供真空邊界。如先前所提到 的，該外結(jié)構(gòu)壁103限定為l是供該真空邊界。另外，在一個(gè)實(shí)施例 中，該內(nèi)4于墊301可乂人該室IOO去除以-便于清潔或者只是更才奐#斤的內(nèi) ^3"塾301。該室IOO限定為環(huán)境可控以便于該晶片無電鍍工藝并保 護(hù)該晶片表面免受不希望的反應(yīng)，例如，氧化。為此，該室100配 備有內(nèi)部壓強(qiáng)控制系統(tǒng)和內(nèi)部氧含量控制系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中， 能夠?qū)⒃撌襂OO泵到低至小于IOO mTorr的壓強(qiáng)。在一個(gè)實(shí)施例中， 期望該室100運(yùn)行在大約700 Torr。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到該室100內(nèi)部容積的氧濃度是重要的工藝參 凄t。更具體地，該晶片處理環(huán)境中需要4氐氧濃度以確保避免在該晶 片表面出現(xiàn)不希望的氧化反應(yīng)。期望當(dāng)該室100內(nèi)存在晶片時(shí)，該 室100內(nèi)部容積內(nèi)的氧濃度保持在小于2ppm (百萬分之幾)的水平。 通過4吏用于該室IOO的內(nèi)部容積的真空源排空該室并用高純度氮重 新填充該室100內(nèi)部容積來降^f氐該室100的氧濃度。因而，通過將該
14室100內(nèi)部容積泵低至低壓并用超高純度氮(其中氧含量可以忽略 不計(jì))重新填充該室100內(nèi)部容積而將該室100內(nèi)部容積的氧濃度從 大氣水平(即大約20%的氧)降低。在一個(gè)實(shí)施例中，將該室IOO 內(nèi)部容積泵低至lTorr并用于超高純度氮將其重新填充至大氣壓三 次應(yīng)當(dāng)能將該室100內(nèi)部容積的氧濃度降低至大約3ppm。該無電鍍工藝是溫度敏感的工藝。因而，需要在該無電 鍍?nèi)芤捍嬖谟谠摼砻嫔蠒r(shí)，4吏該室100內(nèi)部容積環(huán)境條件對該 無電鍍;容液溫度的影響最小。為此，該室100這才羊限定，即可〗奪氣 體通過存在于該外結(jié)構(gòu)壁103和該內(nèi)襯墊301之間的空氣間隙引入 該室100內(nèi)部容積，乂人而避免氣體直^妄在該晶片上方流動(dòng)。應(yīng)當(dāng)i人 識(shí)到當(dāng)無電鍍?nèi)芤捍嬖谟谠摼砻嫔蠒r(shí)，氣體直接在該晶片上方 的流動(dòng)會(huì)導(dǎo)致蒸發(fā)冷卻效應(yīng)，這會(huì)降^f氐存在于該晶片表面上的該無 電鍍?nèi)芤旱臏囟龋⑾鄳?yīng)的改變該無電鍍反應(yīng)速率。除了能夠?qū)?體間*接引入該室100內(nèi)部容積，該室IOO還配備為允i午在將該無電鍍 溶液施加到該晶片表面上方時(shí)，該室100內(nèi)部容積內(nèi)的蒸汽壓強(qiáng)升 高至々包和態(tài)。在該室100內(nèi)部容積處于相對該無電鍍?nèi)芤旱摹┌蛻B(tài) 情況下，可以最小化上面提到的蒸發(fā)冷卻效應(yīng)?；仡^參考圖3和4，該穩(wěn)定器組件305包括穩(wěn)定器輥?zhàn)?05， 其限定為向該晶片207邊緣施加壓力以便將該晶片207夾持在該驅(qū) 動(dòng)輥?zhàn)咏M件303中。因此，該穩(wěn)定器輥?zhàn)?05限定為嚙合該晶片207 的邊纟彖。該穩(wěn)、定器一昆子605外形限定為適應(yīng)該穩(wěn)、定器纟昆子605和該晶 片207之間的角偏差。并且，該穩(wěn)定器組件305限定為能夠才幾械調(diào)節(jié) 該穩(wěn)定器輥?zhàn)?05垂直位置。圖6所示的該穩(wěn)定器組件305包括單個(gè) 穩(wěn)定器輥?zhàn)?05以容納200mm晶片。在另一實(shí)施例中，該穩(wěn)定器組 件305可限定為具有兩個(gè)穩(wěn)定器輥?zhàn)?05以容納300mm晶片。還回頭參照圖3和4，該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)咏M件303包括一對驅(qū)動(dòng)輥 子701，其限定為嚙合該晶片207的邊桑彖并轉(zhuǎn)動(dòng)該晶片207。該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?01每個(gè)限定為嚙合該晶片207的邊緣。每個(gè)驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?01的外 形限定為適應(yīng)該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?01和該晶片207之間的角偏差。并且，該 驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)咏M件303限定為能夠枳4戒調(diào)節(jié)每個(gè)驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?01的垂直位 置。該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)咏M件303能夠?qū)⒃擈?qū)動(dòng)輥?zhàn)?01朝向以及遠(yuǎn)離該晶片 207的邊纟彖移動(dòng)。該穩(wěn)定器輥?zhàn)?05與該晶片207的邊纟彖的嚙合將導(dǎo) 致該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?01嚙合該晶片207的邊緣?；仡^參考圖2，該壓一反l是升組件115限定為將移動(dòng)該壓一反 209上的晶片207從該晶片旋轉(zhuǎn)平面(即，該晶片被該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?01 和穩(wěn)、定器4昆子605嚙合的平面)移動(dòng)至處理^f立置(該壓纟反209嚙合該 溶槽211的密封件的位置)。