CN111655910A - 在电镀系统中的清洁部件和方法 - Google Patents

Abstract

用于清洁电镀系统部件的系统可包括密封件清洁组件，密封件清洁组件与电镀系统结合。密封件清洁组件可包括臂，臂于第一位置和第二位置之间为可枢转的。臂可绕着臂的中央轴为可旋转的。密封件清洁组件亦可包括清洁头，清洁头包括托架部，托架部与臂的远端部耦接。清洁头可由前部作为特征，前部形成为与电镀设备的密封件接合。清洁头可沿着前部限定沟槽，并且清洁头可限定多个流体通道，这些流体通道穿过清洁头，所述多个流体通道的每一个流体通道流体地通往沟槽的背侧。

Description

在电镀系统中的清洁部件和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年2月1日提交的美国临时申请第62/625,277号的权益，并且为了所有目的，通过引用将其作为整体结合在此。

技术领域

本技术涉及在半导体处理中的清洁操作。更具体地，本技术涉及执行用于电镀系统的原位(in situ)清洁的系统和方法。

背景技术

集成电路可藉由制造复杂精细的图案化材料层于基板表面上的工艺制成。在形成、蚀刻、和于基板上的其他处理之后，通常沉积或形成金属或其他导电材料，以提供各部件之间的电连接。因为此金属化可能在许多制造操作之后执行，所以在金属化期间所导致的问题可能产生昂贵的废弃基板或晶片。一个普遍的问题是在整个基板表面上的金属的非均匀形成。

在金属化期间的均匀问题可能由与工艺或设备有关的许多情况所导致。一个例子是电镀于腔室的部件上，这些部件是导电的或变成导电的，并且电镀于腔室的这些部件上可能导致基板上金属的局部损失。材料可能电镀于接触环、接触密封件、或可在系统内的任何其他部件上。此错误形成可能限制基板上的电镀总量，而可能致使电镀不足、成本增加、和装置故障。

因此，需要可用于制造高质量装置和结构的改善的系统和方法。这些和其他需求藉由本技术来解决。

发明内容

本技术可包括用于清洁电镀系统部件的系统和方法，可包括与电镀系统结合的密封件清洁组件。密封件清洁组件可包括臂，所述臂于第一位置和第二位置之间为可枢转的。臂可绕着臂的中央轴为可旋转的。密封件清洁组件还可包括清洁头，所述清洁头包括托架部(bracket portion)，托架部与臂的远端部耦接。清洁头可由前部作为特征，前部形成为与电镀设备的密封件接合。清洁头可沿着前部限定沟槽，并且清洁头可限定多个流体通道，这些流体通道穿过清洁头，所述多个流体通道中的每一个流体通道流体地通往沟槽的背侧。

在一些实施方式中，清洁头的前部可至少部分地由一弓形轮廓(arcuateprofile)作为特征，此弓形轮廓配置为容纳环状密封件。清洁头亦可包括接触销，所述接触销至少部分地延伸穿过沟槽，并配置为与密封件直接接触。清洁头亦可包括间隙销(clearance pin)，间隙销至少部分地延伸穿过沟槽，并配置为在接触销与密封件直接接触时限定间隙销与密封件之间的间隙。清洁头的多个流体通道可包括流体地通往沿着沟槽的第一位置的第一通道，并且可包括流体地通往沿着沟槽的第二位置的第二通道，第二位置在密封件的旋转方向上从第一位置径向地偏移。间隙销可位于第一位置与第二位置之间。在一些实施方式中，清洁头可为疏水性材料或可包括疏水性材料。

本技术的各个实施方式额外地包含电镀系统，所述电镀系统可包括系统头，所述系统头具有转子。系统头可被配置为保持基板来进行处理。所述系统可包括位于转子上的密封件。所述系统可包括头升降件，所述头升降件与系统头耦接并配置为定位系统头。所述系统亦可包括密封件清洁组件。密封件清洁组件可包括臂，所述臂在第一位置与第二位置之间为可枢转的，其中臂的远端部可与系统头的内部区域垂直地对齐。臂可绕着臂的中央轴为可旋转的。密封件清洁组件亦可包括清洁头，所述清洁头包括托架部，所述托架部与臂的远端部耦接。清洁头可由前部作为特征，前部形成为与密封件的内表面接合。清洁头可沿着前部限定沟槽，并且清洁头可限定多个流体通道，这些流体通道穿过清洁头。所述多个流体通道中的每一个流体通道可流体地通往沟槽的背侧。

