[发明专利]具有接触环除镀功能的电镀设备

说明书

发明背景

在制造电子产品的过程中，通常将上千个单独的微电子器件形成在单一半导体晶片或另一种类型的基板上。在典型的制造工艺中，在制造微电子器件的不同阶段，在基板上形成一个或多个薄金属层。金属层经常被施加至电镀腔室中的基板。典型的电镀腔室包括：用于盛放电镀溶液的碗或容器；容器中的一个或多个阳极，所述一个或多个阳极接触电镀溶液；和具有接触环的基板支撑件，所述接触环带有与基板的前表面上的种晶层啮合的多个电接触件。这些电接触件与电源耦合，以将电压施加至种晶层。在操作中，将基板的前表面浸入电镀溶液中，使得阳极和种晶层建立电场，所述电场引起电镀溶液中的金属离子析出并且镀到种晶层上。

随着特征尺寸继续减小，用来启动电镀工艺的金属种晶层也必须更薄。随着种晶层变薄，接触种晶层的电接触件是清洁和干燥的变得更重要。残留在接触件上并且接触种晶层的液体有蚀刻种晶层的可能性。经蚀刻的种晶层引起处于蚀刻位置的电接触件的损失，所述损失造成不合格的电镀晶片。

在电镀处理器中，接触件暴露给镀液的电镀处理器中，金属被镀到种晶层上，并且金属还被镀到接触件上。接触件必须被频繁地“除镀(de-plate)”以去除镀到它们上的金属。以往，对接触件除镀的技术已被众所周知并使用，并且取得了不同程度的成功。尽管如此，在能够镀到更薄的种晶层的电镀腔室中的除镀特征件的设计方面仍然存在工程挑战。

发明内容

一种电镀腔室，所述电镀腔室对环接触件除镀、清洗和干燥。这减少了除镀液的消耗，并且更有效地捕捉或限制在除镀、清洗和干燥工艺期间的过喷射(overspray)和排气(out gassing)。

附图说明

图1是一种电镀腔室的立体图，所述电镀腔室的头部处于除镀位置。

图2是图1的截面图。

图3是图1和图2中示出的除镀站的内部立体图。

图4是图3中示出的除镀站的顶视图。

图5是图4和图3中示出的除镀站的向上看的底视图。

图6是除镀站的截面图。

图7是图2中示出的除镀站的特征件的放大图。

图8是除镀站和接触环的截面图。

图9是图8中示出的特征件的放大图。

图10和图11是图1至2中示出的可用在处理器中的接触环的局部放大详细视图。

具体实施方式

如图1和图2所示，电镀腔室或设备20具有支撑在升降/旋转组件24上的头部22。头部22中的转动件(rotor)34保持住基板。在电镀期间，升降/旋转组件24很大程度地移动头部22与平台28上的容器26啮合，以将基板放置为与容器26中的电解质或镀液接触。

接触环40上的接触件造成与基板上的种晶层的电接触。电流流经镀液、接触件和种晶层，引起镀液中的金属离子沉积出并且沉积到种晶层上，结果在在种晶层上形成镀金属层。

可通过以下方式对接触环40上的接触件除镀：如图1和图2所示，将接触环40放置在除镀站50中，然后在将除镀液和除镀电流施加至接触件时缓慢地旋转接触环。然后必须清洗和干燥接触件，以避免无意中蚀刻随后被镀的基板的种晶层。如图10至11所示，接触环40可具有向内突出的接触件或指状物114、屏蔽件(shield)108、清洗开口或孔116和引入环或内部衬垫(liner)110。

如图3至6所示，除镀站50包括经由铰接件56枢转附接至除镀壳体60上的除镀头部52。头部传动机构54在上或开放位置与下或关闭位置之间枢转除镀头部52，所述上或开放位置用于使接触环40能被移动到除镀通道或槽58中，所述下或关闭位置用于除镀操作，其中除镀通道或槽58延伸穿过除镀站。即刻参照图6，除镀槽58对着约45至100度的弧AA并且具有大体与接触环40相似的横截面形状。

参照图4和图5，除镀头部54具有用于引入清洗管线62、引入干燥管线64、接触除镀液引入管线70、和接触排放/真空管线84的配件或连接件。这些管道连接使用弹性管线，以使除镀头部52能在开放位置与关闭位置之间移动。引入管线62和64将清洗液体和干燥气体提供至引入或内部衬垫110上。如图9所示，接触除镀电极76被置于接触除镀入口70的喷嘴或者出口处。