CN112111767A - 在一电镀处理器中于电化学电镀后减少或消除数个沉积物的方法 - Google Patents

Abstract

数种在电化学电镀期间减少半导体电化学电镀设备中或其一表面的数个不溶解沉积物的方法及设备，包括：从一电镀液移除电化学电镀设备或其一表面，其中残留电镀液系设置于电化学电镀设备或其一表面上，及其中残留电镀液系具有一第一酸碱度；接触残留电镀液于一清洗剂，以形成一清洗液，清洗剂具有一第二酸碱度，第二酸碱度类似于第一酸碱度；以及从电化学电镀设备或其一表面移除清洗液。

Description

在一电镀处理器中于电化学电镀后减少或消除数个沉积物的 方法

技术领域

本揭露的数个实施例一般系有关于数种藉由接触有需求的数个表面于一清洗剂，在一电镀处理器中电化学电镀后减少或消除数个沉积物的方法。此清洗剂系具有一预定酸碱度(pH)，适用于维持在一清洗液中的溶质溶解度。

背景技术

微电装置一般系形成于半导体晶片或其他形式的基板或工件上。在典型的工艺中，一或多个薄金属层系形成于晶片上，以制造出微电子装置及/或以提供导电于数个装置之间。

金属层一般系经由在电镀处理器中的电化学电镀来提供至晶片。典型的电镀处理器包括容器、一或多个阳极、及头。容器用以承载电解质或电镀液。此一或多个阳极系于容器中接触电镀液。头具有接触环，接触环具有接触晶片的多个电性接触指。工件的导电表面系浸置于例如是液体电解质槽(bath)的电镀液中，及电接触系致使电镀液中的金属离子电镀至晶片上而形成金属层或膜。到晶片的导电表面的电性连接可形成于晶边排除区中，晶边排除区一般系以少于3mm的宽度围绕晶片的周长。一般来说，数个电镀处理器系和其他形式的处理器一起设置于壳体中，以形成电镀系统。

发明人已经观察到，具有例如是去离子水的多个电镀液及清洗化学特性的电镀操作系有问题地导致例如是有机金属、金属、及类似者的污染物形成在清洗溶液或清洗液中，而电镀或形成垢(scale)于装置结构上及表面上，例如是密封件上。密封件系装配以保持电镀液离开电性接触件。密封件上的电镀系有问题地导致密封件和接触件之间形成导电路径，而在所需的基板电镀上产生接触件的电镀，以及密封件及接触件的失效。

发明人更已经观察到，接触环上的密封件及/或电性接触件上的电镀系需要频繁维护而进行清洗及/或退镀(deplating)。对维护接触件及密封件的持续的需求系有问题地减少电镀处理器的产量或使用效率，因为电镀处理器系在清洗程序中为闲置状态。

因此，发明人已经提供于电镀处理器中在电化学电镀之后减少或消除沉积物的改善的实施例。

发明内容

数种用以减少或消除在电化学电镀设备中的数个表面上的数个导电沉积物的形成的方法及设备系于此处提出。于一些实施例中，一种在电化学电镀期间减少一半导体电化学电镀设备中或其一表面的数个不溶解沉积物的形成的方法，包括：从一电镀液移除所述半导体电化学电镀设备或其一表面，其中残留电镀液系设置于所述半导体电化学电镀设备或其一表面上，及其中残留电镀液系具有一第一酸碱度(pH)；接触残留电镀液于一清洗剂，以形成一清洗液，清洗剂具有一第二酸碱度，第二酸碱度类似于第一酸碱度；以及从所述半导体电化学电镀设备或其一表面移除清洗液。

于一些实施例中，一种减少或消除于一电化学电镀设备中的数个表面上的数个导电沉积物的形成的方法，包括接触一酸性清洗剂于包括电解质的一或多个表面，以形成一酸性清洗液；及使酸性清洗液流动离开此一或多个表面。

于另一实施例中，一种非暂态电脑可读取媒体，具有数个指令储存于其上。此些指令系于执行时致使方法的执行来减少或消除一电化学电镀设备中的数个表面上的导电沉积物的形成。此方法包括从一电镀液移除电化学电镀设备或其一表面，其中残留电镀液系设置于电化学电镀设备或其一表面之上，及其中残留电镀液具有一第一pH；接触残留电镀液于一清洗剂，以形成一清洗液，清洗剂具有一第二pH，第二pH类似于第一pH；以及从电化学电镀设备或其一表面移除清洗液。