在一些实施方式中，臂可位于第二位置，并且臂的远端部可被配置为使清洁头从缩回位置旋转成与密封件直接接触。系统可包括扭矩控制马达(torque-controlledmotor)，所述扭矩控制马达配置为驱动臂并在转子使密封件跨越清洁头旋转的同时时维持清洁头与密封件之间的接触。密封件可以环状形式作为特征，并且清洁头的前部可至少部分地由弓形轮廓作为特征，弓形轮廓配置为容纳密封件的内部环状侧壁。清洁头亦可包括接触销，所述接触销至少部分地延伸穿过沟槽，并配置为在清洁操作期间与密封件直接接触。清洁头亦可包括间隙销，间隙销至少部分地延伸穿过沟槽，并配置为在接触销与密封件直接接触时限定间隙销与密封件之间的间隙。所述多个流体通道可包括流体地通往沿着沟槽的第一位置的第一通道以及流体地通往沿着沟槽的第二位置的第二通道，第二位置在密封件的旋转方向上从第一位置径向地偏移。间隙销可位于第一位置与第二位置之间。所述系统亦可包括流体输送管，所述流体输送管沿着臂延伸并配置为提供流体至第一通道。所述系统亦可包括流体移除管，所述流体移除管沿着臂延伸并配置为从第二通道移除流体。在一些实施方式中，可在操作期间通过流体移除管维持真空。

本技术的各个实施方式亦可包含清洁电镀系统接触密封件的方法。所述方法可包括于清洁头的第一流体通道中输送酸性溶液。清洁头可定位成物理地接触电镀系统接触密封件。所述方法可包括使电镀系统接触密封件旋转跨越清洁头。此方法亦可包括通过第二流体通道从清洁头抽取酸性溶液，第二流体通道于电镀系统接触密封件的旋转方向上从第一流体通道径向地偏移。在一些实施方式中，酸性溶液可实质上维持于一容积内，所述容积部分地由电镀系统接触密封件的内表面、形成于清洁头的前部内的沟槽、和至少部分地延伸穿过沟槽的接触销所限定，接触销于电镀系统接触密封件的旋转方向上邻近清洁头的前缘。

此技术可提供优于传统技术的许多优点。举例来说，藉由执行密封接触件的原位清洁，本技术可减少清洁次数。此外，所使用的设备可有助于改善接触密封件的清洁，而不会经由清洁溶液损坏其他系统部件。结合下面的描述和所附的附图来更详细地说明这些及其他实施方式以及许多它们的优点及特征。

附图说明

通过参照说明书的其余部分和附图，可以实现对所披露的实施方式的性质和优点的进一步理解。

图1绘示可执行根据本技术的一些实施方式的清洁技术的腔室的示意性透视图。

图2绘示可与根据本技术的一些实施方式的密封件清洁组件相关的腔室的局部截面图。

图3绘示根据本技术的一些实施方式的清洁头的示意性透视图。

图4绘示根据本技术的一些实施方式的清洁头的示意性透视图。

图5绘示根据本技术的一些实施方式的用于定位清洁头的示例性设备的示意图。

图6绘示根据本技术的一些实施方式的用于定位清洁头的示例性设备的示意图。

图7绘示根据本技术的一些实施方式的操作中的清洁头的局部截面图。

图8绘示根据本技术的一些实施方式的操作中的清洁头的局部截面图。

图9绘示根据本技术的一实施方式的清洁接触密封件的示例性方法的各个操作。

一些图作为示意图包括于其中。将理解的是，附图用于说明目的，除非特别指出依照比例绘制，否则附图不视为依照比例绘制。此外，作为示意图来说，提供附图以帮助理解，并且相较于实际表示可能不包括所有的方面或信息，并且可包括夸大的材料来用于说明目的。

在附图中，类似的部件和/或特征可具有相同的数字参考标注。此外，同一类型的各种部件可通过在参考标注之后的用于区分类似部件和/或特征的字母进行区分。如果在说明书中仅使用了第一数字参考标注，则描述可适用于具有相同的第一数字参考标注的类似部件和/或特征的任一者，而不考虑字母后缀。

具体实施方式

执行在半导体制造和处理中的各种操作，以制造基板上的大阵列的特征。当形成半导体层时，于结构内制造过孔(via)、沟槽、和其他路径。这些特征可接着以导电或金属材料填充，以使得电力从以层至另一层通过装置。随着装置特征的尺寸持续缩小，提供通过基板的导电路径的金属量也随之减少。随着金属量的减少＝，填充的品质和均匀可能变得更为关键，以确保通过装置的充足的导电性。因此，制造业可尝试减少或移除路径中的缺陷和不连续处。

可执行电镀操作，以提供导电材料至基板上的过孔和其他特征。电镀利用包含导电材料的离子的电解槽(electrolyte bath)，以电化学沉积导电材料于基板上和电化学沉积导电材料在限定于基板上的特征中。基板上电镀有金属处作为阴极。诸如环或销之类的电接触件可允许电流流经系统。此接触件可受到密封件保护而不受到电解液的影响，此密封件可避免金属电镀于其他导电部件上。密封件通常为非导电材料，然而，经过一段时间，密封件可能会由于在电镀操作期间形成于密封件上的残留物而变成导电的。当足够导电时，电镀可能发生于密封件上。可能发生于密封件上的电镀可能减少基板上的局部电镀，而导致均匀性问题。均匀性问题可能导致基板或晶片报废。

