本发明专利技术涉及一种用于在工艺站中的衬底的化学及/或电解表面处理的方法及一种用于衬底的化学及/或电解表面处理的工艺站。用于化学及/或电解表面处理的所述方法包括以下步骤，不一定按此顺序：将待处理衬底安装到转子单元，将具有所述衬底的所述转子单元移动到所述工艺站的预润湿腔室中，在所述预润湿腔室中将预润湿流体施加到所述衬底，将具有所述衬底的所述转子单元至少部分移出所述预润湿腔室，使具有所述衬底的所述转子单元在自旋平面中自旋以离心地减少所述衬底的表面处的所述预润湿流体，使具有所述衬底的所述转子单元法向于所述自旋平面旋转使得所述衬底背对所述预润湿腔室，将具有所述衬底的所述转子单元移动到所述工艺站的电镀腔室中，将电解液及电流施加到所述衬底以用于在所述电镀腔室中对所述衬底进行电镀工艺，及将具有所述衬底的所述转子单元至少部分移出所述电镀腔室。单元至少部分移出所述电镀腔室。单元至少部分移出所述电镀腔室。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在工艺站中的衬底的化学及/或电解表面处理的方法
[0001]本专利技术涉及一种用于在工艺站中的衬底的化学及/或电解表面处理的方法及一种用于衬底的化学及/或电解表面处理的工艺站。
技术介绍
[0002]在微电子工业中，存在数种工艺，其中必须用导电金属(例如，Cu)填充衬底上的小凹部，此通常通过所谓的电镀、电化学沉积、电化学镀覆或电流沉积(galvanic deposition)来执行。在特殊情况中，尤其是在必须用导电材料填充很小且深的凹部时，此类工艺有时也被称为高纵横比镀覆。
[0003]在电化学沉积的过程期间经常出现困难，因为凹部填充有周围环境空气(在实际镀覆工艺前在所述周围环境空气中存储、处置或处理衬底)。当将含有小凹部的衬底浸入到液体电解质中时，小凹部内部的环境空气可形成气态势垒。接着，气态势垒防止电解质润湿并渗透到凹部中，且通过如此做而阻碍或至少显著地劣化用于用不间断导电材料层填充凹部的沉积工艺。凹部的不连续或甚至中断的涂布或填充导致例如材料层内的空隙、接触不良或甚至中断的电路。另外，具有此类未充分镀覆或填充的凹部的装置的可靠性、功能性及使用期限通常降低。
[0004]常规地，在电镀工艺前且有时也在电镀工艺期间在压力控制腔室中借助于次大气压或真空从此类小凹部移除环境空气。接着，必须在不中断次大气压或真空的情况下进行凹部的后续镀覆或填充，这非常麻烦、昂贵，且造成待在大量及高产量制造过程中实施以使沉积工艺递送合格结果的许多问题及技术挑战。
[0005]当镀覆后直接接着在减压下进行预润湿步骤而未将减压释放回到大气压时，大量制造的适用性有限。限制是基于工具构造的复杂性、建置及维持装备所涉及的成本，以及在处理必须在减压下发生时所引入的电化学处理挑战。此外，镀覆腔室需要能够耐受特定级别的真空(压力可调节腔室及系统)。
[0006]在另一实施方案中，在将衬底转移到将在其中通过电化学沉积填充凹部的镀覆腔室中前，可在分离预润湿腔室中对衬底执行在各种压力条件下用惰性或除气的预润湿液体对凹部进行预先冲洗。但是，这是非常耗时且复杂的工艺，其涉及从预润湿腔室到镀覆腔室的大量湿润衬底处置挑战。由于额外腔室必须仅专用于预润湿工艺，所以此工艺也为成本密集的，这另外增加工具的总占用面积，从而阻碍非常昂贵的制造及洁净室空间。
[0007]US 2015/179458 A1中揭示对应预润湿设备方法及设计：在晶片衬底上电镀铜层的方法包括(a)将晶片衬底提供到预润湿处理腔室，所述晶片衬底在其表面的至少部分上具有暴露金属层；(b)在次大气压下使晶片衬底与预润湿流体接触，所述预润湿流体包括水及铜离子以在晶片衬底上形成预润湿流体层；(c)使预润湿的晶片衬底与镀覆溶液(所述镀覆溶液包括铜离子)接触，以在晶片衬底上电镀铜层，其中预润湿流体中的铜离子的浓度大于镀覆溶液中的铜离子的浓度。
[0008]假使应用单独的预润湿腔室，那么可在大建置尺寸的系统中发现缺点(归因于额
外腔室要求)，这意味着工具需要显著更大的制造及/或洁净室空间。另一缺点是需要将湿润衬底从一个腔室转移到另一腔室，而不会因完全或仅部分干燥而损失填充于凹部内部的液体，且在整个工具空间内不会滴落液体，这可能引起工具的寿命及污染问题。
技术实现思路
[0009]因此，可需要提供一种用于工艺站中的衬底的化学及/或电解表面处理的改进方法，所述方法特定来说比常规方法更容易。
[0010]通过本专利技术的独立技术方案的标的物来解决问题，其中进一步实施例并入于附属技术方案中。应注意，下文中描述的本专利技术的方面也适用于用于工艺站中的衬底的化学及/或电解表面处理的方法及用于衬底的化学及/或电解表面处理的工艺站。
[0011]根据本专利技术，提出一种用于工艺站中的衬底的化学及/或电解表面处理的方法。用于化学及/或电解表面处理的所述方法包括以下步骤，不一定按此顺序：
[0012]‑
将待处理衬底安装到转子单元，
[0013]‑
将具有所述衬底的所述转子单元移动到所述工艺站的预润湿腔室中，
[0014]‑
在所述预润湿腔室中将预润湿流体施加到所述衬底，
[0015]‑
将具有所述衬底的所述转子单元至少部分移出所述预润湿腔室，
[0016]‑
使具有所述衬底的所述转子单元在自旋平面中自旋以离心地减少所述衬底的表面处的所述预润湿流体，
[0017]‑
使具有所述衬底的所述转子单元法向于所述自旋平面旋转使得所述衬底背对所述预润湿腔室，
[0018]‑
将具有所述衬底的所述转子单元移动到所述工艺站的电镀腔室中，
