CN1623012A - 一旦进入金属沉积用来倾斜基片的方法和相关设备 - Google Patents

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Abstract

说明了一种电镀系统。该电镀系统实现一种把基片上形成的种层浸入到电解液中的方法。在一个方面，通过进入电解液时倾斜基片把基片浸入该电镀系统中从而限制电解液中在基片和基片支持器之间捕获或形成气泡。在另一个方面，提供一种用于电镀的设备，其包括一个槽、一个基片支持器和一个致动器。该致动器可在x和z方向上移动该基片支持器并且还可倾斜基片。在又一个方面，提供一种用于驱动电解液在基片表面上形成的弯液面的方法。该方法包括在把基片浸入电解液时加强电解液弯液面和该表面间的交互作用。

Description

一旦进入金属沉积用 来倾斜基片的方法和相关设备
相关申请的交叉引用
本公开要求于2000年7月7日申请、标题为“一旦进入用于倾斜基片的方法和设备”的美国临时60/216,896号专利申请的优先权，该申请收录为本文的参考文献。
本公开是于1999年4月8日申请、标题为“电化学沉积系统”的在先美国09/289,074号临时专利申请的部分继续申请，该申请全文收录为本文的参考文献。
技术领域
本发明一般地涉及在基片上沉积金属层。更具体地，本发明涉及一种供电化学电镀(ECP)系统使用的把金属膜沉积在基片上的基片支持器系统。
背景技术
电镀技术用于电路板的生产线并且用于设置特征部位，例如半导体部件中的通路、沟道和电接点元件。包含电镀的典型特征部位设置工序包括通过例如物理汽化沉积(PVD)或化学沉积(CVD)工艺在特征部位表面上沉积保护层，接着通过诸如PVD或CVD工艺在该保护层上沉积例如铜的导电金属种层(seed layer)，然后在该种层上电镀导电金属膜以提供该特征部位和在该区域上形成覆盖层从而产生所希望的导电结构。接着通过例如化学机械抛光(CPM)工艺使沉积的金属膜平化来定义导电互连性能。在电镀过程期间一条电接触环通常定位成和基片上的种层接触以对该种层提供电能。
一些障碍削弱具有微米级、高纵横比特征的基片上的可靠电镀。这些障碍中之一和由基片保持器组件保持的在水平姿态下浸到电解溶液中的基片有关。该基片保护器组件典型地包括一个围绕着基片的周边延伸的电接触环或支承环。该电接触环或支承环典型地在电镀处理期间物理上支持基片。该基片支持器组件的一部分，例如电接触环或支承环，和基片一起定义一个面向下的凹表面。当基片支持器组件和基片一起浸入电解溶液中时，由基片以及基片支持器组件定义的凹表面能捕捉空气从而在电解溶液中形成气阱。
由基片支持器组件和基片定义的的凹表面捕捉到的电解溶液中的气泡或气桥可能在电镀期间和基片的表面接触。电解液物理上不和基片上的种层中的与气泡或气桥接触的那些部分接触。从而，不能在种层中的这些覆盖着气泡或气桥的部分上沉积金属膜。因此，金属膜沉积期间在种层附近存在气泡或气桥可能影响种层上所沉积的金属膜的厚度的均匀性。要限制处理期间和种层接触的气泡或气桥的数量并且在电镀期间在基片的种层上提供均匀的电流强度。
在沉积金属膜期间于特征部位内存在气泡也会限制在基片上设置这些特征部位，并且从而导致在所沉积的金属膜内形成的特征部位中产生空穴或空间。这些特征部位中存在空穴导致含有这些部位的电路中的不可靠、不可断定和不可用的电子部件。
因而，需要一种在把基片浸入电解液期间限制在基片和/或基片支持器组件之间形成气泡的电镀(ECP)系统。
发明内容
本发明一般地提供一种ECP系统。更具体地，通过该电镀系统实现一种其中把基片上形成的种层浸入到电解液中的方法。在一个方面中，当基片进入电解液时通过倾斜基片把该基片浸入到该电镀系统中以便限制电解液中在基片和基片支持器组件之间捕获或者形成气泡。在另一个方面，提供一种用于电镀的设备，其包括一个槽和一个基片支持器系统。该基片支持器系统可以在x和z方向上移动该基片支持器组件并且还可以倾斜该基片。在又一个方面，提供一种驱动电解液在基片表面上形成的弯液面的方法。该方法包括，当把基片浸入到电解溶液中时加强电解液弯液面和该表面之间的交互作用。
附图说明
通过参照在各附图中示出的本发明的各实施例对上面概括总结的本发明的更加具体说明，可以详细理解得到本发明的上述特点、优点和目的的方式。
图1是一个简化的典型喷注涂镀(fountain plater)装置的剖面图；
图2是电镀(ECP)系统的一实施例的透视图；
图3是图2的ECP系统的顶视图；
图4是旋转-冲洗-干燥(SRD)模块的一实施例的示意透视图，其中包含冲洗和溶解液体注入口；
图5是图4的旋转-冲洗-干燥(SRD)模块的侧剖面图并且示出一个位于处理位置上的基片；
图6是一个具有一个基片支持器系统的电镀处理槽的剖面图；
图7是电接触元件的一实施例的部分剖视图；
图8是该电接触元件的剖面图，示出接触垫的替代实施例；
图9是该电接触元件的剖视图，示出接触垫和绝缘衬垫的替代实施例；
图10是该电接触元件的剖视图，示出绝缘衬垫；
图11是一个电路的简化示意图，表示通过每个接触销的ECP系统；
图12是基片支持器组件的一实施例的剖面图；
图12A是图12的气囊区的放大剖面图；
图13是基片支持器板的部分剖面图；
图14是进气管的部分剖面图；
图15是气囊的部分剖面图；
图16是电解液系统的一实施例的示意图；
图17是快速热退火(RTA)室的剖面图；
图18是电接触元件的替代实施例的透视图；
图19是基片支持器组件的替代实施例的部分剖面图；
图20是封装阳极的一实施例的剖面图；
图21是封装阳极的另一实施例的剖面图；
图22是封装阳极的又一实施例的剖面图；
图23是封装阳极的再一实施例的剖面图；
图24是其中包括一个翻转机械手的主机架传送机械手的顶视图；
图25是具有一个可转动头部组件的基片支持器系统的替代实施例；
图26a和26b是脱气器组件的实施例的剖面图；
图27是图25中所示的可转动头部组件的一实施例的剖面图；
图28由图28A至28H构成，它们是在把基片上的种层浸入到电解液槽中所含有的电解液期间的基片支持器系统的系列侧面图；
图29是图27的控制器在实现图28中示出的一系列的操作中所完成的方法的一实施例；
图30是正在浸入到电解液中的基片的连续侧面图；
图31是一个浸入的在基片和基片支持器组件之间捕集有气泡的基片的侧面图；
图32是一个在基片和基片支持器组件之间带有气桥的浸入基片的侧面图；
图33示出基片的浸入曲线，其表示纵坐标为基片的角度改变率，横坐标为时间的关系曲线；
图34示出一个带有一个特征部位的基片正在下放到电解液中的实施例，其中电解液的水平低于该部位的台面(level)；
图35示出把该基片下放到图34中示出的电解液中，其中电解液水平高于该部位的台面；以及
图36示出基片支持器系统的另一实施例。
文中所使用的术语“低”、“高”、“底”、“顶”、“上”、“下”、“向上”、“向下”以及其它位置术语是相对于各图中的各实施例示出的，并且可能会根据该处理设备的相对定向而改变。
具体实施方式
本说明书公开一种电化学电镀(ECP)系统的结构和操作。并且详细说明该ECP系统的基片支持器系统。该基片支持器系统的操作用于在一旦把基片浸入电解液时倾斜基片。
1.ECP系统
图1是电镀中涉及到的喷注涂镀装置10的一实施例的剖面图。喷注涂镀装置10通常包括电解槽12、电接触环20、控制器23、基片支持器系统14和阳极16。电解槽12具有一个上开口，通过该开口基片支持器系统14可把基片浸入到该电解槽中含有的电解液中或者从其中取出基片。阳极16浸入在电解槽12中的电解液内。在基片支持器系统14的下表面上形成多个凹槽24。真空泵33和基片支持器系统14耦合并且和各个凹槽24连通以建立能在处理期间把基片22的背面固定到基片支持器系统14上的真空状态。电接触环20包括多个沿着基片22的周边部分分布的用来定义基片中央电镀面的金属或半金属接触销。该多个接触销26中的每个销的各个触点和基片22上的种层接触。控制器23控制对各个销26以及阳极16提供的电能以在基片22的种层和该阳极之间提供电偏压。基片22定位在圆柱形电解槽12顶部附近并且位于该槽内，并且在槽10的操作期间电解液流垂直地射到基片电镀表面上。
图2是ECP系统200的一实施例的透视图。图3是图2的ECP系统200的顶平面图。参照图2和3，ECP系统200一般包括一个装载台210，一个快速热退火室211，一个旋转-冲洗-干燥(SRD)台212，一个主机架214以及一个电解液系统220。最好利用壁板，例如PLEXIGLAS(宾州西费城的Rohm and Haas公司的注册商标)壁板把ECP系统200包围在一个洁净环境里。主机架214通常包括一个主机架传送台216和多个处理台218。每个处理台218包括一个或多个处理槽240。电解液系统220和ECP系统200相邻并且和处理槽240分别相连以循环电镀处理中使用的电解液。ECP系统200还包括一个典型地由可编程微处理器构成的控制器222。