传统技术通常于晶片之间停止操作，以清洁此密封件上的残留物。系统可被部分地拆卸，并且密封件可在工具中进行替换之前人工地清洁和擦洗。此处理是耗费时间的，并且磨料擦洗可能会使密封件表面进一步粗糙化，从而增加了在处理期间可能残留在密封件上的导电残留物的量。

本技术通过结合可执行密封件的原位清洁的清洁系统克服了这些问题。此系统可包括可以抵靠密封件延伸的喷嘴或头，并且清洁溶液可靠着密封件流动，以移除任何残留物。通过利用根据本技术的清洁系统，清洁可更容易地执行，并且可限制或减少对密封件的表面损坏。在描述可执行本技术的各个实施方式的示例性腔室之后，其余的公开内容将讨论本技术的系统和处理的各个方面。

图1绘示可利用和实践根据本技术的各个实施方式的方法和清洁系统的电镀系统20的示意性透视图。电镀系统20绘示出示例性的电镀系统，包括系统头22和碗状件(bowl)26。在电镀操作期间，晶片可夹至系统头22、反转、和延伸至碗状件26中，以执行电镀操作。电镀系统20可包括头升降件24，头升降件24可被配置为升起和旋转系统头22，或除此之外将系统头定位于系统内。头和碗状件可贴附至甲板板材28或其他结构，可为并入多个电镀系统20的较大系统的一部分，并且可共享电解液和其他材料。转子34可让夹至头的基板在碗状件中旋转，或在不同操作中于碗状件的外侧。转子可包括接触环40，接触环40可提供与基板的导电接触。图1绘示可包括将直接于平台上进行清洁的部件的电镀腔室。将理解的是，其他配置也是可行的，其他配置包括数个平台，头在平台上移动至额外的模块，并且在平台上执行密封件或其他部件的清洁。此外，例如是密封环的一个或多个部件可从腔室移除并置放于维护系统或清洁系统中来进行清洁。可执行任何数量的其他操作，以提供或暴露部件来进行清洁。

转至图2，图2绘示电镀系统20的局部截面图。包括于头中的马达38可提供接触环40及接触密封件50的旋转，接触密封件50可密封基板。此密封件可在操作期间提供接触环40的隔离而免于受到电解液的影响来避免电镀于接触环上。此密封件可由绝缘材料制成，并且可由配置为限制与电解液相互作用的材料制成。举例来说，密封件材料可包括一些包括弹性体的聚合物，并且可包括含氟聚合物(fluoropolymers)，含氟聚合物例如是包括任何FKM材料的含氟弹性体，FKM材料包括1型(Type 1)、2型(Type 2)、3型(Type 3)、4型(Type4)、及5型(Type 5)FKM材料。这些材料亦可包括全氟弹性体(perfluoroelastomers)，包括任何FFKM材料，以及四氟乙烯(tetrafluoroethylene)/丙烯(propylene)橡胶或FFPM。密封件材料亦可包括热塑弹性体，所述热塑弹性体包括热塑性硫化胶(thermoplasticvulcanizates)，并且例如是苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(styrene ethylene butylenestyrene)之类的具有额外部分(moieties)的弹性体，以及从聚烯烃(polyolefins)或其他塑料开发的材料。密封件亦可包括可与电镀系统和电解液相容的任何其他材料。

如前述所说明，残留物可能在电镀操作期间形成于密封件上。在本技术的一些实施方式中，在电镀操作后，可移除基板，并且可清洁密封件。密封件可于碗状件所在的相同的平台上清洁，或头可再定位于分离的模块，此分离的模块与电镀系统20相关连或连接至系统20。系统头22可反转，并且密封件清洁组件可在密封件仍与头连接时使用以清洁密封件。图3绘示可在本技术的各个实施方式中使用的密封件清洁组件300的示意性前透视图。在移除基板并且系统头22反转的情况下，密封件清洁组件300可定位于头的空腔内，并用于清洁密封件的内部，密封件的内部可能具有电镀残留物于表面上。将理解的是，头的反转可并非为关键的，并且本系统可操作以在任何方向上容纳密封件。

如图所示，密封件清洁组件300可包括臂305和清洁头310。臂305可为摆动臂或与电镀系统或用于头的维护系统相关的其他装置，并且可于一些位置之间为可枢转的，这些位置包括第一位置和第二位置，第一位置可为缩回位置，第二位置可为操作位置并且可定位臂305的远端部，清洁头310可在与系统头22的内部区域垂直对齐的位置处与臂305的远端部耦接。臂305可亦绕着臂的中央轴为可旋转的，这允许清洁头上升和下降至操作位置，清洁头可在操作位置接触密封件。臂305可为L形或其他可缩回或可伸展的臂，并且可与扭矩控制马达耦接，扭矩控制马达可与臂结合或与臂连接。扭矩控制马达可驱动臂于第一位置和第二位置之间，并且亦可被配置为维持清洁头与待清洁的密封件之间的接触。

