用于润湿预处理以进行贯通抗蚀剂金属电镀的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于润湿预处理以进行贯通抗蚀剂金属电镀的方法和装置。在一些实施方式中，预润湿的装置包括：脱气器、处理室和控制器。所述处理室包括：被配置为保持晶片衬底的晶片保持架，被配置为使得能在所述处理室中形成低于大气压的压强的真空端口，以及被联接到所述脱气器并被配置为以能使所述晶片衬底上的颗粒材料松脱的至少约7米每秒的速率以及以能将松脱的颗粒从所述晶片衬底去除的流率将脱气预润湿流体输送到所述晶片衬底上的流体入口。所述控制器包括程序指令，其用于通过使所述晶片衬底与以至少约0.4升每分钟的流率通过所述流体入口的所述脱气预润湿流体接触从而在所述处理室中的所述晶片衬底上形成润湿层。

【技术实现步骤摘要】
用于润湿预处理以进行贯通抗蚀剂金属电镀的方法和装置
本文所公开的实施方式涉及预润湿的装置结构和方法。更具体地，实施方式涉及在将导电材料沉积到集成电路制造的半导体晶片上之前，预润湿该晶片的预润湿的装置结构和方法。
技术介绍
润湿是受液体和固体之间的粘附力以及液体内的凝聚力作用的固/液界面的属性。液体和固体之间的粘附力导致液体在整个固体表面扩散。在液体中的凝聚力使液体与固体表面的接触最小化。在许多液体与固体表面相互作用的工业处理中，通过液体来润湿固体表面是重要的。电镀（阴极处理），包括在集成电路制造中的电镀，就是一种这样的工业处理。在阳极处理（包括电蚀刻和电抛光）中，润湿也是很重要的。例如，许多半导体和微电子工艺利用贯通抗蚀剂电沉积。这种电镀工艺有时也被称为贯通掩模或光致抗蚀剂图案化电沉积。这些工艺会关联于：电镀在砷化镓晶片上的亚微米级金互连件，电镀用于薄膜记录头的铜线圈或磁性合金，电镀用于重新分配或集成无源应用的铜导体，电镀用于倒装芯片连接的锡铅或无铅焊料。所有这些工艺涉及具有覆盖导电籽晶层的衬底，或导电性电镀基体，及图案化的介电模板，将金属沉积于它们之中。
技术实现思路
本专利技术提供了在贯通抗蚀剂电镀或其他处理之前预处理衬底的方法和装置。预润湿并清洗该衬底，例如，以去除包括光致抗蚀剂颗粒和残留物在内的污染颗粒材料并提供适合于后续处理的润湿表面。一个方案中，提供了装置。该装置包括：脱气器，其被配置为从预润湿流体去除一种或多种溶解的气体以产生脱气预润湿流体；以及处理室，其包括：晶片保持架，其被配置为保持晶片衬底并被配置为旋转所述晶片衬底，真空端口，其被配置为使得能在所述处理室中形成低于大气压的压强，以及流体入口，其联接到所述脱气器，并被配置为以能使所述晶片衬底上的颗粒材料（包括颗粒和残留物）松脱的至少约7米每秒的速率以及以能将松脱的颗粒从所述晶片衬底去除的流率将所述脱气预润湿流体输送到所述晶片衬底上。所述装置还可以包括控制器，所述控制器包括用于下述操作的程序指令：旋转所述晶片衬底，并在旋转所述晶片衬底的同时，通过使所述晶片衬底与来自所述脱气器的并能以至少约0.4升每分钟的流率通过所述流体入口的所述脱气预润湿流体接触，从而在所述处理室中在所述低于大气压的压强在所述晶片衬底上形成润湿层，所述脱气预润湿流体处于液体状态。选择所提供的流体速率和流体流率例如以足以将颗粒物质从所述衬底松脱并去除，以及提供了合适的流体输送方法，包括使用扇形喷嘴。在一些实施方式中，其中所述脱气器是膜片接触脱气器，该膜片接触脱气器被配置为产生用于接触所述晶片衬底的具有约0.5ppm或以下的溶解的大气气体的脱气预润湿流体。所述预润湿流体优选是去离子水或有助于从所述晶片衬底松脱并去除颗粒的化学溶液。在一些实施方式中，所述真空端口位于所述晶片保持架下方。在一些实施方式中，所述装置被配置为在所述晶片衬底上形成所述润湿层的过程中保持低于约50乇的所述低于大气压的压强。在一些实施方式中，所述流体入口包括被配置为输送所述脱气预润湿流体到所述晶片衬底上的喷嘴。