装载台210最好包括一个或多个基片盒接收区224，一个或多个装载台传送机械手228以及至少一个基片定向器230。可以根据系统所要求的生产能力配置装载台210中所包含的基片盒接收区、装载台传送机械手228和基片定向器的数量。如图2和3中的一实施例所示，装载台210包括二个基片盒接收区224，二个装载台传送机械手228以及一个基片定向器230。含有基片234的基片盒232被装到基片盒接收区224中以把基片234引入到该ECP系统中。装载台传送机械手228在基片盒232和基片定向器230之间传送基片234。装载台传送机械手228由技术中周知的典型传送机械手构成。基片定位器230按要求的方位对每片基片234定位以确保基片得到正确处理。装载台传送机械手228还在装载台210和SRD台212之间以及在装载台210和RTA室211之间传送基片234。
图4是旋转-冲洗-干燥(SRD)组件236的一实施例的示意透视图，其中含有冲洗和溶解液体进入口。图5是图4的SRD组件的侧剖面图并且示出一个垂直设置在液体注入口之间的处理位置上的基片。SRD台212包括一个或多个SRD组件236以及一个或多个基片通过盒238。SRD台212最好包括和装载台传送机械手228的数量对应的二个SRD组件236和一个位于每个SRD组件236上方的基片通过盒238。该基片通过盒238便利装载台210和主机架214之间的基片传送。基片通过盒238提供对从装载台传送机械手228和主机架传送台216中的一个机械手二者的接近。
参照图4和5，SRD组件236包括底330a，侧壁330b和上罩33c。底330a、侧壁330b和上罩330c一起定义SRD组件筒330d，其中罩固定在侧壁上并且辅助把液体容纳在SRD组件236内。替代地，也可以使用一个可移动的盖。位于SRD组件236内的支座336包括支座支承332和支座致动器334。在处理期间，支座336把基片338(图5中示出)支承在支座上表面上。支座致动器334如后面说明那样转动该支座以旋转基片并且升高和降低该支座。通过多个夹子337可以把基片就位地保持在该支座上。这些夹子在离心力下轴枢地转动并且最好在基片的边缘禁止区(exclusion zone)和基片啮合。在一实施例中，仅当处理期间基片离开支座时这些夹子才和基片啮合。也可以使用真空气道或其它保持元件。该支座具有多个支座臂336a和336b，从而通过第二喷嘴的液体实际上能喷到尽可能多的基片下表面的表面面积上。排出口339允许从SRD组件236排出液体。
第一液体经过其流动的第一导管346和阀347a连接。该导管可以是软管、管子或者其它容纳液体的导管。阀347a控制该第一液体的流动。可以从包括针、球、蝶阀的各种阀中或者从其它类型的阀中选择阀347a，并且可以包括阀致动器，例如螺线管。阀347a是由控制器222控制的。导管346和位于基片上方的第一液体注入口340连接并且包括固定到SRD组件236上的安装部分342，以及附着在导管346上的连接部分344。第一液体注入口带有单个第一喷嘴348以在压力下把第一液体送到基片上表面。但是，可以使用多个喷嘴并且可以沿着SRD组件的内周边设置多个液体注入口。位于基片上方的各个喷嘴最好在基片的直径之外以减小喷嘴掉在基片上的风险。可以在各种位置上安装第一液体注入口，包括穿过一个位于基片上方的盖。另外，可以通过一个铰接件343，例如球和套管接头，把喷嘴锁接到各个位置上。
类似于上面说明的第一导管和相关元件，第二导管352和控制阀349a连接并和带有第二喷嘴351的第二液体注入口350连接。该第二液体注入口350低于基片并且角度向上以通过第二喷嘴351把第二液体引导到基片下面。类似于第一液体注入口，第二液体注入口可包括多个喷嘴，多个液体注入口和多个安装位置，以及多个包括利用铰接件353的取向。每个液体注入口可以在不同位置上伸到SRD组件236里。例如，如果要求流动沿着基片的边缘以某个角度向回流到SRD组件的周边，这些喷嘴应径向地向内延伸并且从这些喷嘴的射出回流到SRD组件的周边。
控制器222应该分别控制这二路液体以及它们各自的流速、压力、定时和任何关联的阀系以及旋转周期。该控制器可以位于远程，例如位于控制盘上或控制室内并且利用遥控致动器控制管路。在虚线中示出的替代实施例中，设置一个利用导管346b与第一导管346连接的并且带有控制阀346c的辅助液体注入口346a。该替代实施例可用于在施加了溶解液体后使冲洗液流到基片背面上，从而不必重新定位基片或者不必通过第二液体注入口把液流变换到冲洗液体。
控制器222控制提供给阳极16和基片22的种层的电压或电流。图3中示出控制器222的各个部件，包括中央处理单元(CPU)260、存储器262、电路部分265、输入输出接口(I/O)260以及未示出的总线。控制器222可以是通用计算机，微处理器，微控制器或者任何其它已知的适当类型的计算机或控制器。CPU 260完成用于控制器222的处理及算术运算，控制对阳极16、基片22上的种层15的电操作，并且控制基片支持器系统14的操作。
存储器262包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)，它们一起存储计算机程序、操作数、操作符、尺寸值、系统处理温度和配置，以及其它控制电镀操作的参数。总线提供CPU 260、电路部分265、存储器262和I/O 264之间的数字信息传输。该总线还把I/O 264连接到ECP系统200的各个部分，该部分或者接收来自控制器222的数字信息或者向控制器222发送数字信息。
I/O 264提供一个控制控制器222中各个部件之间的数字信息传输的接口。I/O 264还提供控制器222的各部件和ECP系统200的不同部分之间的接口。电路部分265包括所有其它用户接口部件，例如显示器和键盘、系统部件以及其它和控制器222相关的辅助设备。尽管本文说明一个数字控制器222的实施例，其它数字控制器以及模拟控制器也可在该应用中良好工作。
在一实施例中，在该SRD组件筒中按被沉积面的沉积表面向上的方式固定基片。第一液体注入口通常流过冲洗液体，典型地为去离子水或酒精。从而，基片的背面朝下地固定。流过第二液体注入口的液体一般是腐蚀液体例如酸，包括取决于要溶解的材料的盐酸、硫酸、磷酸、氢氟酸或其它溶解液体或流体。替代地，当希望的工序是冲洗要处理的基片时，第一液体和第二液体都是冲洗液体，例如去离子水或酒精。
在操作中，如图4中所示，该支座处于升高的位置，并且一个未示出的机械手把基片正面向上地放在支座336上。该支座把基片降低到其中该基片垂直地位于第一和第二液体注入口之间的处理位置上。通常，该支座致动器为200mm的基片以每秒0到约2500转之间的速度旋转该支座。该转动造成各夹子的下端337a由于离心力绕着枢轴337b向外、朝着SRD组件侧壁的周边旋转。夹子的转动迫使该夹子的上端337c向内和向下地对着中央并且把基片338保持在支座336上的位置，最好沿着基片的边缘保持。各个夹子可以旋转到不和基片接触的位置并且仅当处理期间基片明显离开该支座才把基片保持成在该支座上就位。在支座转动基片的情况下，通过第一液体注入口340把冲洗液体射到基片正面上。通过第二液体注入口把诸如酸的第二液体射到背表面上以去掉任何不想要的附着物。该溶解液体化学上和该附着材料反应、溶解它并且从基片背面以及基它存着任何不想要的附着物的区域清洗掉这些材料，在一实施例中，冲洗液体被调整成以比溶解液体大的速率流动以帮助保护正面免受溶解液体腐蚀。尤其根据基片22的尺寸、各自流速、喷射方式和要除掉的附着物的数量和类型，按最佳性能定位第一和第二液体注入口。在一些情况中，应在溶解液体溶解掉不希望的附着物后把冲洗液体路由到第二液体注入口以便冲洗基片的背面。在其它情况中，可使用一个连接成使冲洗液体在基片的背面上流过的辅助流体注入口以从背面冲掉任何溶解液体残留。在冲洗基片的正面和/或背面后，液体停止流动并且支座继续旋转，转动基片从而有效地干燥表面。
通过在一种喷射方式下射出液体，该喷射方式可以根据希望的特定喷嘴喷射方式而改变并且可以包括扇形、射流、锥形和其它方式。当第一液体是冲洗液体时，经过各自液体注入口的第一和第二液体的一种喷射方式可以是对于200mm的基片压力约为每平方寸10到15磅(psi)并且流速约为每分钟1至3加仑(gpm)的扇形方式。
ECP系统200还可以用于去掉沿着基片边缘的无用附着物以便形成边缘禁区。通过对喷嘴取向和布置、流体流速、基片转动速度以及液体化学成分的调整还可以从基片边缘和/或边缘禁区去掉无用附着物。这样，充分防止正面上的沉积材料的溶解可能不必包括对基片的边缘或边缘禁区的保护。限制正面表面上的沉积材料的溶解意图是至少防止这种溶解以使带有沉积材料的正面不受到超出商业价值的损害。