圖5是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，示出通 過該壓板209和溶槽211的垂直截面的圖示，該壓板209處于完全降 下的位置。該壓板209限定為加熱的真空卡盤。在一個(gè)實(shí)施例中， 該壓板209由化學(xué)惰性材料制造。在另一實(shí)施例中，該壓板209涂有 化學(xué)惰性材料。該壓板209包括連接至真空源911的真空通道907, 該真空源在開啟時(shí)將會(huì):l巴該晶片207真空夾緊至該壓々反209。將該晶 片207真空夾緊至該壓板209降低該壓板209和該晶片207之間的熱 阻，還防止該晶片207在該室100內(nèi)垂直運(yùn)車lr期間滑動(dòng)。在各種不同實(shí)施例中，該壓板209可限定為容納200mm晶 片或300mm晶片。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到該壓板209和室100可限定為容 納基本上任何尺寸的晶片。對于,合定的晶片尺寸，該壓板209上表 面(即，夾緊表面)直徑限定為稍小于該晶片直徑。這個(gè)壓板-晶片 尺寸布置使得該晶片的邊緣能夠延伸稍樣i超出該壓才反209的上部外 緣，因此4吏該晶片邊桑彖與每個(gè)該穩(wěn)定器輥?zhàn)?05之間以及在該晶片 坐在該壓板209上時(shí)與驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?01之間能夠嚙合。如先前所^提到的，該無電鍍工藝是溫度壽文感工藝。該壓 板209限定為這樣加熱，即可以控制該晶片207的溫度。在一個(gè)實(shí)施 例中，該壓板209能夠保持在高達(dá)100。C的溫度。并且，該壓板209能夠保持在低到0。C的溫度。預(yù)計(jì)一般的壓板209工作溫度將是大約 60°C。在該壓^反209的尺寸設(shè)為容納300mm晶片的實(shí)施例中，該壓 4反209i殳有兩個(gè)內(nèi)部的電阻力。熱線圈，以^更分別形成內(nèi)部力口熱區(qū)i或 和外部加熱區(qū)域。每個(gè)加熱區(qū)域包括它自己的控制熱偶。在一個(gè)實(shí) 施例中，該內(nèi)部加熱區(qū)i或采用700Watt ( W )電阻加熱線圈，該外部 區(qū)i或采用2000W電阻加熱線圈。在該壓々反209的尺寸i殳為容納 200mm晶片的實(shí)施例中，該壓^反209包括單個(gè)加熱區(qū)域，由1250W 內(nèi)部的力p熱線圈和對應(yīng)的4空制熱偶形成。該溶槽211限定為當(dāng)該壓板209在該室100內(nèi)完全降下時(shí) 接收該壓板209。該溶槽211的流體保持能力在該壓板209下降以嚙 合圍繞該溶槽211的內(nèi)緣形成的溶槽密封件909時(shí)才完成。在一個(gè)實(shí) 施例中，該溶槽密封件909是通電密封件(energized seal),其在該 壓*反209降低以完全接觸該溶槽密封件909時(shí)在該壓纟反290和溶槽 211之間形成液密密封。應(yīng)當(dāng)i人識(shí)到當(dāng)該壓^反209降^氐以咕合該〉容沖曹 密去于件909時(shí)，該壓^反209和該;容槽211之間存在間隙。因此，該壓 才反209與該溶槽密封件卯9的嚙合允許將電鍍?nèi)芤簢娚溥M(jìn)該槽中，乂人 而填充該溶槽密封件卯9上方、該壓板209和該溶槽211之間存在的 間隙，并在夾緊在該壓4反209的上表面上的該晶片207的邊纟彖上方涌 出。在一個(gè)實(shí)施例中，該溶槽211包括八個(gè)流體分配噴嘴，用 以分配該溶槽211內(nèi)的電鍍;容液。該流體分配噴嘴圍繞該溶槽211以 均勻隔開的方式分布。各該流體分配噴嘴由來自分配歧管的管道送 料，從而每個(gè)流體分配噴嘴的流體分配速率基本上相同。并且，該 流體分配噴嘴這樣設(shè)置，即該流體分配噴嘴每個(gè)發(fā)出的流體在該壓 板209的上表面下方的位置進(jìn)入該溶槽211,即，在夾緊在該壓板209 的上表面上的晶片207的下方。另外，當(dāng)該壓板209和晶片207不在 該;容槽211中時(shí)，該;容槽211可憑〗昔通過該流體分配噴嘴將清潔;容液噴射進(jìn)該溶槽211中而清潔。該溶槽211可以用戶設(shè)定的頻率清潔。 例如，該溶槽可以頻繁到在處理每個(gè)晶片之后都清潔，或偶爾地每 IOO晶片清潔一次。該室100還包括沖洗桿卯l ，其包括若干沖洗噴嘴903和若 干排空噴嘴905。該沖洗噴嘴903用來在移動(dòng)該壓^反209以將該晶片 207i殳在沖洗位置時(shí)，將沖洗流體噴到該晶片207的頂部表面。在該 沖洗位置，該壓板209和該溶槽密封件卯9之間將會(huì)存在間隙以使得 沖洗流體能夠流進(jìn)該溶槽211，從該溶槽可以排走該流體。在一個(gè) 實(shí)施例中，提供兩個(gè)沖洗噴嘴903以沖洗300mm晶片，以及提供一 個(gè)沖洗噴嘴903以沖洗200mm晶片。該排空噴嘴905限定為將惰性氣 體(如氮)引導(dǎo)朝向該晶片的頂部表面以幫助在沖洗工藝過程中,人 該晶片的頂部表面去除流體。應(yīng)當(dāng)i人識(shí)到因?yàn)楫?dāng)該無電鍍;容液4妄觸 該晶片表面時(shí)，該無電鍍反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，所以必需在該無電鍍時(shí)期 完成后迅速且均勻地；人該晶片去除該無電鍍;容液。為》匕，該沖洗噴 嘴卯3和排空噴嘴9054吏得能夠迅速且均勻的乂人該晶片207去除無電 鍍?nèi)芤?。該?00的運(yùn)行可由流體處理系統(tǒng)(FHS)支持。在一個(gè) 實(shí)施例中，該FHS限定為與該室IOO分開的單獨(dú)才莫塊，并且與該室100 內(nèi)的多個(gè)部件流體連通。該FHS限定為月良務(wù)該無電鍍工藝，即，該 溶槽分配噴嘴、沖洗噴嘴和排空噴嘴。該FHS還限定為H務(wù)該上部 和下部臨近頭203/205?；旌掀绻茉O(shè)在該FHS和該供應(yīng)管線之間，該 供應(yīng)管線月良務(wù)該溶槽211內(nèi)各流體分配噴嘴。因此，流到該溶槽211 內(nèi)每個(gè)流體分配噴嘴的無電鍍?nèi)芤涸诘竭_(dá)該溶槽211之間預(yù)混合。