[0019]‑
在所述电镀腔室中将电解液及电流施加到所述衬底以用于对所述衬底进行电镀工艺，及
[0020]‑
将具有所述衬底的所述转子单元至少部分移出所述电镀腔室。
[0021]用于工艺站中的衬底的化学及/或电解表面处理的本方法使工艺站中的衬底的表面处理显著更好地可管理。其包括在工艺站中的预润湿步骤，所述预润湿步骤可在所述工艺站中的后续电镀步骤前完成，而从预润湿腔室到电镀腔室无需对预润湿的衬底进行复杂的湿式处置。因此，本方法允许显著降低工艺复杂性及成本，这是因为不需要所涉及的湿式衬底处置。在整个工具空间内没有滴落液体，滴落液体可能引起寿命及污染问题。此外，本方法允许降低整体装备大小及制造洁净室占用面积要求。
[0022]所述衬底可包括导体板、半导体衬底、膜衬底、基本上板状、金属或金属化工件及/或类似者。所述衬底可固持在衬底固持件中。
[0023]所述转子单元可被理解为经配置以使衬底旋转的装置。其可包括用于衬底的驱动单元及固持单元。所述驱动单元可为具有传动装置(transmission)的引擎。所述驱动单元可借助于臂连接到所述固持单元。所述固持单元可为用以固持衬底的框架。所述转子单元可用作用于组合预润湿及电镀工艺的衬底固持及支撑装置。所述转子单元可支持将预润湿压力(例如，真空)及/或预润湿气氛(例如，不同于空气的气体)及/或电流(例如，用于电镀工艺的高达100安培及更高)供应到衬底。所述转子单元可实现衬底的横向移动(例如，向上及向下)及/或自旋移动(例如，在衬底表面中或沿着衬底表面且绕衬底的近似中心水平地)
及/或绕法向于衬底的自旋移动的轴的旋转移动(例如，使衬底从上往下(upwards to downwards)倾斜)。此允许使衬底例如从转子单元的顶部上的正面朝上旋转到转子单元下方的正面朝下的工艺配置。
[0024]所述预润湿流体可被理解为提供预润湿衬底的功能的液体。其可为水、高纯度水及/或类似者。
[0025]所述预润湿腔室可被理解为可在其中发生衬底的预润湿的空间或外壳。在预润湿后，可将衬底部分或完全移出所述预润湿腔室。离开所述预润湿腔室的移动方向可为第一移动方向。接着，衬底接着可布置在所述预润湿腔室下方。
[0026]所述自旋平面可被理解为其中衬底在其中自旋的平面。所述自旋平面可本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于工艺站(10)中的衬底(20)的化学及/或电解表面处理的方法，所述方法包括：将待处理衬底(20)安装到转子单元(11)，将具有所述衬底(20)的所述转子单元(11)移动到所述工艺站(10)的预润湿腔室(12)中，在所述预润湿腔室(12)内部将预润湿流体施加到所述衬底(20)，将具有所述衬底(20)的所述转子单元(11)至少部分移出所述预润湿腔室(12)，使具有所述衬底(20)的所述转子单元(11)在自旋平面中自旋以离心地减少所述衬底(20)的表面处的所述预润湿流体，使具有所述衬底(20)的所述转子单元(11)法向于所述自旋平面旋转使得所述衬底(20)背对所述预润湿腔室(12)，将具有所述衬底(20)的所述转子单元(11)移动到所述工艺站(10)的电镀腔室(13)中，将电解液及电流施加到所述衬底(20)以用于在所述电镀腔室(13)内部对所述衬底(20)进行电镀工艺，及将具有所述衬底(20)的所述转子单元(11)至少部分移出所述电镀腔室(13)。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述预润湿腔室(12)及所述电镀腔室(13)布置在所述相同工艺站(10)中。3.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其进一步包括修改所述预润湿腔室(12)中的气体系统的步骤，其中所述气体系统的所述修改是在预润湿步骤前相对于大气压降低压力、在所述预润湿步骤后将压力增加到大气压及/或在所述预润湿步骤前及/或后相对于环境空气的气体交换。4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述电镀是在环境空气中及/或在大气压下进行。5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其进一步包括在将具有所述衬底(20)的所述转子单元(11)移出所述电镀腔室(13)后的以下步骤：使具有所述衬底(20)的所述转子单元(11)旋转使得所述衬底(20)面朝所述预润湿腔室(12)，将具有所述衬底(20)的所述转子单元(11)移动到所述预润湿腔室(12)中，及在所述预润湿腔室(12)中将冲洗液体施加到所述衬底(20)以从所述衬底(20)移除所述电解液。6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其进一步包括以下步骤：在所述预润湿腔室(12)中将干燥流施加到所述衬底(20)以干燥所述衬底(20)。7.一种用于衬底(20)的化学及/或电解表面处理的工艺站(10)，所述工艺站(10)包括转子单元(11)，...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：胜思科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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