一种实现边缘禁区溶解处理的方法是在腐蚀基片背面上的溶解溶液的同时按较慢的速度，例如约为每分钟100到1000转的速度转动盘片。离心力使溶解液体移动到基片边缘并且由于液体的表面张力在边缘周围形成一层液体，从而溶解液体在基片的边缘区从背面覆盖到正面。可以利用基片的转动速度和溶解液体的流速来确定覆盖到正面上的程度。例如，降低转动速度或者提高流速造成液体较少地覆盖到相对面即正面上。另外，可以调整射到正面上的冲洗液体的流速和角度以偏移基片的边缘和/或正面上的溶解液体层。在一些情况中，最初可在没有冲洗液体的情况下使用溶解液体以得到边缘和/或边缘禁区清除，然后通过SRD组件236进行冲洗/溶解处理。
SRD组件236连接在装载台210和主机架214之间。主机架214一般包括一个主机架传送台216和多个处理台218。参照图2和3，主机架214如所示包括二个处理台218，每个处理台218具有二个处理槽240。主机架传送台216包括一个主机架传送机械手242。该主机架传送机械手242最好包括多个独立的机械臂244，以提供对各处理台218和各SRD台212中的基片的独立取放。如图3中所示，主机架传送机械手242包括二个机械手臂244，和每个处理台218中的处理槽240的数量相对应。每个机械手臂244包括一个用于在基片传送期间保持住基片的机械手托板246。每个机械手臂244最好能独立于其它臂操作，以便利该系统内的基片独立传送。替代地，机械手臂244相互协调地操作，从而一个机械手伸长而另一个机械手回缩。
主机架传送台216最好包括一个翻转机械手248，其方便把基片从主机架传送机械手242的机械手托板246上的面向上的状态传送到需要面向下处理基片的处理槽240所要求的面向下的状态。翻转机械手248包括本体250和翻转机械手臂252。本体250提供相对于本体250的垂直轴的垂直运动和转动运动。翻转机械手臂252提供沿着翻转机械手臂252的水平面的转动运动。当基片由翻转机械手248翻转和传送时，最好由设置在翻转机械手臂252的末端处的真空吸附抓爪254保持住基片。翻转机械手248把基片234放在处理槽240中供进行面向下的处理。后面会讨论电镀处理槽的细节。
图24是一个其中包含一个翻转机械手的主机架传送机械手的示意顶视图。图24中所示的主机架传送机械手242用于在附属于主机架台的不同台，包括处理台和SRD台之间传送基片。该主机架传送机械手242包括多个机械手臂2402(示出二个)和一个连接作为用于每个机械手臂2402的端头操纵装置的翻转型机械手托板2404。翻转机械手在现有技术上是周知的并且可以连接作为用于基片运送机械手的端头操纵装置，例如可从加州Milpitas的Rorze Automation公司买到的RR701型。具有用作为端头操纵装置的翻转机械手的主传送机械手242能在附属于主机架的不同台之间传送基片并且能在传送中把基片翻转到所希望的表面取向，即翻转成基片处理表面向下以进行电镀处理。主机架传送机械手242最好通过机械手臂2402提供沿X-Y-Z各轴的独立机械手运动并通过翻转型机械手托板2404提供独立的基片翻转转动。通过结合翻转型机械手托板2404作为主机架传送机械手的端头操纵装置，基片传送过程被简化，因为可以省去把基片从主机架传送机械手242传到翻转机械手的步骤。
图6是一个电镀处理槽400的剖面图。图6中所示的电镀处理槽400是图2和3中示出的电镀处理槽240的一种实施例。处理槽400通常包括一个头部组件410、一个处理槽420和一个电解液收集器440。电解液收集器440最好在定义处理槽420的安放位置的开口443上方固定到主机架214的主体442上。电解液收集器440包括内壁446、外壁448以及和这此壁连接的底447。一个电解液注出口449被设置成穿过电解液收集器440的底447并且通过管子、软管、导管或其它液体传送连接器与图2中示出的电解液系统220连接。
头部组件410安装在头部组件框452上。该头部组件框452包括一个安装杆454和一个悬臂456。安装杆454安装在主机架214的主体442上，而悬臂456从安装杆454的上部分横向延伸。安装杆454最好提供相对于沿着安装杆的垂直轴的转动运动以允许头部组件410围绕安装杆454转动。头部组件410附着在于悬臂456的末端处设置的安装板460上。悬臂456的低端和安装在安装杆454上的悬臂致动器457，例如气缸连接。悬臂致动器457提供悬臂456相对于悬臂456和安装杆454之间的接合点的旋转运动。当悬臂致动器457回缩时，悬壁456移动头部组件410使其离开处理槽420以提供从电镀处理槽400移除和/或更换处理槽420所需的空间。当悬臂致动器457伸长时，悬臂456把头部组件410移向处理槽420以把头部组件410里的基片安放在处理位置。
头部组件410通常包括基片支持器组件450和基片组件致动器458。基片组件致动器458安装在安装板460上并且包括一个穿过安装板460向下延伸的头部组件轴462。该头部组件轴462的低端和基片支持器组件450连接以把该基片支持器组件450定位在处理位置上以及基片装载位置上。
基片支持器组件450通常包括基片支持器元件464和电接触元件466。图7是电接触元件466的一实施例的剖面图。接触环466包括一个其上布署着多个导电件的环状体。该环状体由绝缘材料构成以便电隔离这些导电件。该环状体和各个导电件一起形成一个内部基片完全安置表面，在处理期间该表面支持基片并且向其提供电流。
现详细参照图7，接触环466通常包括多个至少部分地布置在一个环形绝缘体770内的导电件765。绝缘体770具有一个法兰762和一个向下倾斜到达基片安置表面768的肩部764。基片安置表面768位于法兰762的下面从而法兰762和基片安置表面768位于偏离的但大致平行的平面中。这样，可以理解成法兰762定义第一平面同时基片安置表面768定义与该第一平面平行的第二平面，其中肩764被设置在这二个平面之间。但是，图7中示出的接触环设计只是示意意图的。在另一实施例中，肩部764的角度可以更陡，包括大致垂直的角，从而大致与法兰762以及基片安置表面768两者垂直。替代地，接触环466可以基本是平面的，从而取消肩部764。然而，出于下面说明的原因，一种实施例包括图6中示出的肩部764或者其变型。
导电件765是由多个环式布置在法兰762上的外电接触垫片780和多个布置在基片安置表面768的一个部分上的内电接触垫片772定义。多个内置的导电连接件776分别把垫片772、780连接起来。导电件765彼此由绝缘体770隔离，绝缘体770可以由塑料制成，例如聚偏二氟乙烯、全氟烷氧基树脂(PFA)、TEFLON(特拉华州Wilmington的E.I.duPont de Nemoirs公司的一个注册商标)、TEFZEL(E.I.duPont de Nemoirs公司的一个注册商标)或者任何其它绝缘材料材料，例如矾土(Al2O3)或其它陶瓷。外接触垫片780和未示出的电源耦合，以在处理期间通过导电连接件776对内电接触垫片772传送电流和电压。进而，内电接触垫片772通过保持与基片的周边部分周围的接触把该电流和电压提供给基片。这样，在运行中导电件765充当和基片电气连接的离散电流通路。
低电阻率从而高导电率与良好电镀直接相关。为了确保低电阻率，导电件765最好用铜(Cu)、铂(Pt)、钽(Ta)、钛(Ti)、金(Au)、银(Ag)、不锈钢或其它导电材料制成。也可以通过对导电件765涂覆导电材料达到低电阻率和低接触电阻。从而，导电件765例如可以由电阻率约为2×10-8欧·米的铜制成并且涂上电阻率约10.6×10-8欧·米的铂。在例如不锈钢、钼(Mo)、Cu和Ti的导电基材料上涂上氮化钽(TaN)、氮化钛(TiN)、铑(Rh)、Au、Cu或Ag也是可能的。另外，由于接触垫片772、780典型地是和导电连接件776相接合的分离件，接触垫片772、780可以包括一种材料，例如Cu，而导电件765用另一种材料例如不锈钢制成。垫片772、780和导电连接器776之一或二者可以涂上导电材料。另外，由于起绝缘作用的氧化会负面地影响电镀重复性，所以内电接触垫片772最好包括抗氧化材料，例如Pt、Ag或Au。
除了是接触材料的函数外，每个电路的总电阻还取决于内电接触垫片772的几何形状以及由接触环466施加的力。这些因素确定内电接触垫片772和基片安置表面768的界面处由于这二个表面之间的表面粗糙度产生的接触电阻RCR。通常，随着增大外力该表面面积也增大。该表面面积和RCR成反比，从而该表面面积的增加导致RCR的减小。从而，为了使总电阻最小，最好使力最大。操作中施加的最大力受到基片的屈服强度的限制，在过大的力产生的压强下可能会损坏基片。但是，由于压强和力以及面积二者相关，能承受的最大力还取决于内电接触垫片772的几何形状。这样，尽管接触垫片772如图7中所示可以具有平的上表面，也可以使用其它形状以得到好处。例如在图8和9中示出二种优选形状。图8示出刀刃形接触垫片而图9示出半球形接触垫片。本领域技术人员容易理解为得到好处可以采用其它形状。在Kenneth E.Pitney的“Ney Contact Mannual”(J.M.Ney公司，1973)中给出对触点几何形状、力和电阻之间的更完整讨论，该手册整体收录作为参考文献。