臂305亦可包括一个或多个流体输送管307a或流体移除管307b，此一个或多个流体输送管307a或流体移除管307b可沿着臂延伸。这些管可与一个或多个储液器(reservoir)或可使用于清洁操作的其他材料耦接，并且可与清洁头310耦接或流体地连接。举例来说，流体输送管307a可提供一种或多种清洁溶液至清洁头中，而流体移除管307b可在随后清洁溶液与待清洁的密封件相互作用后移除清洁溶液。清洁头310可允许清洁溶液输送至密封件和从密封件移除清洁溶液，而不会接触其他腔室部件、滴漏(dripping)、或以其他方式与系统头22的相互作用。下面将更详细地描述密封件接触和清洁操作。

清洁头310可为耦接在一起的多个部件，或可为合并一个或多个方面于设计中的单一件的机械设计。清洁头310可包括托架部312。清洁头310可藉由托架部312与臂305耦接，例如是与臂305的远端部耦接。托架部312可利用任何数量的部件与头刚性地耦接，这些部件包括紧固部件、粘合剂，或托架部可包括经配置以容纳扣合(snap-fitting)清洁头于臂上的形式。臂或清洁头托架部的任何数量方面可调整，以提供这些部件之间的耦接。

清洁头310的前部314可从托架部312沿第一方向延伸，并且清洁头310的背部316可从托架部312沿与前部相反的第二方向延伸。前部314可形成为与电镀系统头的密封件接合。举例来说，接触密封件可为环状部件，并且因而可以沿着内表面及外表面的弯曲轮廓作为特征。因此，前部314可至少部分地以弓形轮廓作为特征，弓形轮廓经配置以容纳密封件的曲率。此可提供改善这些部件之间的接触，以减少液体泄漏或滴漏的机会。

清洁头310可沿着前部314限定沟槽318。沟槽318可由上侧壁320和下侧壁322限定，并且可面向待清洁的密封件。在实施方式中，上侧壁320和下侧壁322之一或两者可展现出弓形轮廓。举例来说，在一些实施方式中，下侧壁322可展现出沿着清洁头310的前部314的弓形轮廓。下侧壁可以等同于密封件的曲率的曲率作为特征，以限制任何流体通过这些部件之间所形成的空间泄漏出沟槽。

清洁头310可由任何数量的材料制成或数个材料的组合制成。在一些实施方式中，清洁头310可包括聚合物材料，此聚合物材料可抵抗可能使用的清洁溶液的损害。举例来说，如将有关于下方的操作方法说明的那样，在一些实施方式中，清洁溶液可包括酸性溶液。因此，清洁头310可包括抵抗酸性溶液的材料，此酸性溶液可能流经清洁头。此外，无论是在酸性溶液中的水或分开输送的水可流经清洁头310。在一些实施方式中，清洁头310可包括疏水性材料，疏水性材料可抵抗清洁流体的润湿，并且可有助于通过清洁头310的清洁流体的移动和移除。通过利用疏水性材料，清洁流体可较佳地填充沟槽的容积，因为清洁流体可从清洁头排斥(repelled)而在清洁头的表面上形成清洁溶液的高接触角，高接触角例如是大于90°。此可确保密封件的整个表面与清洁溶液接触。举例来说，清洁头310可以是或可包括与待清洁的密封件的材料类似或相同的材料，并且可为先前所描述的任何材料。清洁头310还可以是或可包括含氟聚合物，含氟聚合物包括聚氟乙烯(polyvinylfluorides)、包括聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)的氟乙烯化合物(fluoroethylene compounds)、氟丙烯化合物(fluoropropylene compounds)、以及可抵抗在电镀中或将讨论的清洁操作中使用的任何材料的其他化合物。

图4绘示根据本技术的一些实施方式的清洁头310的示意性透视图。图4可进一步绘示出清洁头310的背部316，并且可绘示出流体输送口324。如前所说明的，流体管307可沿着臂305延伸，并且可与清洁头310流体地连接。管可经由流体输送口324与清洁头310流体地耦接，流体输送口324限定或位于清洁头的背部316中。尽管示出了三个流体输送口324，但是根据清洁组件的尺寸和配置，任何数量的流体输送口324可包括于系统中。流体输送口可通往沟槽318，例如是如下方将绘示的沟槽318的背侧，并且可用于输送清洁溶液至沟槽，或者可用于从沟槽收回清洁溶液。举例来说，在包括用于说明本技术所涵盖的可能配置的一个实施方式中，流体输送口324a可与流体输送管307a流体地耦接，并且流体输送口324b、324c可与两个流体移除管307b流体地耦接。如本领域技术人员将理解的，清洁组件还可以容纳任何其他配置。