流體供應(yīng)管線i殳為將該混合ot支管與該溶槽211內(nèi)的多個(gè) 不同流體分配噴嘴流體連接，,人而該電鍍?nèi)芤簩⒁曰旧暇鶆虻姆?式/人每個(gè)流體分配噴嘴流進(jìn)該;;容槽211,例如，以基本上均勻的流 率。該FHS限定為能夠?qū)υO(shè)在該混合歧管和該溶槽211的流體分配噴嘴之間的該流體供應(yīng)管線進(jìn)行氮吹掃，以^更能夠清潔電鍍?nèi)芤旱牧?br> 體供應(yīng)管線。該FHS還限定為通過提供沖洗流體至各該沖洗噴嘴903 以通過提供惰性氣體至各該排空噴嘴905而支持該晶片沖洗工藝。 該FHS限定為能夠手動(dòng)i殳置壓力調(diào)節(jié)器以控制乂人該沖洗噴嘴903發(fā) 出的液體壓力。該室100包括若千流體排空位置。在一個(gè)實(shí)施例中，三個(gè) 單獨(dú)的流體排空位置提供在該室100內(nèi)1)來自該溶槽211的主排
空，2)室底部排空，和3)壓板真空罐排空。這些排空每個(gè)連接至 提供在該FHS內(nèi)的公共設(shè)備排空。圖6A是按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，示出該晶片207在該室 IOO內(nèi)晶片交遞位置的圖示。運(yùn)^f亍該室100以乂人外部才莫塊接收晶片， 例如MTM,該室100連4妻到該才莫塊。在一個(gè)實(shí)施例中，降^氐該入口 門IOI并利用機(jī)器人晶片處理裝置將該晶片207輸出至該室IOO。當(dāng) 該晶片207i殳在該室100中時(shí)，該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?01和該穩(wěn)定器輥?zhàn)?05處 于它們完全縮回的4立置。該晶片207"i殳在該室100內(nèi)乂人而該晶片207 的邊緣接近該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?01和該穩(wěn)定器輥?zhàn)?05。然后將該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?701和穩(wěn)定器輥?zhàn)?05朝向該晶片207的邊緣移動(dòng)以嚙合該晶片207 的邊纟彖，如圖6A所示。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到該晶片交遞位置也是該室100內(nèi)地晶片干燥 位置。該晶片交遞和干燥工藝發(fā)生在該室100的上部區(qū)域1007。該 溶槽211位于該室100的下部區(qū)域1009、該晶片交遞位置的正下方。 這個(gè)構(gòu)造4吏得能夠升高和降^f氐該壓才反209以4吏得該晶片207能夠乂人 該晶片交遞4立置移動(dòng)到該下部區(qū)i或1009中的該晶片處理yf立置。在該 晶片交遞過程中，該壓板209在完全降下的位置以避免該壓板209與 該才幾器人晶片處理裝置干涉。
在一個(gè)實(shí)施例中，在開始將晶片207設(shè)置在該室100內(nèi)之 前，該室100內(nèi)應(yīng)當(dāng)滿足下列條件
核實(shí)該室中已經(jīng)-殳有晶片。
核實(shí)該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)? 01處于它們完全縮回的位置。
核實(shí)該穩(wěn)、定器輥?zhàn)?05處于其完全縮回的位置。
核實(shí)在降《氐該入口門IOI之前進(jìn)入該室的液體flr入關(guān)閉。
核實(shí)該上部和下部臨近頭203/205在該臨近頭系泊位置201上
它們的原始4立置。
核實(shí)該室100內(nèi)的壓力足夠接近外部才莫塊內(nèi)的壓力，當(dāng)該室IOO 打開以4妻收晶片207時(shí)，該室100的內(nèi)部容積暴露于該外部沖莫 塊。在一個(gè)實(shí)施例中，該室100內(nèi)足夠4妻近的壓力是在該外部 才莫塊壓力的+/-1 OTorr內(nèi)。
核實(shí)該室100內(nèi)的氧含量足夠接近該外部模塊內(nèi)的氧含量，當(dāng) 該室IOO打開以容納該晶片207時(shí)，該室100內(nèi)部容積將暴露于 該外部才莫塊。在一個(gè)實(shí)施例中，該室100內(nèi)足夠的接近的氧含 量是在該外部模塊氧含量的+Z-5ppm內(nèi)。
核實(shí)降j氐入口門IOI。通過打開該擺動(dòng)閥(其將該室100與該外部模塊密封隔 開)而起始進(jìn)入該室100的晶片207傳送次序。然后，該晶片207利 用機(jī)器人晶片處理裝置延伸進(jìn)入該室IOO，從而該晶片207位于該晶 片交遞位置。然后向它們的完全延伸位置移動(dòng)該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?01朝向 該晶片207的邊桑彖。然后移動(dòng)該穩(wěn)、定器輥?zhàn)?05朝向該晶片207以侵_
20嚙合該晶片207的邊緣，并使得該晶片207的邊緣也被該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?701嚙合。該晶片207被該穩(wěn)定器輥?zhàn)?05的正嚙合表明該晶片207在 該室100處于其正確的4立置。然后該才幾器人晶片處理裝置乂人該晶片 207降j氐并乂人該室IOO縮回。然后關(guān)閉該入口門101和4罷動(dòng)閥。在該室100內(nèi)4妻收該晶片207之后，將該晶片207移動(dòng)至該 室IOO的下部區(qū)i或1009以處理。利用該壓拓j是升紐j牛115和軸801 ， 該壓板209用來將該晶片207乂人該室100的該上部區(qū)域1007傳llT至該 室207的該下部區(qū)域1009。圖6B是4姿照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，示出該 壓板209升高至該晶片交遞位置的圖示。在升高該壓4反209之前，確 認(rèn)該上部和下部臨近頭203/205在它們的原始位置。