导电连接器776的数量可以根据图7中所示的所需要的接触垫片772的具体数量改变。对于200mm的基片，最好在360°上等距地分布至少二十四个导电连接器776。但是，随着这种连接器的数量达到临界水平，基片相对于接触环466的顺从性会负面地受到影响。因而，尽管可使用多于24个的导电连接器776，取决于接触垫片组772的分布状况和基片刚性可能最终会失去接触均匀性。类似地，尽管可以使用少于24个的导电连接器776，电流会更大地受到限制和局部化，从而导致差的电镀效果。容易改变这些尺寸以适应具体应用，例如，可以在用于200mm基片的处理槽和用于300mm基片的处理槽之间改变转换器的数量、相邻连接器之间的间距以及其上安装连接器的圆周边界。
如图10中所示，基片安置表面768包括一个设置在绝缘体770上的绝缘衬圈782。该基片安置表面径向地向内延伸到各个内电接触垫片772以定义接触环466的内径。绝缘衬圈782最好稍高于内电接触垫片772，例如几密耳延伸，并且最好包括合成橡胶，例如UITON(E.I.dePont de Nemoirs公司的一个注册商标)、TEFLON、丁钠橡胶等。在绝缘体770也包括合成橡胶的情况下绝缘衬圈782可以用相同的材料。在后一实施例中，绝缘衬圈782和绝缘体770可以是整体的，即按单件形成。但是，绝缘衬圈782最好和绝缘体770分离开，从而为了更换或清洗可方便地取下它。
尽管图10示出绝绝衬圈782一种其中绝缘衬圈整个地安在绝缘体770上的实施例，但图8和9示出一替代实施例。在后一实施例中，绝缘体770被部分地切削掉以便对各导电连接器776的上表面暴露并且把绝缘衬圈782放在其中。这样，绝缘衬圈782和各导电连接器776的一部分接触，这种设计使内电接触垫片772所需要用的材料较少，当材料成本高时，例如当内电接触垫片772包括金时这是有好处的。本领域技术人员可意识到其它实施例。
在处理期间，绝缘衬圈782保持和基片电镀表面的周边部分接触并且受压，从而提供剩余电接触元件466和基片之间的密封。该密封防止电解液和基片的边缘以及背面接触。如前面所述，为了达到高电镀重复性必须保持干净的接触表面。由于接触表面的分布状况随时间变化，以前的接触环设计不能提供一致的电镀结果。本接触环限制或者实际上最小化在其它方案下会积累在各内电接触垫片772上的并会改变这些垫片的特性的沉积物，从而在基片电镀表面上产生高重复性、一致和均匀的电镀。
图11是一个简化示意图，其表示用于接触环466的一种可能的电路配置。为了在各导电件765之间提供均匀的电流分布，外部电阻器700和每个导电件765串联连接。用REXT表示的外部电阻器700的电阻值最好远大于电路中任何其它部件的电阻。如图11所示，经过每个导电件765的电路由各个和电源702串联连接的部件的电阻表示。RE代表电解液的电阻，它典型地取决于阳极和电接触元件之间的距离以及电解液的化学成分。从而，RA代表和基片电镀表面754相邻的电解液的电阻。RS代表基片电镀表面754的电阻，而RC代表导电件765的电阻加上在内电接触垫片772和基片电镀表面754之间的界面处所产生的接触电阻。通常，外部电阻器(REXT)的电阻值至少等于∑R，其中∑R等于RE、RA、RS和RC的和。外部电阻器(REXT)的阻值最好远大于∑R，从而可以忽略∑R并且每个串联电路的电阻约为REXT。
典型地，一个电源和电接触件466的所有外接触垫片780连接，从而产生经过各内电接触垫片772的多个并联电路。但是，由于的内电接触垫片-基片界面电阻随着每个内电接触垫片772改变，在电阻最低处流过的电流更多并且产生更多的电镀。然而，通过对每个导电件765设置一个串联外部电阻器，流过每个导电件765的电流值或数量变成主要由该外部电阻器的值控制。每个内电接触垫片772之间的电特性的差异不影响基片上的电流分布。在整个电镀表面上产生均匀的电流强度，这有助于产生均匀的电镀厚度。该外部电阻器还在处理序列中的各个基片之间提供均匀的电流分布。
即使把接触环466设计成阻碍在各内电接触垫片772上积累沉积物，在多次基片电镀循环后基片-垫片界面电阻可能增加，并且最终达到不可接受的值。为了解决该问题，可以在外部电阻器700的二端连接一个监视该外部电阻器上的电压/电流的电子传感器/报警器704。如果外部电阻器700上的电压/电流超过用于指示基片-垫片高电阻的预设定的操作范围，该传感器/报警器704触发相关措施，例如停止电镀处理，直到操作人员改正问题。备选地，可以对每个导电件765连接一个独立的电源并且可以予以独立控制和监视以提供整个基片上的均匀电流分布，还可以利用甚智能(very smart)系统(VSS)调节电流。VSS典型地包括一个处理单元和工业上已知的用来提供和/或控制电流的各种部件，例如可变电阻器、分立电源等等设备的任何组合。当内电接触垫片772的物理化学性质，即其电气性质随时间改变时，VSS处理并且分析反馈的数据。该数据和事先建立的设定值比较并且VSS接着做出适当的电流和电压改变以确保均匀的沉积。
图18是电接触元件的一替代实施例的透视图。图18中所示的电接触元件1800包括导电金属或属合金，例如不锈钢、铜、银、金、铂、钽、钛和其它导电金属，或者导电金属组合如镀铂的不锈钢。电接触元件1800包括一个适应于把该电接触元件安装到基片支持器组件上的上安装部分1810，和一个适应于在其中接受一块基片的下基片接受部分1820。该基片接受部分1820包括一个其基上设置着多个最好均匀相隔的接触垫片或凸缘1824的环形基片安置表面1822。当把一块基片放在该基片安置表面1822上时，各接触垫片1824物理上和该基片的周边区域接触以提供对基片沉积表面上的电镀种层的电接触。各接触垫片1824最好镀上阻档氧化的贵金属，例如铂或金。
除了和基片接触的各接触垫片的表面，该电接触元件的暴露表面最好被处理以提供亲水性表面或者镀上显示亲水特性的材料。亲水性材料以及亲水性表面处理在技术上是周知的。一个提供亲水性表面处理的公司是麻省Bedford的Millipore公司。亲水性表面明显减小电解液在电接触元件的表面上起泡并且在从电镀槽或电解液取出电接触元件后促使电解液平稳地从电接触元件滴下。通过在电接触元件上设置促进电解液泄出的亲水性表面，可明显减小由于电接触元件上的残留电解液造成的电镀缺陷。本发明小组还计划在电接触元件的基它实施例中应用该亲水处理或涂覆，以便减少电接触元件上的残留电解液起泡并且减少因此造成的随后被处理基片上的电镀缺陷。
参照图12和12A，图中提供基片支持器元件464的一个实施例，它最好放在电接触元件466的上方，并且包括一个对基片的背面加压的且确保基片电镀表面和电接触元件466之间的电气接触的气囊组件470。可膨胀的气囊组件470放置在基片支持器板832上。放置在基片支持器板832上的汽囊836于是位于电接触元件466的触点的对面并且与它们相邻，而基片821置于它们之间。流体源838向汽囊836提供流体，即气体或液体以允许气囊836膨胀到各种程度。尽管基片支持器的该实施例设置成其中基片附着在基片支持器板838上。典型地可以在基片支持器系统中应用推力板，以便该推力板向基片的背面施加偏置力从而正面上的种层被偏置成和各电子接触元件接触。
现参照图12、12A和13讨论气囊组件470的一实施例。基片支持器板832大致为盘状，其具有在下表面上形成的环形凹槽840和位于中心处的真空气口841。在基片支持器板832中形成一个或多个注入口842，各注入口通向相对放大的环形安装槽843和环形凹槽840。快速断开软管844把流体源836耦合到各注入口842以对它们提供流体。真空气口841最好与适应于在基片821的背面选择性地提供压力或产生真空的真空/压力泵激系统859连接。图12中示出的泵激系统859包括一个泵845，一个重叠阀847以及一个通常称为文氏管的真空喷射器849。可以从印地安纳州印地安纳波利斯市的SMC Pneumatics公司买到一种可良好使用的真空喷射器。泵845可以是商业上可买到的压缩气体源并且和软管851的一端耦合，软管851的另一端和真空气口841耦合。软管851分裂成一条压力管853和一条其中安装着真空喷射器849的真空管855。流体流动由选择性地变换泵845和压力管853或真空管855的连通的重叠阀847控制。该重叠阀最好带有一个“断开”位置，从而限制流体经软管851在这二个方向上流动。设置在软管851中的截流阀861防止流体从压力管855上游方向经过真空喷射器849流动。用箭头指出流体流动的希望方向。