图5绘示根据本技术一些实施方式的用于定位清洁头的示例性设备的示意图。所绘示的设备可包括底座303，扭矩控制马达可连接于底座303内。臂305可与底座303耦接，清洁头310可在远端位置处与臂305耦接。如同前述，底座303可为可操作的，以使臂305枢转或摆动，而允许清洁头310相对于密封件或待清洁的其他装置定位。在操作底座303期间，清洁头310被维持在缩回或收回位置，这可有助于定位清洁头310，同时限制清洁头310接触密封件或其他部件的机会。通过将清洁头310维持在向上凹入的面向下位置中，清洁头310可在定位成与密封件接触之前通过待清洁的密封件的上方。

图6绘示根据本技术一些实施方式的用于定位清洁头的示例性设备的示意图。一旦清洁头310已经摆动至密封件的内部区域中时，臂305可旋转以将清洁头310定位于操作位置中，在此操作位置中，清洁头310可接触密封件或待清洁的其他部件。虽然在一些实施方式中，臂305可沿任一方向旋转来可操作地定位清洁头310，在一些实施方式中，臂305可顺时针摆动来提供清洁头310对密封件的压缩量。图5-6绘示用于将清洁头310输送至密封件或待清洁的密封件或部件的一种可能的系统，但将理解的是，可使用任何系统相对于待清洁的密封件来枢转、旋转、或以其他方式定位清洁头310。

在一些实施方式中，前述的图4额外地绘示出上侧壁320可侧向地延伸超过下侧壁322的外边缘。举例来说，当与密封件接合时，如下方将绘示的，上侧壁320可延伸超过密封件的内壁，使得密封件可在清洁期间至少部分地置于沟槽318内。图7绘示根据本技术一些实施方式的在操作中的清洁头310的局部截面图。此截面图可穿过沟槽318，例如正好在上侧壁320的下方。如图所示并且于截面图中示出，清洁头310可限定多个流体通道326，这些流体通道326穿过清洁头。各流体通道326可流体地通往沟槽318的背侧。流体通道326可延伸至清洁头310的背侧并且从流体输送口324进出。因此，在一些实施方式中，流体输送口的数量可等于流体输送通道的数量。流体输送通道可包括如图所示的较大直径部分和较小直径部分，较小直径部分位于沟槽318与较大直径部分之间。通道直径的调整可进一步有助于流体移动通过清洁头。

清洁头可包括一个或多个接触销，接触销可与待清洁的密封件相互作用。如图所示，清洁头310可接触位于接触销328和接触销330上的密封件510。在操作中，系统头转子可使密封件510旋转跨越清洁头310。如图所示的旋转方向可开始于清洁头310的前缘332并且沿着清洁头侧向地或径向地延伸至后缘334。接触销328可至少部分地延伸穿过沟槽318，并且可定位成垂直地穿过清洁头310的前部314。接触销328可定位在清洁头310的前缘332附近。在清洁操作期间，接触销328可被配置为与密封件510直接接触。此外，接触销330可与接触销328一致，并且可在跨越清洁头的密封件510的旋转方向上定位在清洁头310的后缘334附近。通过在一些实施方式中使接触销仅部分地在沟槽318内延伸，密封件可在密封件的上方及下方至少部分地凹入沟槽内。因此，可在第一接触销328、密封件510、和第二接触销330之间的沟槽318内限定清洁容积。此容积可被配置为维持输送通过清洁头的流体通道的清洁流体，以限制或避免从清洁头的任何泄漏。

清洁头310亦可包括间隙销336，间隙销336定位于第一接触销328与第二接触销330之间。间隙销336可类似于接触销至少部分地延伸穿过沟槽318。在一些实施方式中，与接触销不同，间隙销336可不接触密封件510。当接触销与密封件510直接接触时，间隙销336可改为限定在间隙销与密封件之间的间隙。因此，间隙销336可有助于输送的清洁流体与密封件之间的接触，以在密封件旋转期间确保密封件的完全润湿。如前所述，清洁头310的部件可为疏水性的，并因而根据沟槽与密封件之间的间隙距离，清洁流体可从流体输送通道流动至流体移除通道，而不接触密封件或间歇性地接触密封件。

