[发明专利]电化学沉积系统

说明书

一种用于将金属沉积到工件上的电化学沉积系统，包括：适于容纳镀覆液的沉积室；用于将工件固持于第一平面中的工件固持器；用于将屏蔽件固持于基本上平行于所述第一平面的第二平面中的屏蔽件固持器；以及具有异型表面以搅动所述镀覆液的搅动板，其中所述工件固持器、所述屏蔽件固持器以及所述搅动板均适于插入所述沉积室中并从所述沉积室中移除。所述电化学沉积系统还包括致动器，所述致动器可操作为当所述工件固持器和所述屏蔽件固持器位于所述沉积室内时，在垂直于所述第一平面和所述第二平面的方向上改变它们之间的相对距离。

技术领域

本发明涉及电化学沉积系统和用于电化学沉积系统的插芯。

背景技术

作为工件（例如晶片，尤其是半导体晶片）上的互连特征尺寸，其特征在于相对刚性的硅圆盘或面板以及在于更大且更具挠性的矩形基板，用于先进的包装收缩，并且随着电气要求的严格化，在许多应用中，空间和厚度均匀性尤为关键。本发明涉及用于此类应用中具有精确图案的金属的电化学沉积（ECD）。以下，术语“工件”将涵盖适用于ECD工艺的此类晶片、面板和衬底。

图1示意性地示出了用于在衬底上沉积金属的已知ECD系统500，其在US2017/0370017中进行了详细描述。该ECD系统500包括下面将描述的两个或以上的处理模块，诸如布置在公共平台上且用于在工件上沉积一种或以上的金属的ECD模块。每一个ECD模块包括：配置成包含阳极电解液流体的容积的阳极室、配置成包含阴极电解液流体的容积的阴极室、及将该阳极室与该阴极室分隔开的膜。该ECD系统500具有装载端口以接收一组工件，并包括装载器模块510，该装载器模块510用于接收通过装载/输入站512进入ECD系统500的工件且将每一个接收的工件装入工件固持器525，诸如挠性的面板固持器（PH）。

ECD系统500包括传送机构，该传送机构配置成借由工件固持器525将挠性工件从装载器模块510传送至给定处理模块（例如ECD模块），并将给定工件下降进入该给定处理模块。例如，一旦装载了被选定用于处理的工件固持器525，其可沿处理路径515（参见PH处理路径）前进，以在一个或以上的预处理模块520内加以预处理（需要时）；在一个或以上的处理模块530、532、534、536、538中加以处理；及在一个或以上的后处理模块540中加以后处理（需要时）。预处理可以包括，例如，清洁和/或润湿待处理的工件。处理可包括，例如，将诸如金属的材料沉积至工件上。同时，后处理可包括，例如，冲洗和/或干燥工件。

卸料器模块550配置为从工件固持器中移除挠性工件并将该挠性工件传送至用于接收该组挠性工件的卸料端口。一旦完成卸料，工件固持器525可沿返回路径555（参见PH返回路径）返回装载器模块510以接收另一工件。可以使用多个工件固持器，其中一些工件固持器固持于储存缓冲器内。

该ECD系统500还包括用于管理一个或以上的处理单元（即模块520、530、532、534、536、538、540）内的处理流体的化学品管理系统560。化学管理可以包括但不限于：供应、补充、用剂、加热、冷却、循环、再循环、存储、监控、排出、减少等。系统500还包括电气管理系统570，该电气管理系统570可以根据计算机编码的指令发送和接收信号以控制工件移动穿过ECD系统500，或控制多个模块520、530、532、534、536、538、540的化学性能，诸如化学组成、温度、流速等。此外，当挠性工件固持于给定的ECD模块内时，电气管理系统570可配置为向该挠性工件的一个平坦表面或两个相对的平坦表面施加电流。在这样做时，一或两个相对表面可镀覆金属，并且使用金属填充盲孔和/或通孔。

图2示意性地示出了这种ECD系统的透视图。ECD系统500包括装载器模块510和卸料器模块550，其间布置有多个模块520、530、540。虽然装载器模块510和卸料器模块550是显示在ECD系统500的远端，但是这些装载和卸料模块可配置于整个系统的同一端的附近。工件W可装入工件固持器525中，借由工件传送系统561平移，并加以定向以定位于多个模块520、530、540中。