在流体源838是气源的情况下，它可以和软管851耦合，从而免除对分立的压缩气源即泵845的需要。另外，分立的气源和真空泵可以提供背面压力和真空状况。尽管最好提供背面压力以及背面真空，一个简化实施例可包括一个只能提供背面真空的泵。但是，如后面会解释那样，在处理期间提供背面压力沉积均匀性可得到改进。因而，最好是上面所说明那样的包括一个真空喷射器以及一个重叠阀的结构。
现参照图12A和14，在环形凹槽840中设置大致圆环形的环状歧管846。歧管846包括一个设置在内肩848和外肩850之间的安装轨852。安装轨852适应于至少部分地插入到环形安装槽834中。在歧管846中形成的多个流体排出口854提供注入口842和气囊836之间的连通。例如O型环的密封圈837和注入口842以及排出口854对齐地安装在环形歧管槽843中并且通过基片支持器板832固定，以便确保气密密封。常规紧固件(未示出)，例如螺丝可用于通过未示出的在歧管846和基片支持器板832中形成的合作螺丝孔(cooperating threadedbore)把歧管846固定到基片支持器板832上。
现参照图15，气囊836剖面是一个细长的大致为半管状的材料件，其每个缘上带有圆形密封唇856，或小结节。在图12A中，各个密封唇856设置在内肩848以及外肩850上。通过宽度由各小于(例如几毫米)环形凹槽840的歧管846，气囊836的一部分压到环形凹槽840的壁上。这样，歧管846、气囊836以及环形凹槽840配合形成不漏流体的密封。为了防止流体流失，气囊836最好包括某种不渗透流体的材料构成，例如硅橡胶或者对于电解液不起化学反应并且具有可靠弹性的类似合成橡胶。需要时，可以如图15中所示在气836上安置一个顺从的盖857，并通过粘接或热焊接固定。盖857最好由合成橡胶构成，例如UITON(E.I.dePont de Nemoirs公司的一个商标)、丁纳橡胶等。该盖可以例如通过KEVLAR(E.I.dePont de Nemoirs公司的一个商标)加强。在一实施例中，盖857和气囊836由相同材料构成。在气囊836容易断裂的情况下尤其应该应用盖857。替代地，可以在制造中简单地增加气囊836的厚度以减小刺穿的可能性。气囊836的暴露表面(若不遮蔽)和盖857的暴露表面最好被涂覆或被处理以便如前面对电接触元件的表面讨论那样提供亲水性表面。当头部组件离开处理槽后该亲水性表面促进残余电解液的滴下和移除。
注入口842和排出口854的确切数量可以根据具体应用而不同。例如，尽管图12示出和排出口对应的二个注入口，一替代实施例可采用向气囊836提供流体的单个注入口。
在运行中，通过把基片821固定在基片支持器板832的底面上把基片引入到容体802内。这里通过使用泵激系统159经过气口841排空基片821和基片支持器板832之间的空间来建立真空状态而实现。接着通过从流体源836向各注入口842提供如空气或水的流体使气囊836胀大。通过歧管的各排出口854把流体提供到气囊836中，从而把基片821均匀地压到电接触元件466的各接点上。接着进行电镀处理。然后朝着基片821把电解液泵入到处理槽420中以和暴露的基片电镀表面820接触。电源通过电接触元件466向基片电镀表面820提供负偏压。当电解液流过基片电镀表面820时，电解液中的离子被吸附到表面820并沉积在表面820上以便形成所需薄膜。
由于它的弹性，气囊836变形以适应基片背面以及电接触元件466的各触点的凹凸不平，从而减轻未和导电接触元件466的对齐。顺从的气囊836通过在基片821背面的周边部分建立液密性密封防止电解液污染基片821的背面。一旦气囊胀大，就向下朝着电接触元件466提供均匀压力以在基片821和电接触元件466对接处的所有点上达到基本相等的力。该力作为流体源838提供的压力的函数是可以改变的，另外，气囊组件470的有效性和电接触元件466的结构无关。例如，尽管图12示出具有多个离散接触点的销式结构，但电接触元件466也可以是一个连续的表面。
由于气囊836向基片821提供的力是可变的，可以调整通过接触环466提供的电流。如前面所说明，可能在电接触元件466上形成氧化层并会限制电流。但是，加大气囊836的压力可以抵消由于氧化造成的电流限制。由于加大压力，有延展性的氧化层被损害并且造成电接触元件466和基片821之间的优良接触。还可以通过改变电接触元件466的几何形状进一步改进气囊836这种能力的有效性。例如，刀刃形状可能要比钝沿或平沿形更容易穿透氧化层。
另外，由胀大的气囊836提供的液密性密封能使泵845在处理之前、之中和之后选择性地或连续地保持背面真空或压强。但是，通常只在向和从电镀处理槽400传送基片期间运转泵845以保持真空，因为已经发现气囊836能在处理期间不必连续泵激而保持背面真空状态。从而，在气囊836胀大时，如上面所说明，可以通过断开泵激系统859，例如通过选择重叠阀847的断开位置，同时释放背面真空状态。断开泵激系统859可以是突然地或者逐步去掉真空状态的逐渐过程。逐步式过程实现胀大气囊836和同时减小背面真空状态之间的可控变换。可以人工地或通过计算机控制该变换。
如上面所说明，在气囊836胀大时不必连续进行背面真空泵激，并且其可能造成基片820弯曲或翘曲，导致不希望的沉积结果。但是，为了造成要处理的基片的“弯曲”效果，可能需要对基片820提供背面压力。弯曲基片(即其表面成曲线)可以沿着基片的径向产生所希望的沉积分布。这样，泵激系统859能够选择性地向基片背面提供真空或压强状态。对于200mm基片，最好用高达5psi的背面压力来弯曲基片。由于基片通常具有一定程度的挠性，背面压力造成基片弯曲或者相对电解液的向上流动呈现凸形。根据泵激系统859提供的压力，弯曲程度是可变的。
尽管图12A示出的气囊836的一实施例具有定够大的用来覆盖基片背面在大致和电接触元件466相等的直径处的相对小的周边部分的表面面积，但气囊组件470几何形状是可变的。从而，该气囊组件可以利用更多的不透水的材料构成以便覆盖基片821的更大表面积。
图19是基片支持器组件的一替代实施例的部分剖面图。该替代基片支持器组件1900包括一个气囊组件470，如前面所说明，后者包括一个附着在中间基片支持器板1910的背面上的可膨胀气囊836。最好利用胶或其它接合材料把可膨胀气囊836的一部分密封地附着在中间基片支持器板1910的背表面1912上。中间基片支持器板1910的正面面1914适应于容纳一块要处理的基片821，并且在中间基片支持器板1910的前表面1914上的环形槽1918中放置一个合成橡胶O型环1916以和基片背表面的周边部分接触。该合成橡胶O型环1916提供基片背表面和中间基片支持器板前表面之间的密封。中间基片支持器板最好包括多个穿过该板以和真空气口814连通的孔或洞1920以便于利用施加在该基片的背面上的真空力把基片固定在基片支持器上。按照基片支持器组件的该替代实施例，可膨胀的气囊不直接和要处理的基片接触，从而明显减少基片传送期间切破或损伤该可膨胀气囊的风险。合成橡胶O型环1916最好如前面对电接触元件的表面讨论那样被涂覆或被处理以提供亲水性表面，以便和基片接触，并且根据需要更换合成橡胶O型环1916以确保对基片的恰当接触和密封。
在一实施例中，沉积薄膜的均匀性是指沉积薄膜厚度的最大偏差为薄膜平均厚度的2％，而标准电镀处理典型地达到最好约5.5％之内的均匀性。不过，在某些情况中为了达到均匀的电镀沉积不必必须旋转头部组件，尤其在通过调整处理参数，例如电解液化学成分、电解液流动和其他参数以达到电镀沉积均匀性的情况中。
再考照图6，它是电镀处理槽400的剖面图，基片支持器组件450位于处理槽420的上面。处理槽420通常包括一个筒430、一个容体472、一个阳极组件474和一个过滤器476。阳极组件474最好设置成低于容体472并附着在容体472的下部分上，且过滤器476设置在阳极组件474和容体472之间。容体472最好是一个由电绝缘材料，例如陶瓷、塑料、PLEXIGLAS(丙烯酸)、聚碳酸酯树脂(lexane)、PVC、CPV和PVDF，构成的圆柱体。替代地，容体472可以用诸如不锈钢、镍、钛的金属做成并且涂覆上绝缘层，例如TEFLON、PVDF、塑料、橡胶和其它不在电解液中溶解并且可对电极(即ECP系统的阳极和阴极)电绝缘的材料的组合。容体472在尺寸上最好和基片电镀表面相符并且最好适应经该系统处理的基片的形状，基片形状典型地为圆形或矩形。容体472的一种优选实施例包括一个圆柱陶瓷筒，其内直径大约和基片直径相等或者略大一些。本发明人组已经发现曲型ECP系统中所需的旋转运动在容体的尺寸约和基片电镀表面尺寸一致的情况中对于达到均匀电镀结果是不需要的。