通过包括间隙销336，当密封件旋转跨越清洁头时，可维持可用于沿着密封件的表面确保完全接触的减少的间隙。在一些实施方式中，根据系统的尺寸以及待清洁的表面，间隙可少于或大约为1cm，并且可少于或大约为9mm，少于或大约为8mm，少于或大约为7mm，少于或大约为6mm，少于或大约为5mm，少于或大约为4mm，少于或大约为3mm，少于或大约为2mm，少于或大约为1mm，少于或大约为0.5mm，少于或大约为0.2mm，或更少。接触销328、330和间隙销336可为与密封件或清洁头的材料类似或不同的材料，并且可以是或可包括任何前述的材料。销可为通用的塑料，包括聚乙烯(polyethylene)或可提供低摩擦或其他有益性质的任何其他长链聚合物材料。此外，虽然材料可为与密封件材料可相容的以限制对密封件的损坏，但由于接触销可能直接接触密封件，因此这些销可包括耐磨损的任何其他聚合物。各销亦可从清洁头的下方为可进出的，而在有需要时进行更换。

间隙销336可定位在用于清洁流体的入口通道和出口通道之间的清洁头内。举例来说，如图所示，第一流体通道326a可向内延伸至接触销328并在第一位置通往沟槽318。第二流体通道326b以及第三流体通道326c可分别流体地通往沿着沟槽的第二位置和第三位置，第二位置和第三位置分别在密封件的旋转方向上从第一位置径向地或侧向地偏移。间隙销336可位于第一流体通道与第二流体通道之间，并且可至少部分地定位在第一位置和第二位置之间的沟槽内。

例如藉由输送清洁溶液通过流体输送管307a至清洁头310中的第一流体输送口，清洁溶液可流动或泵入第一流体通道326a中。当清洁溶液已经在间隙销336附近接触密封件510并与密封件510相互作用之后，第二流体通道326b以及第三流体通道326c可用于收回清洁溶液。第二流体通道和第三流体通道可通过流体移除管与真空系统耦接。此真空系统例如是吸引器(aspirator)，可执行抽吸动作以从沟槽318和从清洁头310抽取清洁流体。密封件可在清洁溶液的流动期间旋转，以确保整个密封件的一个或多个表面进行清洁。如前所述，扭矩控制马达可与臂耦接，清洁头可耦接于臂上，并且扭矩控制马达可确保清洁头在旋转时始终沿着密封件与密封件保持接触。

图8绘示根据本技术一些实施方式的在操作中的清洁头310的另一局部截面图。此局部截面图可垂直穿过第三流体通道326c。图8绘示出密封件510的额外的方面，可包括内部环状侧壁512。此内部环状侧壁可为形成电镀残留物的位置，并且在一些实施方式中，此内部环状侧壁可能为接触电解液的唯一位置。当具有清洁头于其上的臂例如是顺时针旋转时，清洁头可从升起或缩回位置向下摆动，并且可沿着内部环状侧壁512直接接触密封件510，例如是利用前述的接触销直接接触密封件510。内部环状侧壁512可在沟槽518内延伸，并且可在清洁头310的沟槽318的上侧壁320下方凹入。密封件还可于一些实施方式中至少部分地凹入而跨越下侧壁322，并且下侧壁322可以弓形轮廓作为特征，以适应密封件的形状来限制这些部件之间的清洁溶液泄漏。通过利用此清洁组件，可在密封件上执行原位清洁，以减少或消除密封件上的残留物。密封件上的残留物可能是导电的并且可能会影响电镀操作。

先前所描述的系统和部件可用在许多用于原位部件清洁的方法中。图9绘示根据本技术一些实施方式的清洁电镀系统的接触密封件的示例性方法900的操作，并且示例性方法900可使用前述的任何部件，诸如清洁头310。方法900可包括先于实际密封件清洁的数个操作。举例来说，在清洁之前，可定位系统头，系统头可例如是反转，以暴露待清洁的接触密封件或其他部件。清洁组件的臂可定位于头的内部中，并且可使清洁头旋转来与接触密封件或其他部件接触。在操作910处，清洁溶液可被输送通过清洁头来与密封件接触。清洁头可被定位成与电镀系统接触密封件物理接触，并且清洁溶液可被输送通过清洁头的第一流体通道。在操作920处，密封件可旋转跨越清洁头，这可允许清洁溶液接触整个表面。在操作930处，在清洁溶液的旋转和输送期间，可从清洁头抽取清洁溶液，并使清洁溶液穿过第二流体通道，第二流体通道在电镀系统的旋转方向上从第一流体通道径向地偏移。虽然以特定的接续顺序绘示出来，但操作910和操作920可以任何顺序执行，包括同时执行。举例来说，方法900可开始于使密封件旋转，其可操作以在清洁溶液从输送通道进入清洁头至取回通道时抽取清洁溶液。藉由以旋转密封件开始此操作，可利用密封件在流体流动与排出率(evacuation rates)之间建立平衡，以有助于从输送通道至回流通道的流体输送。此外，操作920的密封件旋转可与输送溶液同时执行。