本揭露的其他及进一步的实施例系说明于下方。为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式详细说明如下：

附图说明

简要摘录于上方及于下方更详细说明的本揭露的数个实施例可藉由参照绘示于所附的图式中的本揭露的示意实施例来理解。然而，针对本揭露可承认其他等效实施例而言，所附的图式系仅绘示出本揭露的典型实施例及因而并非视为范畴的限制。

图1绘示根据本揭露一些实施例的电镀处理器的剖面图。

图2绘示图1中所示的接触环的透视图。

图3绘示图2的接触环的一部分的透视图。

图4绘示处理晶片的图1的处理器的剖面图。

图5绘示根据本揭露的方法的处理流程的示意图。

图6绘示根据本揭露的方法的处理流程的示意图。

图7绘示用以执行形成此处所述的特征的工艺的设备的示意图

为了有助于了解，相同的参考编号系在可行时使用，以表示通用于图式的相同的元件。图式未依照比例绘示及可能简化来达到清楚呈现的目的。一实施例的元件或特征可有利地合并于其他实施例中，而无需进一步引述。

具体实施方式

此处系提出数种方法及设备，用以减少或消除于电化学电镀设备中的数个表面上的沉积物的形成，沉积物例如是不溶解的导电沉积物。在数个实施例中，本揭露系提供数个方法，用以减少或甚至避免不溶解的材料、沉积物、或垢形成在使用于电化学电镀沉积中的设备上。根据本揭露的数个方法，形成沉积物的材料可藉由具有预定酸碱度(pH)的清洗剂的动作来维持于溶液中，此预定酸碱度系适用于避免沉淀物的形成。沉淀物的形成系能够形成不溶解的沉积物或垢。根据本揭露，当形成沉积物的材料系维持为例如是清洗液的溶液中的溶质或可溶解的材料时，形成沉积物的材料可接着藉由本技术领域中具有通常知识者所知的标准方法或传统手段来轻易地从设备或处理系统移除。

在一些实施例中，本揭露的方法包括在电化学电镀期间减少不溶解沉积物的形成。在电化学电镀期间，电镀液系产生酸性残留物，酸性残留物与电镀液中的可溶解金属相互作用来产生有机金属沉淀物及金属沉淀物。沉淀物包括不溶解固体及/或前驱物，不溶解固体及/或前驱物系沉积成垢于处理设备上及有问题地经由密封件来形成导电路径，而致使制造中断。密封件系装配以抑制电镀液的扩散。在一方面中，固体沉积物系由电镀液中的数种金属及有机前驱物形成。可包括于电镀液中的非限定金属包括铜、锡、金、镍、银、钯、铂和铑，以及合金。合金例如是贵金属合金、锡铜、锡银、锡银铜、锡铋、高导磁合金(permalloy)和其他镍合金、铅锡合金及其他无铅合金。

于一些实施例中，一种减少或消除于电化学电镀设备中的表面上的导电沉积物的形成的方法，此方法包括接触酸性清洗剂于包括电解质之一或多个表面，以形成酸性清洗液；及使酸性清洗液流动离开此一或多个表面。发明人已经观察到，避免沉积物或电镀系有利地维持包括接触件或密封件的电镀设备的寿命，而同时消除计画的停工时间来进行清洗。举例来说，发明人已经观察到，用以在接触环上的密封件及/或电性接触件上的清洗及/或退镀的维护可藉由提供清洗剂来避免。此清洗剂具有预定酸碱度，此预定酸碱度等同于或大约为电解质或电镀液的酸碱度。藉由避免或减少维护接触件及密封件的需求，电镀处理器的产量或使用效率系增加，因为电镀处理器系不需要在清洗程序期间闲置。发明人已经发现，藉由提供具有类似于电镀液或电解质的酸碱度的酸碱度的清洗剂，促使电化学电镀设备中的表面上的电镀的污染物或有问题的种类(species)的沉淀系避免或减少，因为污染物或有问题的种类系基于清洗而从电化学电镀设备的表面流动离开。