容体472的上部径向地向外延伸以形成一个环形溢流口(weir)478。溢流口478在电解液收集器440的内壁446上方延伸从而能使电解液流入电解液收集器440。溢流口478的上表面最好和电接触元件466的下表面配合。溢流口478的上表面最好包括平的内环形平坦部分480、倾斜的中间部分482以及外部下斜部分484。当把基片定位在处理位置上时，基片电镀表面位于容体472的圆柱形开口的上面，并且在电接触元件466的下表面和溢流口478的上表面之间形成一个电解液流动的间隙。电接触元件466的下表面设置在溢流口478的内平坦部分480以及中间倾斜部分上。外下斜部分484向下倾斜以便利电解液流入电解液收集器440。
容体472的下部径向向外延伸以形成一个用于把容体472固定到筒430上的环形下凸缘486。环形凸缘486的外部尺寸，即圆周，小于开口444的尺寸并且小于电解液收集器444的内圆周。这些相关尺寸允许从电镀处理槽400中取出和更换处理槽420。最好多个螺栓488固定地设置在环形凸缘486上并且经过筒430上的相配合螺栓孔向下延伸。多个可移动的紧固螺帽490把处理槽420固定到筒430上。从各螺栓488径向向内的在容体472和筒430之间设置一个密封件487，例如合成橡胶O型环以防止来自处理槽420的泄漏。螺帽/螺栓组合便于在维护期间快速方便地取下或更换处理槽420的各个部件，
过滤器476最好附着在并且完整地覆盖容体470的下开口，并且把阳极组件474安置在过滤器476的下面。在过滤器476和阳极组件474之间安置一个隔板492。最好利用可移动地紧固件，例如螺丝和/或螺栓，把过滤器476、隔板492和阳极组件474固定在容体472的下表面上。替代地，过滤器476、隔板492和阳极组件474可移动地固定到筒430。
阳极组件474最好包括一个充当电解液中的金属源的自耗阳极构成。替代地，阳极组件474包括一个非自耗阳极，并且在来自电解液系统220的电解液内提供要被电镀的金属。如图6中所示，阳极组件474是一个自密封组件，其具有一个最好用与要被电镀的材料相同的材料，例如铜制成的多孔阳极包壳494。替代地，该阳极包壳494用诸如陶瓷或聚合隔膜的多孔材料制成。在该阳极包壳494内安放可溶金属496，例如用于铜的电化学镀的高纯度铜。可溶金属496最好包括金属颗粒、线或多孔板。该多孔阳极包壳494还充当一个保持由阳极包壳494内的溶解金属生成的颗粒的过滤器。和非自耗阳极相比，自耗，即可溶的阳极提供不产生气体的电解液并且使向电解液中不断补充金属的需要降到最少。
阳极电极接头498插入到阳极包壳494中以提供从电源对可溶金属496的电连接。阳极电极接头498最好由不溶于该电解液的导电材料制成，例如钛、铂和镀铂的不锈钢。阳极电极接头498穿过筒430并且和一个电源连接。阳极电极接头498最好包括一个用于紧固螺帽499的螺纹部分497以便把阳极电极接点498固定到筒430，并且包括一个设置在紧固螺帽499和筒430之间诸如合成橡胶垫圈的密封件495，以防止来自处理槽420的泄漏。
筒430通常包括一个圆柱部分502和一个底部504。上环形凸缘506从圆柱部分502的顶部径向向外伸展。上环形凸缘506包括多个和来自容体472的下环形凸缘486的若干螺栓488配合的孔508。为了固定筒430的上环形凸缘506和容体472的下环形凸缘486，各个螺栓488穿过各个孔508，并且在螺栓488上固定紧固螺帽490。上环形凸缘506的外尺寸，即外圆周，最好大致和下环形凸缘486的外尺寸，即外圆周相等。当处理槽420就位在主机架214上时，上环形凸缘506的下表面最好放置在主机架214的一个支承凸缘上。
圆柱部分502的内圆周容纳阳极组件474和过滤器476。过滤器476以及阳极组件474的外尺寸最好略小于圆柱部分502的内尺寸以便迫使相当大部分的电解液在流过过滤器476之前先流过阳极组件474。筒430的底部504包括一个和来自电解液系统220的电解液供给管连接的电解液注入口510。阳极组件474最好设置在筒430的圆柱部分502的大约中间部位上，以便在阳极组件474和底部504上的电解液注入口510之间提供用于电解液的流动的区间。
最好利用可松开的连接件连接电解液注入口510和电解液供给管，以便于容易地取出和更换处理槽420。当处理槽420需要维护时，从处理槽420排掉电解液并且切断和排掉电解液供给管中的电解液。从电解液注入口510松开用于电解液供给管的连接件，同时还断开对阳极组件474的电气连接。升高或转动头部组件410以提供用来取下处理槽420的空隙。接着从主机架214取下处理槽420，并且在主机架214中更换一个新的或修复好的。
替代地，可以把筒430固定在主机架214的支持凸缘上，从主机架一起取下容体472以及阳极和过滤器以便维护。在这种情况下，取下把阳极组件474和容体472固定到筒430的螺帽以便取下阳极组件474和容体472。接着在主机架214中更换新的或修复好的阳极组件474和容体472并固定到筒430。
图20是封装阳极一实施例的剖面图。封装阳极2000包括一个过滤或者收集由于从阳极板2004溶解金属而生成的“阳极泥”或颗粒的可渗透阳极壳。如图20中所示，自耗阳极板2004包括一块包围在亲水性阳极封装薄膜2002里的固体铜。该铜块最好是高纯度无氧铜。阳极板2004由多个穿过筒430的底部的电接点或贯通器2006固定和支持。这些电接点或贯通器2006穿过阳极封装薄膜2002伸入到阳极板2004的底表面。来自设置在筒430的底部的电解液注入口510的电解液按箭头A指示的方向穿过阳极和筒的侧壁之间的间隙流动。电解液还按箭头B所示通过渗入和渗出阳极封装薄膜和阳极板之间的间隙流过阳极封装薄膜2002。该阳极封装薄膜2002最好包括亲水性多孔薄膜，例如改良的聚偏1，1-二氟乙烯薄膜构成，其孔率度约为60％和80％之间，约为70％更好，并且孔隙大小约在0.025um和1um之间，约为0.1um和0.2um之间为更好。亲水性多孔薄膜的一个例子是可从麻省Bedford的Millipore公司买到的Durapore亲水性薄膜。当电解液流过该封装薄膜时，通过阳极溶解生成的阳极泥和颗粒由该封装薄膜过滤或收集。从而，封装薄膜在电镀处理期间改进电解液的纯度，并且明显减小电镀处理期间由阳极泥以及杂质颗粒引起的基片上的瑕疵形成。
图21是封装阳极另一实施例的剖面图。阳极板2004固定并支持在各电贯通器2006上。分别设置在阳极板2004的上面和下面的顶封装薄膜2008和底封装薄膜2010固定在围绕着阳极板2004设置的薄膜支持环2012上。顶、底封装薄膜2008、2010包括从上面为封装阳极的封装薄膜列出的材料。薄膜支持环2012最好由和封装薄膜相比相对硬的材料，例如塑料或其它聚合物，构成。一个旁路(by pass)液体注入口2014设置成穿过筒430的底和穿过底封装薄膜2010以把电解液引入到各封装薄膜和阳极板之间的间隙中。旁路排出口2016与薄膜支持环2012连接并且穿过筒430以便利带有阳极泥或产生的颗粒的过剩电解液流出封装的阳极进入废水池中(未示出)。
旁路液体注入口2014和主电解液注入口510内的电解液流动最好分别由流量控制阀2020、2022控制，这二个阀分别设与这二个注入口连接的液体管道上，并且最好把旁路液体注入口2014中的液体压力保持为高于主电解液注入口510中的压力。筒430内的来自主电解液注入口510的电解液的流动用箭头A表示，而封装阳极2000内的电解液的流动用箭头A表示，而封装阳极2000内的电解液的电解液的流动用箭头B表示。进入封装阳极的电解液的一部分通过旁路排出口2016流出该封装阳极。通过设置一个专用的把电解液提供到封装阳极中的旁路，连续地从该阳极排出溶解的自耗阳极所产生的阳极泥或颗粒，从而在电镀处理期间改进电解液的纯度。
图22是封装阳极的又一实施例的剖面图。该实施例的封装阳极2000包括一个阳极板2004，多个电贯通器2006，一个顶封装薄膜2008，一个底封装薄膜2010以及一个薄膜支持环2012。阳极板2004固定并支承在多个电贯通器2006上。顶、底封装薄膜2008、2010固定在薄膜支持环2012上。旁路排出口2016与薄膜支持环2012连接并且穿过筒430。该实施例的封装阳极最好包括为第一封装阳极说明的材料。底封装薄膜2010包括一个或多个大致设置在主电解液注入口510上方的开口2024。该开口2024适应于接收来自主电解液注入口510的电解液流通并且最好大致具有和主电解液注入口510的内圆周相同的尺寸。来自主电解液注入口510的电解液流动由箭头A指示，而封装阳极内的电解液的流动由箭头B指示。一部分电解液经旁路排出口2016流出封装阳极，带走一部分阳极溶解所产生的阳极泥和颗粒。