并且，在升高該 壓^反209之前，該晶片207可以在認(rèn)為必要時(shí)利用該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?01轉(zhuǎn) 動(dòng)。然后將該壓^反209升高至該晶片才會(huì)耳又位置。在該晶片才合耳又位置， 激活至該壓^反209的真空源。移動(dòng)該穩(wěn)定器l昆子605遠(yuǎn)離該晶片207 至其縮回位置。并且，移動(dòng)該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?01遠(yuǎn)離該晶片207至它們的 縮回位置這時(shí)，該晶片207被真空卡緊于該壓板209。在一個(gè)實(shí)施 例中，核實(shí)該壓板的真空壓小于最大用戶指定值。如果該壓板的真 空壓是可接收的，那么進(jìn)4亍該晶片交遞工序。否則，耳又消該晶片交 遞工序。將該壓板209加熱到用戶指定的溫度，并將該晶片207夾 持在該壓板209上持續(xù)用戶指定的時(shí)間用以允許該晶片207加熱。然 后將其上帶有晶片的該壓板209降低至懸停位置，這個(gè)位置恰好在 該壓板209將要嚙合該溶槽密封件卯9的位置的上方，即，就在該密 封位置上方。圖6C是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，示出該壓板209處于 恰在該密封位置上方的該懸停位置的圖示。在該懸停位置上，該壓 板209和該溶槽密封件909之間的距離是用戶可選參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施 例中，在該懸停位置，該壓板209和該溶槽密封件909之間的距離在 從大約0.05英寸到大約0.25英寸的范圍。
當(dāng)其上帶有晶片207的該壓板209在該懸停位置，可以開 始該無電鍍工藝。在該無電鍍工藝之前，運(yùn)4于該FHS以再循環(huán)處于 預(yù)混合狀態(tài)的該無電鍍化學(xué)制劑。當(dāng)將該壓4反20W呆持在該懸停位 置時(shí)，開始利用流體分配噴嘴1001將該無電鍍?nèi)芤?003流進(jìn)該溶槽 211 。該壓板209處于該懸停位置時(shí)的無電鍍?nèi)芤?003流指的是穩(wěn)定 流。在該穩(wěn)、定流過考呈中，該無電鍍?nèi)芤?003乂人該流體分配噴卩觜向下 在該壓板209和溶槽密封件卯9之間流進(jìn)該溶槽211的排出池。該流 體分配噴嘴1001圍繞該溶槽211的邊緣以基本上均勻隔開的方式設(shè) 置，以便在該壓板209降低以嚙合該溶槽密封件卯9時(shí)圍繞該壓板 209的下側(cè)邊緣均勻設(shè)置。并且，各該流體分配噴嘴1001這樣設(shè)置， 即/人它們分配的無電鍍?nèi)芤?003在低于夾持在該壓4反209頂部的該 晶片207的^f立置分配。該穩(wěn)、定流允許至各該流體分配噴嘴1001的無電鍍;容液 1003流在降低該壓板209以嚙合該溶槽密封件卯9之前先穩(wěn)定。持續(xù)
該穩(wěn)、定流直到經(jīng)過用戶指定的時(shí)間或直到乂人該流體分配噴p觜iooi
分配了用戶指定量的無電鍍?nèi)芤?003。在一個(gè)實(shí)施例中，該穩(wěn)、定流 持續(xù)大約0.1秒至大約2秒。并且，在一個(gè)實(shí)施例中，持續(xù)該穩(wěn)、定流 直到從該流體分配噴嘴1001分配大約25mL至大約500mL容量的無 電鍍?nèi)芤?003。在該穩(wěn)定流結(jié)束時(shí)，降低該壓纟反209以嚙合該溶槽密封件 909。圖6D是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，示出在該穩(wěn)定流結(jié)束之后， 該壓板209降低以嚙合該溶槽密封件卯9的圖示。當(dāng)該溶槽密封件 90射皮該壓4反209嚙合時(shí)，來自該流體分配噴p觜1001的該無電鍍?nèi)芤?1003將填充該溶槽211和該壓板209之間的間隙以-使涌出并超過該 晶片207的邊緣。因?yàn)樵摿黧w分配噴嘴IOOI圍繞該壓板209的邊緣基 本上均勻設(shè)置，該無電鍍?nèi)芤?003以基本上均勻的方式升高超過該
22晶片的周*彖以 <更以基本上同心的方式/人該晶片207的邊纟彖朝向該晶 片207中心流動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，在該溶槽密封件909已經(jīng);波該壓才反209 嚙合之后，,人該流體分配噴嘴1001分配大約200mL至大約1 OOOmL 額外量的無電鍍?nèi)芤?003。該分配額外的無電鍍?nèi)芤?003可持續(xù)大 約1秒至大約IO秒。在分配額外的無電鍍?nèi)芤?003以1更用無電鍍?nèi)?液1003覆蓋整個(gè)晶片207表面之后，允許經(jīng)過用戶確定的時(shí)間，其 間在該晶片表面上發(fā)生無電鍍反應(yīng)。緊*接著用于無電鍍反應(yīng)的用戶限定時(shí)間，該晶片207經(jīng)受 沖洗工藝。圖6E是4要照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，示出該晶片207經(jīng)歷該 沖洗工藝的圖示。對于該沖洗工藝，將該壓4反209升高至晶片沖洗 位置。當(dāng)升高該壓板209,該壓板209和該溶槽密封件卯9之間的密 封就會(huì)被打破，該晶片207上方的該無電鍍?nèi)芤?003的主要部分將 流到該溶槽211排出池。該晶片207上其余的無電鍍?nèi)芤?003通過從 該沖洗噴嘴903分配沖洗流體1005到該晶片207上來去除。在一個(gè)實(shí) 施例中，該沖洗流體1005是去離子水(DIW)。在一個(gè)實(shí)施例中， 該沖洗噴嘴903乂人該FHS內(nèi)的單個(gè)闊門輸入。如果必要，該壓々反209 可在該沖洗工藝期間移動(dòng)。另外，惰性氣體(如氮)可從該排空噴 嘴905分配以吹掉該晶片表面上的液體。該沖洗流體1005流和惰性 排空氣體流的啟動(dòng)和持續(xù)時(shí)間是用戶定義的參數(shù)。4妄著該晶片沖洗工藝，將該晶片207移至該晶片干燥位 置，其與該晶片交遞位置相同?