于数个实施例中，在半导体装置中的例如是互连件的金属特征可形成于电化学沉积(electrochemical deposition，ECD)系统中。ECD系统的非限定例子包括设计以电化学沉积金属的设备，例如是取自应用材料公司(Applied Materials Inc.)的商标为NOKOTA^TMECD、

ECD的设备、或说明于转让至蒙大拿州的卡利斯佩尔(Kalispell)的Semitool Inc.的Woodruff等人的美国专利第7，198,694号的标题为「具有用以处理微特征工件的可交换湿处理元件的集合式设备及自动校准系统(Integratedtool with interchangeable Wet Processing Components for ProcessingMicrofeature Workpieces and Automated Calibration Systems)」中的设备。

于一些非限定例子中，金属沉积可在电镀期间支撑基板的电镀处理器中发生。电镀处理器可为ECD系统的一部分，例如是可取自加州的圣塔克拉拉(Santa Clara)的应用材料公司，或电镀处理器可为说明于美国专利第10,113,245号的Wilson的标题为「具有径向位移的接触指的电镀接触环(Electroplating Contact Ring with Radially OffsetContact Fingers)」中且转让至应用材料公司的处理器。其他处理腔室可亦适用而从本揭露受益，此处的其他处理腔室包括可从其他制造商取得的处理腔室。

现在参照图1，电镀处理器20的非限定例子系绘示出来。电镀处理器20包括头22及转子24。于数个实施例中，头22中的马达28系绕着一轴在预定方向中旋转转子24，例如是以图1中的箭头R表示。于数个实施例中，接触环30例如是位在转子24上或可贴附于转子24的环状接触环，接触环30系电性接触于晶片100。晶片100系支承于转子24中或支承于转子24上。于一些实施例中，转子24可包括背板26，及环致动器34。环致动器34用以于晶片装载/卸载位置及处理位置之间垂直地移动(图1中的方向T中)接触环30。于数个实施例中，头22可包括波纹管32，以在密封内部头元件而避免处理液体及蒸气时，允许接触环30的垂直或轴向移动。

于一些实施例中，头22系卡合于框架36上。框架36中的容器或碗状物38系支承电镀液，例如是液体电解质槽。槽供应系包括将沉积于工件的表面上的金属离子源。将电镀于工件或晶片100上的金属或数个金属系存在于电镀液中来作为将沉积于工件上的金属离子的种类。工件或晶片100例如是根据此处所述的方法的基板。于数个实施例中，金属离子系在较佳地沉积金属离子在相对于周围场表面的凹入特征中的处理条件下沉积。于一些实施例中，头22系可移动，以定位支承于转子24中的晶片100来接触电镀液，例如是碗状物38中的液体电解值槽。

于数个实施例中，一或多个电极系位于碗状物中。举例来说，碗状物可包括中心电极40及单一外电极42，单一外电极42系围绕中心电极40且与中心电极40同心。于数个实施例中，中心电极40及单一外电极42可设置于介电材料场塑形单元44中，以于电镀处理器20中设立所需的电场及电流路径。可使用数种数量、形式及配置的电极。电极系电性接触于电镀液。电源供应器系提供电镀电力于工件的表面及电极之间，而促使电镀金属离子电镀于表面上。控制器系控制电镀电力的提供，使得金属离子系沉积于工件表面上。

现在参照图2，接触环30系绘示而与转子24分离且倒置。因此，当接触环30系装设于转子24中时，于接触环30上共同以82标注的接触指系位在接触环30的底部端或接近接触环30的底部端。于接触环30上共同以82标注的接触指系在图2中绘示成位在接触环30的顶部或接触环30的顶部附近。固定凸缘64可设置于接触环上，用以利用紧固件贴附接触环30于转子24。于数个实施例中，为了简易制造，在直条68贴附于底环50(图3)及/或外遮蔽环52的情况下，接触指82可设置于冲压金属的直条68上。接触指82可为平面且为矩形，及可彼此等距分隔。在使用360个或720个接触指的典型设计下，接触环30可具有300个至1000个接触指。