在一些实施方式中，所述喷嘴被安装在所述处理室的侧壁上，并且在一些实现方式中，扇形喷嘴被配置为输送所述脱气预润湿流体到所述晶片衬底上，使得撞击所述晶片衬底的所述脱气预润湿流体具有线条的形状。在一些实施方式中，所述流体入口包括歧管，所述歧管包括被配置为输送所述脱气预润湿流体到所述晶片衬底上的至少一个喷嘴，其中所述喷嘴位于所述晶片衬底的上方，且所述至少一个喷嘴是被配置为输送所述脱气预润湿流体到所述晶片衬底上的扇形喷嘴，使得撞击所述晶片衬底的所述脱气预润湿流体具有线条的形状。在一些实施方式中，所述处理室包括盖和本体，其中所述盖保持静止，而所述本体被配置为以基本垂直的方式运动，从而将所述本体带至与所述盖接触，并形成真空密封，并且其中上文所述及的所述歧管的所述喷嘴连接至所述盖。在一些实施方式中，所述歧管的所述喷嘴被配置为从所述晶片衬底的边缘到大致所述晶片衬底的中央将所述脱气预润湿流体输送到所述晶片衬底上。在一些实施方式中，所述晶片保持架被配置为以基本面朝上的方向保持所述晶片衬底，并且所述装置被配置为将所述预润湿流体从高速喷嘴喷射到所述晶片衬底上。可以在这种装置中预润湿的典型的衬底包括金属层和上覆的光致抗蚀剂，其中在所述光致抗蚀剂中的特征暴露所述金属层的一部分。在一些实施方式中，所述光致抗蚀剂中的特征包括具有介于约2:1至约1:2之间的深宽比的特征。其中所述光致抗蚀剂中的特征具有介于约5微米至200微米之间的尺寸的开口。在一些实施方式中，所述控制器的所述程序指令进一步包括用于下述操作的指令：在所述晶片衬底上形成所述润湿层后，停止所述脱气预润湿流体的输送，以及在停止所述脱气预润湿流体的所述输送后，以第二旋转速率旋转所述晶片衬底，以从所述晶片衬底去除多余的表面夹带的脱气预润湿流体。在一些实施方式中，所述控制器的所述程序指令进一步包括用于下述操作的指令：在停止所述脱气预润湿流体的所述输送后，并在去除所述多余的表面夹带的脱气预润湿流体之前，将所述处理室中的压强增大至大气压强或者至大气压强以上。通常，所述程序指令进一步包括用于下述操作的指令：在所述晶片衬底上形成所述润湿层之前将所述处理室中的压强降低到所述低于大气压的压强。例如，所述程序指令可以规定：在所述处理室中的压强被降低到小于约50乇时，启动在所述晶片衬底上形成所述润湿层，使所述晶片衬底与所述脱气预润湿流体接触持续约10秒至120秒。在另一个方案中，提供了一种系统，其包括上文所述的装置和步进式曝光机（stepper）。在另一个方案中，提供了一种方法，其中所述方法包括：（a）提供晶片衬底至处理室，所述晶片衬底在其表面的至少一部分具有暴露的金属层；（b）将所述处理室中的压强降低到低于大气压的压强；（c）对预润湿流体脱气；（d）旋转所述晶片衬底；以及（e）使旋转的所述晶片衬底与经脱气的所述预润湿流体在所述处理室中在所述低于大气压的压强接触，以在所述晶片衬底上形成润湿层，经脱气的所述预润湿流体以足以使所暴露的所述金属层上的任何颗粒材料松脱的至少约7米每秒的速率并且以足以从所述晶片衬底上去除所松脱的颗粒材料的至少约0.4升每分钟的流率接触所述晶片衬底。在一些实施方式中，所述方法进一步包括：施加光致抗蚀剂到所述晶片衬底上；将所述光致抗蚀剂暴露给光；图案化所述抗蚀剂并将图案转移到所述晶片衬底；以及从所述工件上选择性地去除所述光致抗蚀剂。在另一个方案中，提供了一种包含用于装置控制的程序指令的非瞬态计算机机器可读介质，其中所述程序指令包括用于操作的代码，所述操作包括：（a）提供晶片衬底至处理室，所述晶片衬底在其表面的至少一部分具有暴露的金属层；（b）将所述处理室中的压强减少到低于大气压的压强；（c）对预润湿流体脱气；（d）旋转所述晶片衬底；以及（e）使旋转的所述晶片衬底与经脱气的所述预润湿流体在所述处理室中在所述低于大气压的压强接触，以在所述晶片衬底上形成润湿层，经脱气的所述预润湿流体以足以使所暴露的所述金属层上的任何颗粒材料松脱的至少约7米每秒的速率并且以足以从所述晶片衬底上去除所松脱的颗粒材料的至少约0.4升每分的流率接触所述晶片衬底。