；仡^參考圖6B，該壓^反209升高以 便將該晶片207設(shè)在該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?01和穩(wěn)定器輥?zhàn)?05附近。在該壓 板209從該沖洗位置升高之前，核實(shí)該上部和下部臨近頭203/205處 于它們的原始位置、該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?01完全縮回以及穩(wěn)定器輥?zhàn)?05完 全縮回。 一旦該晶片升高至該干 位置，就將該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?01移動(dòng) 至它們完全伸展的位置，以及移動(dòng)該穩(wěn)定器4昆子605以嚙合該晶片207的邊緣從而還〗吏得該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?01嚙合該晶片207的邊緣。這時(shí)， 至該壓板209的真空源關(guān)閉，以及該壓板稍纟鼓下降遠(yuǎn)離該晶片207。 一旦該晶片207核實(shí)為被該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?01和穩(wěn)定器輥?zhàn)?05牢固地夾 持，該壓板209降低至該溶槽密封位置，在該室內(nèi)的該晶片處理持 續(xù)期間該壓板209保持在這個(gè)位置。圖6F是按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，示出利用該上部和下部 臨近頭203/205使該晶片207經(jīng)歷干燥工藝的圖示。在一個(gè)實(shí)施例中， 當(dāng)該臨近頭在系泊位置201時(shí)，開始至該上部和下部臨近頭203/205 的流。在另一實(shí)施例中，該上部和下部臨近頭203/205在開始至該臨 近頭的流之前移動(dòng)至該晶片207的中心。為了開始至該臨近頭 203/205的流，開始至該上部和下部臨近頭203/205兩者的真空。然 后，在用戶定義的時(shí)間之后，氮禾口異丙醇(IPA)以制法確定的;克 率流到該上部和下部臨近頭203/205，以l更形成上部和下部干燥彎液 面1011A/1011B。如果該流開始于該臨近頭系泊位置201，那么該上 部和下部臨近頭203/205隨著該晶片轉(zhuǎn)動(dòng)而移至該晶片中心。如果該 流開始于該晶片中心，那么該上部和下部臨近頭203/205隨著該晶片 轉(zhuǎn)動(dòng)移至該晶片系泊位置201。該干燥工藝過程中的晶片轉(zhuǎn)動(dòng)以初 始轉(zhuǎn)動(dòng)速度開始，并且隨著該臨近頭203/205掃過該晶片而調(diào)節(jié)。在 一個(gè)實(shí)施例中，在該干燥工藝期間，該晶片4爭動(dòng)速率/人大約0.25轉(zhuǎn) 每分鐘(rpm)至大約10rpm。該晶片轉(zhuǎn)動(dòng)速率將以該臨近頭203/205 在該晶片上的徑向位置的函數(shù)來變化。并且，該上部和下部臨近頭 203/205的掃過速度以初始掃過速度開始，并隨著該臨近頭203/205 掃過該晶片而調(diào)節(jié)。在一個(gè)實(shí)施例中，該臨近頭203/205掃過該晶片 的速率/人大約lmm/sec至大約75mm/sec。在i亥干;^喿工藝結(jié)束時(shí)，該 上部和下部臨近頭203/205移動(dòng)至該臨近頭系泊位置201,停止至該 臨近頭203/205的IPA流，停止至該臨近頭203/205的氮流，停止至該 臨近頭203/205的真空源。
在該干燥工藝期間，該上部和下部臨近頭203/205分別i殳 置為非?？拷摼?07的頂部表面207A和底部表面207B。 一旦處 于這個(gè)位置，該臨近頭203/205可利用該IPA和DIW源入口和真空源 出口以生成與該晶片207接觸的晶片處理彎液面1011A/1011B,其能 夠施加并乂人該晶片207的頂部和底部表面移除流體。該晶片處理彎 液面1011A/1011B可按照關(guān)于圖7^是供的描述來正常，其中IPA蒸汽 和DIW輸入進(jìn)該晶片207和該臨近頭203/205之間的區(qū)i或?；旧贤?時(shí)輸入該IPA和DIW，在緊鄰該晶片表面可施加真空以輸出該IPA蒸 汽、該DIW和該可能在晶片表面上的流體。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到盡管在該示 范性實(shí)施例中釆用IPA,但是可采用任何別的合適類型的蒸汽，如 任何合適的乙醇蒸汽、有機(jī)化合物、己醇、乙基乙二醇等，其可與 水混溶。IPA的^I^物包括^旦不限于下面的乂又丙酮、乂又丙酮醇、 l-曱氧基-2-丙醇、乙基乙二醇、曱基-吡嗜4克酮、乳fr臾乙酯、2-丁醇。 這些流體也稱作表面張力降低流體。該表面張力降低流體用來增加 這兩個(gè)表面之間(即，該臨近頭203/205和該晶片207的表面之間) 的表面張力梯度。DIW在該臨近頭203/205和該晶片207之間區(qū)域中的部分 是動(dòng)態(tài)彎液面1011A/1011B。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，這里使用的術(shù)語"輸出" 可以指將流體乂人該晶片207和一個(gè)具體臨近頭203/205之間的區(qū)域去 除，以及該術(shù)語"輸入"是將流體引入到該晶片207和該具體臨近 頭203/205之間的區(qū)域。圖7是按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，示出可由臨近頭203/205 進(jìn)行的示范性工藝的圖示。盡管圖7示出正在處理的晶片207的頂部 表面207A,應(yīng)當(dāng)i人識(shí)到對于該晶片207的底部表面207B,該工藝可 以基本上同樣的方式進(jìn)行。盡管圖7說明基片干燥工藝，但是許多 別的制造工藝(例如，蝕刻、沖洗、清潔等)也可以類似的方式應(yīng) 用于該晶片表面。在一個(gè)實(shí)施例中，源入口1107可用來爿夸異丙醇(IPA)蒸汽向該晶片207的頂部表面207A施加，以及源入口llll可 用來將去離子水(DIW)向該頂部表面207A施加。