现在参照图3，接触环30的透视图系以接触环为图1中所绘示的装设直立定向绘示出来。如图3中所示，接触环30具有底环50，底环50位于内衬56及外遮蔽环52之间。于数个实施例中，在有使用遮蔽物54的情况下，遮蔽物54系覆盖接触指82的整个长度或部分长度。接触指82系经由线及/或底环50，及经由接触环30上或头上的连接器电性连接于处理器电性系统。底环50例如是导电底部环。于数个实施例中，接触指可设置于直条或其他装配上，例如是上述的美国专利第10，113,245号中所绘示的其他装配。

现在参照图4，晶片100的剖面侧视图系绘示出来。晶片100例如是重新建构晶片(reconstituted wafer)，具有独立的晶片或晶粒102。晶片或晶粒102系嵌入位在玻璃、塑胶、陶瓷或例如是硅基板的基板106上的模塑料或环氧树脂层104中。于数个实施例中，光阻层108系设置于晶边排除区112之外的晶种层110之上及覆盖晶种层110，晶种层110例如是金属晶种层。于数个实施例中，晶种层110系提供于模塑料或环氧树脂层104的边缘处的侧壁或斜面上及基板106的边缘上，而形成一般绘示于114的晶种层的阶。

仍旧参照图4，接触指82系绘示成在晶边排除区112接触晶种层110。接触指82系位于模塑料或环氧树脂层104的上方及光阻层108的径向外侧。于数个实施例中，接触环30包括密封件46，例如是环状密封件，覆盖接触指及装配以避免例如是来自电解质槽的电镀液接触接触指82。密封件46具有环状密封表面或边缘48。边缘48适用于密封晶片100，或者，于数个实施例中，如图4中所示，边缘48系紧靠晶片100上的光阻层108，及所有的接触指系位于环状密封表面的径向外侧。于数个实施例中，本揭露的方法系避免不溶解沉积物形成于密封件46上及例如是边缘48的其表面以及其他表面。此些其他表面系接触例如是来自电解质槽的电镀液及根据本揭露的清洗剂两者。于数个实施例中，本揭露的方法系避免不溶解沉积物形成于密封件46及例如是边缘48的其表面上，及维持密封件的寿命，使得来自电解质槽的电镀液在密封件46的整个寿命期间不接触接触指82。

仍旧参照图4，(在阶114的顶部上的)晶边排除区112的宽度系受到光阻层108及模塑料或环氧树脂层104的定位及集中性(concentricity)影响，及可能随着晶片100或重新建构晶片的形式改变。一般来说，晶边排除区的宽度系达3.0mm。基板106上的模塑料或环氧树脂层104的径向外侧的晶种层延伸118系为在图4中以虚线绘示的可能通道区(contingent landing area)，因为晶种层110可能在阶114上没有维持连续性。在电加工期间，具有导电的晶边排除区的晶片可置于具有接触环的电加工机中，接触环具有数个接触指。晶片的前侧可移动而卡合于一或多个接触指，接触指接触在晶边排除区中的晶片的前侧，及晶片的前侧可放置以接触电镀液或电解质。电流可通过电镀液、晶边排除区及一或多个接触指传导。电解质中的金属离子系沉积到导电的晶边排除区域上及电性连接于导电的晶边排除区域的其他区域上，而形成金属层于晶片上。

于数个实施例中，在金属沉积之后，电化学电镀设备或例如是晶片100中所示处之其一或多个表面系从电镀液移除，及藉由接触具有类似于电镀液的pH的pH的清洗剂来进行清洗。藉由使用具有预选的pH的清洗剂，本揭露的数个实施例系维持在清洗液或混合物中的溶液中的污染物。混合物包括清洗剂及设置于电化学电镀设备或其表面上的任何残留电镀液。于一些实施例中，残留电镀液的pH可根据已知的技术测量，例如是在摄氏20度的溶液中使用酸碱度计(pH meter)以取得第一pH值，及清洗剂的pH可为预定或进行测量以取得第二pH值。第二pH值可相同于第一pH值或不同于第一pH值。于数个实施例中，酸碱度计系如此技术领域中所已知的方式进行校准。于数个实施例中，残留电镀液的pH或清洗剂的pH可为2及4.5之间的值。于数个实施例中，残留电镀液的pH及清洗剂的pH可类似，例如是举例为在正或负的2、1、0.5、或0.2至2.0的pH值中。于一些实施例中，残留电镀液的pH可约为3，及清洗剂的pH可约为5。在一些实施例中，残留电镀液的pH可约为3.5，及清洗剂的pH可约为3.5至4.5。在一些实施例中，残留电镀液的pH可约为4，及清洗剂的pH可约为4。在一些实施例中，残留电镀液的pH可少于1，及清洗剂的pH可针对抑制电镀的目的而约为2。