附图说明图1描绘了一种预润湿装置的一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，其包括：脱气器，其被配置为从预润湿流体去除一种或多种溶解的气体以产生脱气预润湿流体；处理室，其包括：晶片保持架，其被配置为保持晶片衬底并被配置为旋转所述晶片衬底，真空端口，其被配置为使得能在所述处理室中形成低于大气压的压强，以及流体入口，其联接到所述脱气器，并被配置为以至少约7米每秒的速率将所述脱气预润湿流体输送到所述晶片衬底上；以及控制器，其包括用于下述操作的程序指令：以第一旋转速率旋转所述晶片衬底，以及在以所述第一旋转速率旋转所述晶片衬底的同时，通过使所述晶片衬底与来自所述脱气器的并能以至少约0.4升每分钟的流率通过所述流体入口的所述脱气预润湿流体接触，从而在所述处理室中在所述低于大气压的压强在所述晶片衬底上形成润湿层，所述脱气预润湿流体处于液体状态。

【技术特征摘要】
2012.03.13 US 61/610,316;2013.02.25 US 13/775,9871.一种用于晶片衬底处理的装置，其包括：脱气器，其被配置为从预润湿流体去除一种或多种溶解的气体以产生脱气预润湿流体；处理室，其包括：晶片保持架，其被配置为保持晶片衬底并被配置为旋转所述晶片衬底，真空端口，其被配置为使得能在所述处理室中形成低于大气压的压强，以及流体入口，其联接到所述脱气器，并被配置为以至少7米每秒的速率将所述脱气预润湿流体输送到所述晶片衬底上；以及控制器，其包括用于下述操作的程序指令：以第一旋转速率旋转所述晶片衬底，以及在以所述第一旋转速率旋转所述晶片衬底的同时，通过使所述晶片衬底与来自所述脱气器的并能以至少0.4升每分钟的流率通过所述流体入口的所述脱气预润湿流体接触，从而在所述处理室中在所述低于大气压的压强在所述晶片衬底上形成润湿层，所述脱气预润湿流体处于液体状态。2.根据权利要求1所述的用于晶片衬底处理的装置，其中所述流体入口包括被配置为输送所述脱气预润湿流体到所述晶片衬底上的喷嘴，且其中所述喷嘴被安装在所述处理室的侧壁。3.根据权利要求2所述的用于晶片衬底处理的装置，其中所述喷嘴是被配置为输送所述脱气预润湿流体到所述晶片衬底上以使得撞击所述晶片衬底的所述脱气预润湿流体具有线条的形状的扇形喷嘴。4.根据权利要求1所述的用于晶片衬底处理的装置，其中所述流体入口包括歧管，所述歧管包括被配置为输送所述脱气预润湿流体到所述晶片衬底上的至少一个喷嘴，且其中所述喷嘴位于所述晶片衬底的上方。5.根据权利要求4所述的用于晶片衬底处理的装置，其中所述至少一个喷嘴包括被配置为输送所述脱气预润湿流体到所述晶片衬底上以使得撞击所述晶片衬底的所述脱气预润湿流体具有线条的形状的扇形喷嘴。6.根据权利要求4所述的用于晶片衬底处理的装置，其中所述处理室包括盖和本体，其中所述盖保持静止，而所述本体被配置为以基本垂直的方式运动，从而将所述本体带至与所述盖接触，并形成真空密封，并且其中所述喷嘴连接至所述盖。7.根据权利要求4所述的用于晶片衬底处理的装置，其中所述喷嘴被配置为从所述晶片衬底的边缘大致到所述晶片衬底的中央将所述脱气预润湿流体输送到所述晶片衬底上。8.根据权利要求1所述的用于晶片衬底处理的装置，其中所述晶片保持架被配置为以基本面朝上的方向保持所述晶片衬底。9.根据权利要求1所述的用于晶片衬底处理的装置，其中所述脱气器包括膜片接触脱气器。10.根据权利要求1所述的用于晶片衬底处理的装置，其中所述脱气器被配置为产...

【专利技术属性】
技术研发人员：布莱恩·L·巴卡柳，史蒂文·T·迈耶，托马斯·A·波努司瓦米，罗伯特·拉什，布赖恩·布莱克曼，道格·希格利，
申请(专利权)人：诺发系统公司，
类型：发明
国别省市：