另夕卜，源出口1109 可用來將真空施加至緊鄰該表面207A的區(qū)域以去除位于該表面 207A上或者附近的流體或蒸汽。應(yīng)當(dāng)^人識(shí)到可采用源入口和源出口的任何合適的組合， 只要存在至少 一個(gè)這才羊的組合，其中至少 一個(gè)該源入口 1107鄰近至 少一個(gè)該源出口1109,其4爭而鄰近至少一個(gè)該源入口 1111。該IPA 可以是任何合適的形式，例如，IPA蒸汽，其中蒸汽形式的IPA通過 使用氮載體氣輸入。此外，盡管這里采用DIW，但是可以使用任何 別的合適的能夠進(jìn)行或者增強(qiáng)基片處理的流體，例如，以別的方式 -提純的水、清潔流體以及其〗也處理流體及化學(xué)制劑。在一個(gè)實(shí)施例 中，IPA入流1105通過該源入口 1107才是供，通過該源出口 1109施力口真 空1113, DIW入流1115通過該源入口lllll是供。如果流體膜停留在 該晶片207上，通過該IPA入流1105將第一流體壓力施加在該基片表 面，通過該DIW入流1115將第二流體壓力施力口到該基片表面，以及 通過該真空1113施加第三流體壓力以去除該DIW、IPA和該基片表面 的流體膜。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，通過控制到該晶片表面207A上的流體流量 以及控制所施加的真空，該彎液面1011 A可以任何合適的方式來管 理和控制。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，通過增加該DIW流1115和/或降 低該真空1113,通過該源出口 1109的出流幾乎都是DIW和乂人該晶片 表面207A去除的流體。在另一實(shí)施例中，通過減少該DIW流1115和 /或增加該真空1113，通過該源出口 1109的出流基本上是DIW和IPA 的組合以及從該晶片表面207A去除的流體。在該晶片干燥工藝后，該晶片207可回到該外部模塊，例 如，MTM 。在一個(gè)實(shí)施例中，在開始將晶片傳送回到該外部才莫塊之 前該室100內(nèi)應(yīng)該滿足下列條件 核實(shí)在降^f氐該入口門IOI之前進(jìn)入該室的流體l兪入關(guān)閉。
牙亥實(shí)降^f氐入口門ioi。
核實(shí)該上部和下部臨近頭203/205在該臨近頭系泊位置201上
它們的原始4立置。
核實(shí)該室100內(nèi)的壓強(qiáng)足夠接近外部模塊內(nèi)的壓強(qiáng)，當(dāng)該室IOO 打開以4姿4欠晶片207時(shí)，該室IOO的內(nèi)部容積暴露于該外部才莫 塊。在一個(gè)實(shí)施例中，該室100內(nèi)足夠4妄近的壓強(qiáng)是在該外部 才莫塊壓強(qiáng)的+/-1 OTorr內(nèi)。
核實(shí)該室100內(nèi)的氧含量足夠4妄近該外部才莫塊內(nèi)的氧含量，當(dāng) 該室IOO打開以容納該晶片207時(shí)，該室100內(nèi)部容積將暴露于 該外部模塊。在一個(gè)實(shí)施例中，該室100內(nèi)足夠的接近的氧含 量是在該外部模塊氧含量的+A5ppm內(nèi)。將該晶片傳送回到該外部才莫塊的過程包4舌打開該4罷動(dòng) 閥，其將該室100與該外部4莫塊密封隔開。然后，將該才幾器人晶片 處理裝置在能夠從該晶片千燥位置取回該晶片的位置插入該室。然 后移動(dòng)該穩(wěn)定器4昆子605遠(yuǎn)離該晶片207至其完全縮回的4立置。然后 移動(dòng)該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?01遠(yuǎn)離該晶片207至它們完全縮回的位置。此時(shí)， 該晶片由該機(jī)器人處理裝置夾持。其上夾持有晶片的該機(jī)器人晶片 處理裝置然后乂人該室100縮回。然后關(guān)閉該入口門101禾口l罷動(dòng)閥。圖8是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，示出集合體系結(jié)構(gòu)1200。 該集合體系結(jié)構(gòu)1200包括可控環(huán)境轉(zhuǎn)移4莫塊1201,即，受管理的轉(zhuǎn) 移才莫塊(MTM) 1201。該MTM 1201通過槽閥(slot valve) 1209E 連接到裝載鎖1205。該MTM 1201包括機(jī)器人晶片處理裝置1203, 即末端-執(zhí)行器1203，其能夠>(人該裝載鎖1205收回晶片。該MTM 1201
27還通過各自的槽閥1209A、 1209B、 1209C和1209D連4妻到多個(gè)處理 才莫塊1207A、 1207B、 1207C和1207D。在一個(gè)實(shí)施例中，該處理才莫 塊1207A-1207D是可控環(huán)境濕法處理一莫塊。該可控環(huán)境濕法處理才莫 塊1207A-1207D配置為在可控的惰性環(huán)境中處理晶片表面。該MTM 1203的可控惰性環(huán)境這樣管理，即將惰性氣體泵入該MTM 1203并 將氧氣泵出該MTM 1203。在一個(gè)實(shí)施例中，該無電鍍室100可作為 處理才莫塊連"I妻到該MTM 1203。例如，圖8示出處理才莫塊1207A實(shí)際 上是干進(jìn)干出無電鍍室IOO。通過/人該MTM 1203去除全部或大部分氧氣并用惰性氣 體替換，該MTM 1203將提供這樣的轉(zhuǎn)移環(huán)境，其不會(huì)在該室100中 在其上扭^于無電鍍工藝之前或之后暴露剛處理的晶片。在具體的實(shí) 施例中，別的處理才莫塊1207B-1207D可以是電鍍才莫塊、無電鍍才莫塊、 干進(jìn)干出濕法處理才莫塊或其他類型的才莫塊，其能夠在晶片表面或特 征的頂部施加、形成、去除或沉積層或能夠進(jìn)行其他類型的晶片處 理。在一個(gè)實(shí)施例中，通過運(yùn)行在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的圖形用戶 界面(GUI)才是供對該室100和接口設(shè)備(例如，F(xiàn)HS)的監(jiān)^L和控 制，該計(jì)算才幾系統(tǒng)相對于該處理環(huán)境遠(yuǎn)程設(shè)置。連接該室100和4妾 口設(shè)備內(nèi)的各種傳感器以提供在該GUI的讀出。該室100和接口設(shè)備 內(nèi)的每個(gè)電驅(qū)動(dòng)控制器可通過該GUI開動(dòng)。該GUI還限定為基于該 室IOO和接口設(shè)備內(nèi)的各種傳感器的讀數(shù)顯示警告和報(bào)警。該GUI 進(jìn)一步限定為指示工藝狀態(tài)和系統(tǒng)狀況。本發(fā)明的室100有許多進(jìn)步特征。例如，該室100內(nèi)上部 和下部臨近頭203/205的實(shí)現(xiàn)為該室1 OO提供干進(jìn)干出晶片無電鍍工 藝能力。該干進(jìn)干出能力使得該室100能夠與該MTM接口、使得能 夠緊密控制該晶片表面上的化學(xué)反應(yīng)并防止將化學(xué)制劑帶出該室 100。