于一些实施例中，清洗剂具有预选的pH。举例来说，清洗剂的pH可等同于或类似于电镀液的pH。预选的pH可包括预选清洗剂的形式。在数个实施例中，清洗剂系为无机酸(mineral acid)，例如是从无机化合物所取得的酸。适合的无机酸的非限定例子包括溴化氢(BrH)、碘化氢(HI)、盐酸(HCl)、硝酸(HNO₃)、亚硝酸(HNO₂)、磷酸(H₃PO₄)、硫酸(H₂SO₄)、硼酸(H₃BO₃)、氢氟酸(HF)、氢溴酸(HBr)、过氯酸(HClO₄)，氢碘酸(HI)、及其组合。于数个实施例中，有机酸例如是烷基磺酸(alkylsulfonic acids)，举例来说，甲基磺酸(methanesulfonic acid，MSA)系为根据本揭露的适合的清洗剂。于数个实施例中，有机酸系提供此处所述的pH控制，且亦作为螯合剂而足以与溶剂中的未螯合时可能促使电镀膜形成的种类接合。于一些实施例中，MSA可包括1M MSA，及可以50：1的比例稀释于水中。于一些实施例中，此处所使用的适合的MSA包括具有在0.02M至1M的范围中的莫耳浓度及2至4.5的范围中的pH的MSA。在数个实施例中，举例为在电镀液包括约为3的pH的锡银电镀槽的例子中，在数千次电镀周期之后，举例为在大于2500次的电镀周期之后，具有约3.5的pH的0.4M溶液的MSA系足以避免电镀。

于数个实施例中，清洗剂系包括MSA或由MSA所组成。举例来说，MSA(pH约为2及约20g/L的MSA在水中的浓度)可足量提供，以避免前驱物层及/或接续的电镀的形成。在一实施例中，MSA系为根据本揭露所使用的适合的清洗剂，其中MSA具有至少3.6g/L的浓度及其溶液具有约为3的pH。于数个实施例中，例如是MSA的清洗剂系接触所需的表面10秒或更多时间，或接触持续的时间而足以从将清洗的表面移走大部分的电镀化学物。

于一些实施例中，清洗剂系为包括碳酸(H₂CO₃)的酸性溶液。于数个实施例中，碳酸系应用成清洗剂，其中清洗剂的pH系类似于或略高于电镀液或电解质的pH。于数个实施例中，碳酸清洗剂系藉由在压力下溶解二氧化碳于水中来形成，以达成约为3及4之间的pH。在数个实施例中，二氧化碳可亦直接注入水中以形成碳酸，或可于渗透膜的一侧上加压，而水在膜的另一侧上。此些系统系可购买取得，及时常称为气体接触器(gas contactors)。气体扩散通过阻挡层及溶解于水中，藉此形成碳酸。在数个实施例中，碳酸系足量提供及在适用于避免电镀前驱物及接续的电镀的形成的条件下提供。在数个实施例中，举例为在电镀液包括约为3的pH的锡银电镀槽的例子中，所生成的约3到4的pH的碳酸的浓度系在使用于清洗锡银电镀槽时足以避免电镀。当在数千次电镀周期之后，举例为大于3000次的电镀周期之后，所生成的约3到4的pH的碳酸的浓度系在使用于清洗锡银电镀槽时足以避免电镀。

于数个实施例中，清洗剂系为电解水，例如是具有4.5到2.7的pH的阴极水(cathode water)。藉由使用减少的pH的阴极水来清洗已经暴露于电镀液及化学物的表面，电镀液及/或电镀槽的组成系维持在溶液中且不沉积于表面上来产生电镀前驱物膜及最终的电镀。于一些实施例中，例如是碱性电镀液或槽之处，阳极水(anode water)可以类似的方式使用。在此些实施例中，清洗剂及电镀液可在举例为8-10的范围中具有类似的pH。