在一些实施方式中，清洁溶液可以是或可包括酸性溶液。残留物可包括位于密封件表面上的金属离子或材料，残留物可由酸洗(acid wash)移除。酸性溶液可基于电镀的金属而选择，并且酸性溶液可包括硝酸、醋酸、硫酸、或任何其他有机或无机酸，以及可包括可能有助于移除铜材料、镍材料、锡银焊料、或有助于移除可能电镀及可能致使残留物形成于密封件上的其他材料的酸混合物。其他材料包括金属有机材料和复合金属，例如是举例为在锡银槽中的银。

如上所说明的，清洁头可由疏水性材料制成，其可以限制或避免清洁溶液润湿至清洁头材料上。清洁溶液的输送、清洁溶液的移除、和密封件的旋转亦可以限制溶液与清洁头的表面接触的方式执行，以及限制溶液从清洁头滴漏或泄漏而与系统头的任何其他部件接触的方式执行。举例来说，如果允许酸性溶液与接触件相互作用时可能导致接触件受损，因此，通过小心地控制溶液的输送和移除，本技术中可使用酸性溶液，而不像可能限制于利用水的其他原位系统。通过利用本技术，清洁溶液可实质上维持于一容积内，此容积部分地由接触密封件的内表面、形成于清洁头的前部内的沟槽、和至少部分地延伸穿过沟槽的一个或多个接触销来限定，接触销在跨越清洁头的接触密封件的旋转方向上，位于清洁头的前缘和后缘附近。

在一些实施方式中，可利用水(诸如去离子水)进行水清洗，随后输送和移除清洁溶液。水可以与清洁溶液相同的方式输送。在一些实施方式中，水可以大于清洁溶液的体积流率(volumetric flow rate)输送。藉由输送相对于移除率(removal rate)的额外的水，水可进一步流入容积中，例如是与接触销328或接触销330相互作用，而可从清洁头有效率地冲洗任何残留的清洁溶液。此外，一定量的水可能从清洁头泄漏或喷射出，而可清洗系统头上的下方接触件。本技术提供原位清洁接触密封件的能力，这限制了电镀设备的停工时间，同时还限制了在暴露的工具表面上形成导电残留物，形成于暴露的工具表面上的导电残留物可能会影响基板上的电镀均匀性。因此，可通过根据本技术的系统和方法提供改善的产量和品质。

于上述的描述中，出于说明的目的，已经阐明了许多细节，以便提供对本技术的各个实施方式的理解。然而，对于本领域技术人员来说将显而易见的是，可在无需部分的细节或具有额外的细节的情况下实行特定实施方式。举例来说，可受益于所描述的润湿技术的其他基板可与本技术一起使用。

在具有披露的数种实施方式的情况下，本领域技术人员将认识到，在不脱离实施方式的精神的情况下，可使用各种修改、替代构造、和等效物。此外，一些已知的处理及元件未进行描述，以避免不必要地模糊本技术。因此，上述描述不应作为本技术的范围的限制。

将理解的是，除非上下文另有明确规定，在提供数值范围之处，在该范围的上限和下限之间的各中间值至下限单位的最小部分亦明确地披露。在陈述的范围中的任何陈述的值或未陈述的中间值，及在此陈述的范围中的任何其他陈述值或中间值之间的任何较窄的范围被包含在内。这些较小范围的上限和下限可在范围中被独立地包括或排除，并且在陈述的范围中面临任何特别排除的限制，于较小范围中包含任一个限制、两个限制皆没有、或两个限制的各范围亦包含于此技术中。在陈述的范围包括一个或两个限制的情况下，亦包括排除任一或两个所包括的这些限制的范围。在列表中提供多个值的情况下，包含或基于该些数值的任何范围被类似地具体披露。

如此处和所附权利要求中所使用的，除非内容明确地指出其他方式，否则单数形式“一(a、an)”、及“所述(the)”包括复数引用。因此，举例来说，述及“一材料(a material)”包括多个此种材料，并且述及“所述通道(the channel)”包括有关于一个或多个通道及对本领域技术人员而言已知的其等效物等。

此外，在使用于此说明书中及下方的权利要求中的字词“包括(comprise(s)、comprising、contain(s)、containing、include(s)、及including)”意在阐明所述的特征、整数、部件、或操作的存在，但它们不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、部件、操作、动作、或组。

Claims (15)

1.一种电镀设备的密封件清洁组件，包括：

臂，所述臂于第一位置和第二位置之间为可枢转的，其中所述臂绕着所述臂的中央轴为可旋转的；和

清洁头，所述清洁头包括托架部，所述托架部与所述臂的远端部耦接，所述清洁头由前部作为特征，所述前部形成为与所述电镀设备的密封件接合，其中所述清洁头沿着所述前部限定沟槽，并且其中所述清洁头限定多个流体通道，所述流体通道穿过所述清洁头，所述多个流体通道的每一个流体通道流体地通往所述沟槽的背侧。