图23是封装阳极又一实施例的剖面图。该实施例的封装阳极2000包括一个阳极板2002，多个电贯通器2006，一个顶封装薄膜2008，一个底封装薄膜2010以及一个薄膜支持环2012。阳极板2004固定和支承在多个电贯通器2006上。顶、底封装薄膜2008、2010固定在薄膜支持环2012上。旁路液体注入口2014设置成穿过筒430的底和穿过底封装薄膜2010以把电解液引入到各封装薄膜和阳极板之间的间隙中。该实施例的封装阳极最好包括为第一封装阳极说明的材料。最好分别通过控制阀2020、2022控制经过旁路液体注入口2014和主电解液注入口510的电解液流动。来自主电解液注入口510的电解液的流动用箭头A指示，而穿过封装阳极的电解液的流动用箭头B指示。对于该实施例，当电解液流过薄膜时，各封装薄膜过滤和收集溶解的阳极所产生的阳极泥和颗粒。
图16是电解液系统220的示意图。电解液系统220向电镀处理槽提供电镀处理所用的电解液。电解液系统220一般包括一个主电解液箱602，一个剂量配定组件603、一个过滤组件605，一个化学分析器组件616，以及一个通过电解液废水管620与分析器组件616连接的电解液废水处理系统622。一个或多个控制器控制主箱602内的电解液的成分以及电解液系统220的操作。这些控制器最好是可独立工作的但和ECP系统200的控制器222集成在一起。
主电解液箱602提供电解液的储备，并且包括一条通过一个或多个液体泵608和阀门607与各个电镀处理槽连接的电解液供给管612。一个安置在和主箱602的热连接中的热交换器624或加热器/冷却器控制储存在主箱602内的电解液的温度。热交换器624连接到控制器610并且由其控制操作。
剂量配定组件603通过一根供给管和主箱602连接并且包括多个源箱606或料瓶，多个阀609以及一个控制器611。各源箱606含有组成电解液所需的各种化学品并且典型地包括用于组成电解液的一个去离子水源箱和一个硫酸铜(CuSO4)源箱。其它源箱606可包括硫化氢(H2SO4)、氯化氢(HCl)以及各种添加剂，例如乙二醇。每个源箱最好用不同颜色标记并且装配着一个适应于和该剂量配定组件中的一个匹配注入口连接件相连接的唯一匹配排出口连接件。通过用颜色标记每个源箱并且对每个源箱装配唯一连接件，可以明显减少操作员更换源箱时发生的错误。
去离子水源箱最好还在维护期间向系统提供用来清洗系统的去离子水。和各个源箱606关联的各个阀609调整化学品向主箱602的流动并且可以是各种能买到的阀门，例如蝶形阀、节流阀等中的任一种。各个阀609的激励是通过最好与控制器222相连接以接收它的信号的控制器611。
电解液过滤组件605包括多个过滤箱604。在每个处理槽和一个或多个过滤箱604之间连接一根电解液返回管614。在把电解液回送到主箱602重新使用之前各过滤箱604除掉用过的电解液中的不希望内含物。主箱602也和各过滤箱604连接以便于再次循环和过滤主箱602里的电解液。通过从主箱602经过各过滤箱604再次循环电解液，可通过各过滤箱604连续地去掉电解液中的不希望内含物以保持一贯的纯度。另外，在主箱602和过滤组件605之间再次循环电解液能使电解液中的各种化学品充分混合。
电解液系统220还包括一个对电解液的化学成分提供实时化学分析的化学分析器组件616。该分析器组件616流体地通过采样管613和主箱602连接，并且通过排出口管621和废水处理系统622连接。分析器组件616通常包括至少一个分析仪和一个用于操作该分析仪的控制器。具体处理工具所需用的分析仪的数量取决于电解液的组成。例如，当第一分析仪用于监视有机物质的浓度时，需要一个用于无机化学品的第二分析仪。在图16中示出的具体实施例中，化学分析器组件616包括一个自动滴定分析仪615和一个循环电量测量分离装置(voltametric stripper)(CVS)617，可从各种供应商买到这二种分析仪。一种可以有益地使用的自动滴定分析仪可以从Parker Systems公司买到，而一种循环电量测量分离装置可从ECI公司买到。自动滴定分析仪615确定无机物质，例如氯化铜和酸的浓度。CVS 617确定有机物质，例如电解液中可能使用的各种添加物以及在从各处理槽回送到主箱602的处理过程中产生的各种副产品的浓度。
图16中示出的分析器组件仅是示意性的。在另一实施例中，每个分析仪可以通过一根独立的供给管与主电解液箱连接并由独立的控制器操作。本领域技术人员可意识到其它实施例。
在操作中，经采样管613电解液的样本流到分析器组件616。尽管可以周期性地取样，但最好在分析器组件616中保持电解液的连续流动。样本的一部分送到自动滴定分析仪615，一部分送到CVS 617以进行适当分析。为了产生数据，控制器619发出操作分析仪615、617的命令信号。接着把来自化学分析仪615、617的信息传送到控制器222。该控制器222处理该信息并且向剂量配定控制器611发送包括用户定义的化学品配定参数的信号。通过操作一个或多个阀门609利用接收到的信息实时调整源化学品的供给速度，从而在整个电镀处理期间保持所希望的且最好是不变的电解液化学成分。接着经过排出口管621来自分析器组件的废电解液流到废水处理系统622。
尽管一实施例采取对电解液的实时监视和调节，可以采用各种替代。例如，可以通过观察化学分析器组件616提供的输出值的操作员人工地控制剂量配定组件603。系统软件最好允许自动实时调节方式和操作员(人工)方式二者。另外，尽管在图16中示出多个控制器，可以利用单个控制器操作该系统的各个部件，例如化学分析器组件616、剂量配定组件603和热交换器624。其它实施例对于本领域技术人员是清楚的。
电解液系统220还包括一个与电解液废水处理系统622连接的电解液废水管620，以便安全地处理用过的电解液、化学品以及ECP系统中用过的其它液体。电镀槽最好包括与电解液废水管620或电解液废水处理系统622的直接管道连接，以便在不必经过电解液系统220回送电解液的情况下排空各电镀槽。电解液系统220最好还包括一个泄放连接以把超量的电解液泄放到电解液废水管620中。
电解液系统220最好还包括一个或多个适应于从电解液去掉不希望气体的脱气器组件630。该脱气器组件通常包括一个从通过该脱气器组件的液体中分离气体的薄膜和一个用来去掉释放出的气体的真空系统。脱气器组件630最好和靠近电解槽240的电解液供给管612排成一排。脱气器组件630最好定位成尽可能的靠近处理槽240，从而在电解液进入各处理槽之前由该脱气器组件去掉来自该电解液系统的大部分气体。每个脱气器组件630最好包括二个排出口以向每个处理台218的二个处理槽240提供脱过气的电解液。替代地，为每个处理槽设置一个脱气器组件630。可以在许多其它替代位置上放置脱气器组件。例如，可以把脱气器组件放在该电解液系统中其它位置处，诸如和过滤部分在一起或者在与主箱或者与处理槽一起的一个闭环系统中。作为另一个例子，一个脱气器组件和电解液供给管612排成一排以对电镀系统的所有处理槽240提供脱过气的电解液。另外，一个独立的脱气器组件被定位成和去离子水供给管排列成一线或位于一闭环中并且专用于从去离子水源中去掉氧气。由于去离子水用于冲洗被处理的基片，最好在到达SRD组件之前从去离子水去掉不含氧气体，从而电镀的铜不太可能因为冲洗处理变成氧化。脱气器组件在技术上是周知的，通常都可在市场买到并且适用于用到各种应用中。可从麻省Bedford的Millipore公司买到一种商用脱气器组件。
如图26a中所示的脱气器组件630的实施例包括一个憎水薄膜632，该薄膜632的一面上带有液体即电解液通道634，并且在该薄膜的相对面设置真空系统636。该脱气器组件的处壳638包括一个注入口640和一个或多个排水口642。当电解液经过脱气器组件630时，经该憎水薄膜从电解液分离电解液中的气体和其它微气泡并且通过真空系统排出。图26b中所示的另一实施例的脱气器组件630′包括一个憎水薄膜管632′和围绕该憎水薄膜管632′设置的真空系统。电解液被纺入该憎水薄膜管内部，并且当电解液通过该管中的液体通道634时，电解液中的气体和其它微气泡经该憎水薄膜管632′从电解液中分离出来并且通过该管周围的真空系统636排出。可以设想脱气器组件的更复杂设计，包括具有沿着该薄膜的电解液的蛇形通路的设计以及脱气器组件其它多段设计。
尽管图16中未示出，电解液系统220可包括若干其它部件。例如，电解液系统220最好还包括一个或多个辅助箱，用来存储用于基片清洗系统例如SRD台的各种化学品。还可以为危险材料连接采取双装载管系以在整个系统中提供各种化学品的安全传送。任选地，电解液系统220包括与辅助的或外部的电解液处理系统的连接并对该ECP系统提供辅助电解液供应。
图17是RTA室的剖面图。RTA室211最好和装载台210连接，并且通过装载台传送机械手228把基片运进和运出RTA室211。如图2和3中所示的ECP系统最好包括二个设置在装载台210二个相对面上的RTA室211，对应于装载台210的对称设计。RTA处理室在技术上是广知的，并且RTA室典型地应用于基片处理系统以便加强被沉积材料的性能。ECP系统200预期应用各种RTA室设计，包括热板设计和加热灯设计，以提高电镀效果。一种具体的适用的RTA室是可从加州Santa Clara处的Applied materials公司买到的WxZ室。尽管说明了一种热板RTA室，同样可以使用基它RTA室。