于一些实施例中，可包括pH调整剂，以取得清洗剂的预选的pH。举例来说，pH调整剂可加入本揭露的清洗剂。于数个实施例中，pH调整剂可以任何所需量提供，以在清洗剂的最终成份中取得所需的pH值。酸性pH调整剂可为有机酸及无机酸。有机酸包括胺基酸。酸性pH调整剂的非限定例子包括乙酸(acetic acid)、柠檬酸(citric acid)、反丁烯二酸(fumaric acid)、麸胺酸(glutamic acid)、乙醇酸(glycolic acid)、盐酸(hydrochloricacid)、乳酸(lactic acid)、硝酸(nitric acid)、磷酸(phosphoric acid)、亚硫酸氢钠(sodium bisulfate)、硫酸(sulfuric acid)、及类似者。于数个实施例中，全部有机酸系作为pH调整剂。碱性pH调整剂的非限定例子包括碱金属氢氧化物，例如是氢氧化钠(sodiumhydroxide)和氢氧化钾(potassium hydroxide)；氢氧化铵(ammonium hydroxide)；有机碱(organic bases))；及无机酸的碱金属盐(alkali metal salts)，例如硼酸钠(sodiumborate(borax))、磷酸钠(sodium phosphate)、焦磷酸钠(sodium pyrophosphate)、及类似者，以及其混合物。

现在参照图5，本揭露的方法包括在电化学电镀期间减少半导体电化学电镀设备中或其表面的不溶解沉积物的形成的方法500。于数个实施例中，如方块502中所示，方法包括从电镀液移除电化学电镀设备或其表面，其中残留电镀液系设置于电化学电镀设备或其表面之上。于数个实施例中，残留电镀液具有第一pH。于数个实施例中，半导体电化学电镀设备包括从电镀液移除的如图4中所示的晶片100、密封件46及边缘48，其中残留电镀液系设置于密封件46及边缘48之上。于数个实施例中，如方块504中所示，方法包括接触残留电镀液于清洗剂，以形成清洗液。清洗剂具有第二pH，第二pH类似于第一pH。举例来说，从电镀液移除后的图4中所示的密封件46及边缘48系包括残留电镀液设置于其上，残留电镀液可接触清洗剂，以形成清洗液。清洗剂具有第二pH，第二pH类似于第一pH。于数个实施例中，如方块506中所示，方法包括从电化学电镀设备或其表面移除清洗液。于数个实施例中，第一pH系实质上类似于第二pH。于数个实施例中，第一pH系等同于第二pH。于数个实施例中，第一pH系为2至5，及第二pH系为2至5。于数个实施例中，第一pH系为3至4.5，及第二pH系为3至4.5。于数个实施例中，第一pH系为8至10，及第二pH系为8至10。于数个实施例中，清洗剂系为无机酸。于数个实施例中，清洗剂系为碳酸。于数个实施例中，在足以避免有机金属前驱物或金属前驱物自清洗液沉淀的条件下，应用清洗剂。于一些实施例中，在维持残留电镀液的pH的条件下，应用清洗剂。于一些实施例中，接触清洗剂于残留电镀液系致使半导体电化学电镀设备中或其表面的不溶解沉积物的形成减少。于一些实施例中，表面系设置于密封件上，例如是密封件46。

现在参照图6，本揭露的方法包括减少或消除于电化学电镀设备中的表面上的导电沉积物的形成的方法600，包括在方块602接触酸性清洗剂于包括电解质之一或多个表面，以形成酸性清洗液；及于方块604使酸性清洗液流动离开此一或多个表面。于数个实施例中，电解质具有一第一pH，实质上类似于酸性清洗剂。于数个实施例中，电解质具有一第一pH，等同于酸性清洗剂。于数个实施例，电解质具有2至5的pH，及酸性清洗剂具有2至5的pH。于数个实施例中，电解质具有3至4.5的pH，及酸性清洗剂具有3至4.5的pH。于一些实施例中，酸性清洗剂系为无机酸。于一些实施例中，酸性清洗剂系为碳酸(carbonic acid)。于一些实施例中，在足以避免有机金属前驱物或金属前驱物自酸性清洗液沉淀的条件下，应用酸性清洗剂。于一些实施例中，在维持电解质的pH的条件下，应用酸性清洗剂。于一些实施例中，接触酸性清洗剂于电解质系致使半导体电化学电镀设备中或其表面的不溶解沉积物的形成减少。于数个实施例中，表面系设置于密封件上。