2.如权利要求1所述的电镀设备的密封件清洁组件，其中所述清洁头的所述前部至少部分地由弓形轮廓作为特征，所述弓形轮廓配置为容纳环状密封件。

3.如权利要求1所述的电镀设备的密封件清洁组件，其中所述清洁头进一步包括接触销，所述接触销至少部分地延伸穿过所述沟槽，并配置为与所述密封件直接接触。

4.如权利要求3所述的电镀设备的密封件清洁组件，其中所述清洁头进一步包括间隙销，所述间隙销至少部分地延伸穿过所述沟槽，并配置为在所述接触销与所述密封件直接接触时限定所述间隙销与所述密封件之间的间隙。

5.如权利要求4所述的电镀设备的密封件清洁组件，其中所述多个流体通道包括：

第一通道，所述第一通道流体地通往沿着所述沟槽的第一位置；和

第二通道，所述第二通道流体地通往沿着所述沟槽的第二位置，所述第二位置在所述密封件的旋转方向上从所述第一位置径向地偏移，其中所述间隙销位于所述第一位置与所述第二位置之间。

6.如权利要求1所述的电镀设备的密封件清洁组件，其中所述清洁头包括疏水性材料。

7.一种电镀系统，包括：

系统头，所述系统头具有转子，所述系统头配置为保持基板以进行处理；

密封件，所述密封件位于所述转子上；

头升降件，所述头升降件与所述系统头耦接并配置为定位所述系统头；和

密封件清洁组件，所述密封件清洁组件包括：

臂，所述臂在第一位置和第二位置之间为可枢转的，其中所述臂的远端部与所述系统头的内部区域垂直地对齐，其中所述臂绕着所述臂的中央轴为可旋转的；和

清洁头，所述清洁头包括托架部，所述托架部与所述臂的所述远端部耦接，所述清洁头由前部作为特征，所述前部形成为与所述密封件的内表面接合，其中所述清洁头沿着所述前部限定沟槽，并且其中所述清洁头限定多个流体通道，所述流体通道穿过所述清洁头，所述多个流体通道的每一个流体通道流体地通往所述沟槽的背侧。

8.如权利要求7所述的电镀系统，其中，当所述臂位于所述第二位置时，所述臂的所述远端部配置为使所述清洁头从缩回位置旋转而与所述密封件直接接触，所述电镀系统进一步包括扭矩控制马达，所述扭矩控制马达配置为驱动所述臂，并且在所述转子使所述密封件跨越所述清洁头旋转的同时，维持所述清洁头与所述密封件之间的接触。

9.如权利要求7所述的电镀系统，其中所述密封件以环状形式作为特征，并且其中所述清洁头的所述前部至少部分地由弓形轮廓作为特征，所述弓形轮廓配置为容纳所述密封件的内部环状侧壁。

10.如权利要求7所述的电镀系统，其中所述清洁头进一步包括接触销，所述接触销至少部分地延伸穿过所述沟槽，并且配置为在清洁操作期间与所述密封件直接接触。

11.如权利要求10所述的电镀系统，其中所述清洁头进一步包括间隙销，所述间隙销至少部分地延伸穿过所述沟槽，并配置为在所述接触销与所述密封件直接接触时限定所述间隙销与所述密封件之间的间隙。

12.如权利要求11所述的电镀系统，其中所述多个流体通道包括：

第一通道，所述第一通道流体地通往沿着所述沟槽的第一位置；和

第二通道，所述第二通道流体地通往沿着所述沟槽的第二位置，所述第二位置在所述密封件的旋转方向上从所述第一位置径向地偏移。

13.如权利要求12所述的电镀系统，其中所述间隙销位于所述第一位置与所述第二位置之间，所述电镀系统进一步包括：

流体输送管，所述流体输送管沿着所述臂延伸并配置为提供流体至所述第一通道；和

流体移除管，所述流体移除管沿着所述臂延伸并配置为从所述第二通道移除所述流体，其中在操作期间通过所述流体移除管来维持真空。

14.一种清洁电镀系统接触密封件的方法，所述方法包括：

于清洁头的第一流体通道中输送酸性溶液，其中所述清洁头被定位成物理地接触所述电镀系统接触密封件；

使所述电镀系统接触密封件旋转跨越所述清洁头；和

通过第二流体通道从所述清洁头抽取所述酸性溶液，所述第二流体通道于所述电镀系统接触密封件的旋转方向上从所述第一流体通道径向地偏移。

15.如权利要求14所述的清洁电镀系统接触密封件的方法，其中所述酸性溶液实质上维持于一容积内，所述容积部分地由所述电镀系统接触密封件的内表面、形成于所述清洁头的前部内的沟槽和至少部分地延伸穿过所述沟槽的接触销所限定，所述接触销于所述电镀系统接触密封件的旋转方向上位于所述清洁头的前缘附近。

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