該室100的雙層壁構(gòu)造也^是供多個(gè)好處。例如，該外結(jié)構(gòu) 壁提供強(qiáng)度和接口精度，而該內(nèi)襯墊提供化學(xué)邊界以使得化學(xué)制劑 不到達(dá)該外結(jié)構(gòu)壁。因?yàn)樵撏饨Y(jié)構(gòu)壁負(fù)責(zé)4是供該真空邊界，所以該 內(nèi)襯墊就不必能夠提供真空邊界，因此使得該內(nèi)壁可由惰性材料制 造，如塑津牛。另外，該內(nèi)壁可去除以《更于室100清潔或改裝 (re-equipping )。并且，該外壁的強(qiáng)度使得能夠降低在該室100內(nèi)實(shí) 現(xiàn)惰性環(huán)境狀況所需的時(shí)間。該室IOO考慮到該室100內(nèi)的環(huán)境條件的控制。在干燥期 間使用惰性環(huán)境條件使得能夠建立表面張力梯度(STG),其轉(zhuǎn)而能 夠進(jìn)行該臨近頭工藝。例如，可在該室100內(nèi)建立二氧化碳環(huán)境條 件以幫助在該臨近頭干燥工藝期間創(chuàng)建STG。在濕法工藝室內(nèi)(即， 無電鍍室)整合STG干燥(即，臨近頭干燥)使之具有多階段工藝 能力。例如，該多階段工藝包括利用臨近頭在該室的上部區(qū)域進(jìn)行 的預(yù)先清潔操作、在該室的下部區(qū)域中的無電鍍工藝和利用該臨近 頭在該室的該上部區(qū)i或中進(jìn)4亍的后清潔及干燥才喿作。此外，該室100配置為使所需的無電鍍?nèi)芤旱牧孔钌?，?此能夠-使用一次性的化學(xué)制劑，即， 一次z使用并廢棄的化學(xué)制劑。 并且，實(shí)現(xiàn)使用時(shí)混合方法以控制電介質(zhì)在沉積在晶片上之前的活 化。這個(gè)通過使用結(jié)合噴射器管道的混合歧管來實(shí)現(xiàn)，其中將活化 化學(xué)制劑噴射進(jìn)該噴射器管道附近的化學(xué)制劑流，盡可能靠近該溶 槽分配位置。這增加反應(yīng)穩(wěn)定性并降低缺陷。另外，該室100的熄 滅沖洗能力考慮到對該晶片上無電4度反應(yīng)時(shí)間的更大控制。該室 IOO進(jìn)一步配置為容易通過將"回洗，，化學(xué)制劑引入該溶槽的有限 體積而清潔。該"回洗，，化學(xué)制劑配制為去除可能由該無電鍍?nèi)芤?引入的金屬污染物。在別的實(shí)施例中，該室100可進(jìn)一步配置為結(jié) 合多種類型的原位計(jì)量4義。并且，在一些實(shí)施例中，該室100可包 括放射性或吸收性的加熱源以開始該晶片上的無電鍍反應(yīng)。
盡管本發(fā)明參照多個(gè)實(shí)施方式描述，但是可以理解，本 領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀之前的說明書以及研究了附圖之后將會(huì)實(shí) 現(xiàn)各種改變、增加、置換及其等同方式。所以，其意圖是下面所附 的權(quán)利要求解釋為包括所有這樣的落入本發(fā)明主旨和范圍內(nèi)的改 變、增加、置換和等同物。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體晶片無電鍍設(shè)備，包括壓板，具有限定為支撐晶片的頂部表面，該壓板包括從該頂部表面的邊緣向下延伸至該壓板的下表面的外部表面；溶槽，具有由內(nèi)部表面限定的內(nèi)部容積，該溶槽配置為在該內(nèi)部容積內(nèi)接收該壓板和待支撐在其上的晶片；密封件，圍繞該溶槽的內(nèi)部表面設(shè)置以便當(dāng)嚙合在該溶槽的該內(nèi)部表面和該壓板的該外部表面之間時(shí)形成液密密封阻擋；和若干流體分配噴嘴，設(shè)置為在該密封件上方的若干相應(yīng)位置在該溶槽內(nèi)分配電鍍?nèi)芤骸?br> 2. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片無電鍍設(shè)備，其中該壓板的 外部表面具有與溶槽的內(nèi)部表面互補(bǔ)的形狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片無電鍍設(shè)備，其中該壓板限 定為安裝在該溶槽的內(nèi)部容積內(nèi)，從而當(dāng)該壓板嚙合該密封件 時(shí)，在該壓^反的外部表面和該'溶槽的內(nèi)部表面之間形成液體^f呆 持容積。
4. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片無電鍍設(shè)備，其中該若干流 體分配噴嘴以基本上均勻隔開的方式圍繞該密封件設(shè)置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片無電鍍設(shè)備，其中該壓板限 定為包括若干流體連接至真空源的真空通道，以便為晶片提供 真空卡緊能力。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片無電鍍設(shè)備，進(jìn)一步包括壓4反l是升組件，限定為包4舌連4妄至該壓纟反的下部表面的 軸以及限定為^f吏該軸和壓^反能夠垂直移動(dòng)的才幾構(gòu)，其中該〉容槽 限定為包4舌在該內(nèi)部表面的中心區(qū)i或的開口 ，該軸通過該開口 i殳置和移動(dòng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片無電鍍設(shè)備，進(jìn)一步包括沖洗才f,限定為包4舌若干沖洗噴嘴，該沖洗4干i殳在該溶 槽上方以侵 使得在該壓4反:沒在該溶槽內(nèi)時(shí)能夠?qū)_洗流體乂人 該若干沖洗噴鳴^朝向該壓4反的頂部表面分配。