现在参照图7，及整合的设备可提供以执行包含在形成微特征于晶片上的数个工艺步骤中。下述系说明可在处理设备平台中实施的处理站的一种可能组合，此处理设备平台系以加州的圣塔克拉拉的应用材料公司的

的商标贩卖。其他处理设备平台可以类似或不同的方式装配，以执行金属化步骤，例如是执行下述的步骤。参照图7，范例的整合处理设备例如是设备720，包括执行预湿工艺722、例如是铜沉积工艺724的选择的金属、凸块下金属(under bump metallization)工艺726、清洗工艺728、合金沉积工艺730、及旋转-清洗-干燥(spin-rinse-dry)工艺732的数个站。用以执行此些工艺顺序的腔室可配置成数种装配。微电工件系透过机械手(未绘示)的使用而于此些腔室之间持传送。用于设备720的机械手系设计以沿着线性轨道移动。或者，机械手可中央地固定及设计以旋转而进出设备720的输入部736及输出部738。例如是设备720的处理设备系能够程式化，以实现使用者输入的处理参数及条件。

用于清洗工艺728的清洗腔室或站及用于旋转-清洗-干燥工艺732的旋转-清洗-干燥腔室或站可包括此处所述的清洗剂，及可为从许多制造商所取得的形式来执行此些处理步骤。此些腔室的例子包括喷涂处理模块(spray processing modules)及浸润处理模块(immersion processing modules)，可与

ECD系统一起使用。藉由许多电镀及无电(electroless)沉积腔室，例如是用于

ECD系统的浸润处理模块及电镀处理反应器的腔室，可提供例如是用于选择的铜沉积工艺724的铜沉积腔室的选择金属、用于凸块下金属工艺726的凸块下金属腔室及用于合金沉积工艺730的金属合金沉积腔室。

于一些实施例中，本揭露系有关于一种非暂态电脑可读取媒体，具有数个指令储存于其上。此些指令系于执行时致使方法的执行来减少或消除电化学电镀设备中的表面上的导电沉积物的形成。此方法包括从电镀液移除电化学电镀设备或其表面，其中残留电镀液系设置于电化学电镀设备或其表面之上，及其中残留电镀液具有第一pH；接触残留电镀液于清洗剂，以形成清洗液，清洗剂具有第二pH，第二pH类似于第一pH；以及从电化学电镀设备或其表面移除清洗液。

于一些实施例中，本揭露系有关于一种非暂态电脑可读取媒体，具有数个指令储存于其上。此些指令系于执行时致使方法的执行来减少或消除于电化学电镀设备中的表面上的导电沉积物的形成。此方法包括接触酸性清洗剂于一或多个表面，此一或多个表面系包括电解质，以形成酸性清洗液；使酸性清洗液流动离开此一或多个表面。

于一些实施例中，本揭露系有关于一工艺，以避免金属电镀于电化学电镀系统的密封件表面上。电化学电镀系统系使用于制造半导体装置。此工艺包括提供酸性清洗剂，以从暴露于电镀槽的表面移除大部分的电镀化学物。于一些实施例中，清洗剂系为一或多种无机酸、有机酸及碳酸，无机酸包括硫酸、硝酸及盐酸。于一些实施例中，本揭露包括清洗剂的使用，例如是在使用时点或使用时点附近制造的酸，举例来说，藉由混合二氧化碳与水，或注入二氧化碳到处理流(process stream)中来与水或其他清洗剂混合。于数个实施例中，例如是氯化氢气的气体可使用来作为清洗剂。于数个实施例中，本揭露包括使用电解水(阴极水)，具有减少的pH来达成避免来自酸性电镀槽的沉积物的所需目的。于一些实施例中，在碱性电镀槽的情况中，具有提高的pH的阳极水可使用来达到相同的目的。

于一些实施例中，本揭露系有关于在电化学电镀期间减少半导体电化学电镀设备中或其表面的不溶解沉积物的形成。于数个实施例中，方法包括：从电镀液移除电化学电镀设备或其表面，其中藉由接触残留电镀液于水性清洗剂，移除设置于电化学电镀设备之上的残留电镀液。水性清洗剂已经藉由添加化学添加剂来调整。化学添加剂系选择以避免有机物、有机金属及金属化合物的沉积于电化学电镀设备的表面上。化学添加剂的非限定例子包括pH调整剂、一或多个有机酸、一或多个无机酸、及其组合。

于一些实施例中，本揭露系有关于移除设置于电化学电镀设备之上的残留电镀液的方法，其中残留电镀液具有第一pH，藉由接触残留电镀液于具有第二pH的清洗剂，以形成清洗液，第二pH类似于第一pH；及从电化学电镀设备或其表面移除清洗液。于一些实施例中，第一pH系实质上类似于第二pH。于一些实施例中，第一pH系等同于第二pH。于一些实施例中，第一pH系为2至5，及第二pH系为2至5。于一些实施例中，清洗剂系为无机酸。于数个实施例中，清洗剂系为碳酸。于数个实施例中，在足以避免有机金属前驱物或金属前驱物自清洗液沉淀的条件下，应用清洗剂。于一些实施例中，接续于根据本揭露的清洗剂的应用，水可在额外的清洗工艺中提供。水例如是去离子(DI)水。

于一些实施例中，根据本揭露的清洗剂的使用可伴随音波、超音波、或机械能，以改善或增强其所需的表面清洗。

综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (20)

1.一种在电化学电镀期间减少一半导体电化学电镀设备中或其一表面的多个不溶解沉积物的形成的方法，所述方法包括：

从一电镀液移除所述半导体电化学电镀设备或其一表面，其中残留电镀液系设置于所述半导体电化学电镀设备或其一表面上，及其中所述残留电镀液系具有一第一酸碱度(pH)；

接触所述残留电镀液于一清洗剂，以形成一清洗液，所述清洗剂具有一第二酸碱度，所述第二酸碱度类似于所述第一酸碱度；以及

从所述半导体电化学电镀设备或其一表面移除所述清洗液。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一酸碱度系实质上类似于所述第二酸碱度。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一酸碱度系等同于所述第二酸碱度。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一酸碱度系为2至5，及所述第二酸碱度系为2至5。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述清洗剂系为一无机酸(mineral acid)。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述第一酸碱度系为8至10，及所述第二酸碱度系为8至10。

7.如权利要求1所述的方法，其中在足以避免多个有机金属或金属前驱物自所述清洗液沉淀的多个条件下，应用所述清洗剂。

8.如权利要求1所述的方法，其中在维持所述残留电镀液的所述第一酸碱度的多个条件下，应用所述清洗剂。

9.如权利要求1所述的方法，其中接触所述清洗剂于所述残留电镀液系致使所述半导体电化学电镀设备中或其一表面的所述不溶解沉积物的形成减少。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述表面系设置于一密封件上。

11.一种减少或消除于一电化学电镀设备中的多个表面上的多个导电沉积物的形成的方法，包括接触一酸性清洗剂于包括电解质之一或多个表面，以形成一酸性清洗液；及使所述酸性清洗液流动离开所述一或多个表面。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述电解质具有一第一酸碱度(pH)，实质上类似于所述酸性清洗剂。

13.如权利要求11所述的方法，其中所述电解质具有一第一酸碱度，等同于所述酸性清洗剂。

14.如权利要求11所述的方法，其中所述电解质具有2至5的一酸碱度，及所述酸性清洗剂具有2至5的一酸碱度。

15.如权利要求11所述的方法，其中所述酸性清洗剂系为一无机酸(mineral acid)。

16.如权利要求11所述的方法，其中所述酸性清洗剂系为碳酸(carbonic acid)。

17.如权利要求11所述的方法，其中在足以避免多个有机金属或金属前驱物自所述酸性清洗液沉淀的多个条件下，应用所述酸性清洗剂。

18.如权利要求11所述的方法，其中在维持所述电解质的酸碱度的多个条件下，应用所述酸性清洗剂。

19.如权利要求11所述的方法，其中接触所述酸性清洗剂于所述电解质系致使电化学电镀设备中的所述表面的所述导电沉积物的形成减少。

20.如权利要求19所述的方法，其中所述表面系设置于一密封件上。

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