8. —種用于半導(dǎo)體晶片無電鍍的系統(tǒng)，包4舌壓4反，限定為具有用于支撐晶片的上部表面和乂人該上部 表面向下延伸的外部表面；溶槽，限定為^t妻收該壓4反和待支撐在其上的晶片，以使_ 在該溶槽的內(nèi)部表面和該壓4反的外部表面之間形成液體4呆持 容積；若干流體分配噴嘴，限定為在該壓一反的該上部表面下方 的4立置、在該'液體4呆持容積、內(nèi)分配;充體；,口流體處理系統(tǒng)，與該若干流體分配噴嘴流體連通，該流 體處理系統(tǒng)限定為將無電鍍?nèi)芤毫鞯讲⑼ㄟ^該若干流體分配 噴嘴，以便利用該無電鍍?nèi)芤禾畛湓撘后w保持容積，并使得該 無電鍍?nèi)芤荷仙⒀蜎]該壓4反，以使z淹沒4寺支撐在該壓4反的該 上部表面上的晶片。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于半導(dǎo)體晶片無電鍍的系統(tǒng)，其中該 壓4反限定為包4舌連4姿至熱控制裝置的加熱線圈。
10. 4艮據(jù)權(quán)利要求8所述的用于半導(dǎo)體晶片無電鍍的系統(tǒng)，其中該 壓4反的外部表面限定為具有乂人該壓一反的該上部表面的邊纟彖至
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于半導(dǎo)體晶片無電鍍的系統(tǒng)，進(jìn)一步 包括密封件，設(shè)在該溶槽的內(nèi)部表面上以便嚙合該壓玲反的外 部表面以在該;容沖曹的內(nèi)部表面和該壓^反的外部表面之間形成 液體保持容積。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于半導(dǎo)體晶片無電鍍的系統(tǒng)，其中 該若干流體分配噴嘴以基本上均勻隔開的方式設(shè)在該密封件 上方。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于半導(dǎo)體晶片無電鍍的系統(tǒng)，進(jìn)一步 包括壓4反-提升組件，限定為包括連4妄至該壓纟反的軸和限定為 ^使該軸和壓^^能夠垂直移動(dòng)的^L構(gòu)，其中該溶槽限定為包括在 該內(nèi)部表面的中心區(qū)i或的開口 ，該軸通過該開口 i殳置和移動(dòng)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于半導(dǎo)體晶片無電鍍的系統(tǒng)，其中該 壓板和溶槽i殳置在環(huán)境可控室內(nèi)，和該流體處理系統(tǒng)i殳在該環(huán) 境可4空室外面。
15. —種用于半導(dǎo)體晶片無電鍍的方法，包括將晶片支撐在壓板上；在該晶片的下方的位置將無電鍍;容液分配在限定為圍繞 該壓玲反的液體4呆持容積內(nèi)，其中分配該無電鍍?nèi)芤阂?真充該-液 體^f呆持容積并且升高以基本上均勻的方式/人該晶片的頂部表面的邊*彖向內(nèi)延伸至該晶片的該頂部表面的中心而淘r沒該晶 片的頂部表面；從該液體保持容積排空該無電鍍?nèi)芤阂员銇V人該晶片的頂 部表面去除大部分該無電鍍;容液；和在/人該液體^f呆持容積4非空該無電鍍?nèi)芤汉罅⒓礇_洗該晶 片的頂魯p表面。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于半導(dǎo)體晶片無電鍍的方法，進(jìn)一 步包括將該壓板降低進(jìn)入溶槽以便嚙合該壓板和該溶槽之間的 密封件以形成圍繞該壓4反限定并在該晶片下方位置的液體{呆 持容積。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的用于半導(dǎo)體晶片無電鍍的方法，進(jìn)一 步包括在P爭^f氐該壓4反之前，分配一定量的該無電鍍;容液通過該 密封件，以 <更在該液體保持容積之外流動(dòng)，并穩(wěn)、定該無電鍍?nèi)?液流。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的用于半導(dǎo)體晶片無電鍍的方法，其中 從該液體保持容積排空該無電鍍?nèi)芤和ㄟ^升高該壓板以解開 該壓^反和該〉容4曹之間的密去于來#丸4亍。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于半導(dǎo)體晶片無電鍍的方法，進(jìn)一 步包括以可4空方式力口^W亥壓才反；和控制該晶片和無電鍍?nèi)芤核┞队诘沫h(huán)境條件。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于半導(dǎo)體晶片無電鍍的方法，進(jìn)一 步包括在沖洗該晶片的頂部表面之后，^吏該晶片經(jīng)歷臨近頭干 燥工藝，其中分配該無電鍍?nèi)芤?、排空該無電鍍?nèi)芤骸_洗該 晶片的頂部表面和使該晶片經(jīng)歷臨近頭干燥工藝在共享的環(huán) 境容積中進(jìn)行。
全文摘要
一種半導(dǎo)體晶片無電鍍設(shè)備包括壓板和溶槽。該壓板具有限定為支撐晶片的頂部表面，和從該頂部表面的邊緣向下延伸至該壓板的下表面的外部表面。該溶槽具有由內(nèi)部表面限定的內(nèi)部容積，以便在該內(nèi)部容積內(nèi)接收該壓板和待支撐在其上的晶片。密封件圍繞該溶槽的內(nèi)部表面設(shè)置以便當(dāng)嚙合在該溶槽的該內(nèi)部表面和該壓板的該外部表面之間時(shí)形成液密密封阻擋。若干流體分配噴嘴設(shè)置為在該密封件上方、該溶槽內(nèi)分配點(diǎn)入溶液，以便升高和淹沒該該壓板，由此當(dāng)該晶片存在于該壓板上時(shí)淹沒該晶片。
文檔編號(hào)H01L21/304GK101663737SQ200880012422
公開日2010年3月3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