RTA室211通常包括一个外壳902，一个加热器板904，一个加热器907以及多个基片支持杆906。外壳902包括基座908、侧壁910和顶912。最好把冷却板913布置在外壳的顶912的下面。替代地，该冷却板集成为外壳的顶912的一部分。最好在外壳902内的基座908上设置反射隔离盘914。该反射隔离盘914典型地由诸如石英、矾土或者基它可耐高温，即约高于500℃的材料制成，并且充当加热器907和外壳902之间的隔热器。盘914还可以涂上反射材料，例如金以把热引回加热器板906。
加热器板904的质量最好比系统中被处理的基片的质量大得多并且最好由例如金刚砂、石英或者其它不和RTA室211中的环境气体或者基片材料起反应的材料制造。加热器907典型地包括电阻加热元件或传导/辐射热源构成，并且设置在加热器板906和反射器隔离盘914之间。加热器907和提供加热加热器907所需能量的电源916连接。在穿过基座908和盘914设置的导管922中最好安置热电偶920并且该热电偶延伸到加热器板904里。热电偶920连接到控制器222并对该控制器提供温度测量。然后该控制器根据温度测量以及所需的退火温度增加或降低加热器907提供的热。
外壳902最好包括设置在外壳902的外面与侧壁910热接触的冷却件918以便冷却外壳902。替代地，一个或多个未示出的冷却通道在侧壁910中形成以控制外壳902的温度。安置在顶912的内表面上的冷却板913冷却位于冷却板913附近的基片。
RTA室211包括一个设置在外壳902的侧壁910上的狭缝阀门(slitvalve)922以便利向和从RTA室传送基片。该狭缝阀门922选择性地密封该外壳的侧壁910上的与装载台210连通的开口924。装载台传送机械手228(见图2)经开口924向和从RTA室传送基片。
基片支持杆906最好包括用石英、氧化铝、金刚砂或其它抗高温材料制成的末梢锥形件。每个基片支持杆906放在最好用抗热抗氧化材料制成的、穿过加热器板904的管状导管926内。各基片支持杆906和升降板928连接，以均匀方式移动各个基片支持杆906。升降板928通过升降轴932和诸如步进电机的致动器930连接，其中升降轴932移动升降板928以便把基片定位在RTA室内的各个垂直位置上。升降轴932穿过外壳902的基座908并且由绕着该轴安装的密封凸缘934密封。
为了把基片传送到RTA室211中，打开狭缝阀门922，并且装载台传送机械手228经过开口924把它的其上放着一块基片的机械手托板伸到RTA室中。装载台传送机械手228的机械手托板在RTA室中把该基片定位在加热器板904的上方，并且各基片支持杆906向上延伸以把该基片举到该机械手托板的上方。接着该机械手托板回缩离开RTA室，并且狭缝阀门922关闭该开口。然后基片支持杆906回缩把基片下降到离加热器板904要求的距离处。可选地，各基片支持杆906可以完全回缩以使基片和加热器板直接接触。
最好穿过外壳902的侧壁910设置气体注入口936以允许在退火处理工序期间让选定的气体流入RTA室211。通过一个用来控制气体流入RTA室211的阀940，该气体注入口936和气源938连接。最好在外壳902的侧壁910的下部处设置气体排出口942以排出RTA室内的气体，该排出口最好和一个安全/止回阀944连接以防止来自该室外的大气回流。可选地，该气体排出口942和一个未示出的真空泵连接以在退火处理期间把RTA室抽到所要求的真空程度。
在基片于电镀槽中电镀并在SRD台中清洗后，基片在RTA室211中退火。在退火处理期间RTA室211最好保持在约为大气气压并把RTA室211内的氧气含量控制在约小于100ppm。RTA室211内的环境最好由氮(N2)或氮(N2)和少于4％的氢(H2)的混合物构成，并且流入RTA室211的环境气体保持为大于20升/分钟以把氧气含量控制在小于100ppm。电镀后的基片最好在约200℃到约450℃之间的温度下退火约30秒到30分钟，并且在约250℃到约400℃之间退火约1分钟到5分钟为更好。RTA处理典型地要求至少每秒50℃的温升。为了在退火处理期间对基片提供所要求的温升速率，最好把加热器板保持在约350℃到约450℃之间，并且最好在退火处理期间把基片放在离加热器板约Omm，即和加热器接触以及约20mm之间。最好由控制器222控制RTA室211的操作，包括保持RTA室内的要求环境以及加热器板的温度。
在完成退火处理工序后，各基片支持杆906把基片升高到用于传送出RTA室211的位置。打开狭缝阀门922，装载台传送机械手228的机械手托板伸到RTA室中并定位在基片的下面。基片支持杆906回缩以把基片降到机械手托板上。然后机械手托板回缩退出RTA室。接着装载台传送机械手228把处理后的基片传送到用于脱离该电镀处理系统的盒232中，如图2和3的实施例示出那样。
再参照图2，ECP系统200包括一个控制该工作台的各个部件的工作的控制器222。控制器222最好安装在主机架214的上面并包括一个可编程微处理器。典型地使用一个专门为控制ECP系统200的所有部件而设计的软件对该可编程微处理器编程。控制器222还向系统的各个部件提供电源并且包括一个允许操作人员监视和操作ECP系统200的操纵台223。如图2中所示，操纵台223是一个独立组件，它通过电缆和控制器222连接并且操作人员容易接近它。控制器222通常协调装载台210、RTA室211、SRD台212、主机架214以及处理台218的操作。另外，控制器222和电解液系统220的控制器合作以便提供用于电镀处理的电解液。
下面说明贯穿图2中所示的ECP系统200的典型基片电镀处理顺序。在ECP系统200的装载台210里的基片盒接收区224上装载含有多块基片的一个基片盒。装载台传送机械手228从该基片盒中的基片槽取出一块基片并把该基片放在基片定向器230中。该基片定向器230检查并且把该基片定向到整个系统中的所需处理方向上。接着装载台传送机械手228从基片定向器230传送定好向的基片并且把该基片放在SRD台212中的基片通过盒238中的一个基片槽中。主机架传送机械手242从基片通过盒238取出基片并且把该基片定位成供翻转机械手248传送。翻转机械手248转动它的位于基片下面的机械手托板并从主机架传送机械手托板拾取基片。翻转机械手托板上的真空吸附抓爪将基片固定到翻转机械手托板上，并且翻转机械手把基片从而向上的状态翻转到面向下的状态。翻转机械手248转动并且面向下地把基片放在基片支持器组件450中。基片位于基片支持器组件450的下面但在电接触元件466的上面。接着翻转机械手248释放基片以把该基片定位在电接触元件466上。基片支持器元件464向前移动基片并且真空吸盘把基片固定在基片支持器元件464上。基片支持器组件450上的气囊组件470对基片背面施加压力以确保基片电镀表面和电接触元件466之间的电气接触。
头部组件架452下降到位于处理槽420上方的处理位置。在该位置上基片低于溢流口478的上平面并且和电解槽420中含有的电解液接触。激励电源以便对阴极和阳极提供电能，即电压和电流从而启动电镀处理。典型地在电镀处理期间连续地把电解液泵入电解槽中。通过控制器222控制提供给阴极和阳极的电能以及电解液的流动以达到所要求的电镀效果。最好在下降头部组件时并且还在电镀处理期间转动头部组件。
当完成电镀处理后，头部组件410升高基片支持器组件450并且从电解液中移出基片。头部组件最好转动一段时间以帮助从基片支持器组件去掉残余电解液。接着真空吸盘以及基片支持器组件的气囊组件从基片支持器元件464释放基片，并且该基片支持器元件464升高以允许翻转机械手托板从电接触元件拾取处理过的基片。翻转机械手在电接触元件中的处理过的基片的上方转动翻转机械手托板并且利用翻转机械手托板上的真空吸附抓爪拾取基片。翻转机械手转动带有基片的翻转机械手托板离开基片支持器组件，把基片从面向下的状态翻转到面向上的状态并且把基片放在主机架传送机械手托板上。接着主机架传送机械手传送处理过的基片并将其定位在SRD组件236上面。SRD基片支持件升高基片，并且主机架传送机械手托板退出SRD组件236。如前面讨论那样，在SRD组件中利用去离子水或去离子水与清洗液的混合液清洗基片。接着为了从SRD组件传出基片而定位该基片。装载台传送机械手228从SRD组件236拾取基片并且把处理过的基片传送到RTA室211以进行提高沉积材料的性能的退火处理。接着通过装载台机械手228把退过火的基片传送出RTA室211并且放回到基片盒中以离开该ECP系统。在ECP系统200中可以基本同时地对多块基片进行上述顺序。该ECP系统可改编成提供多组基片处理。
2.基片支持器系统
基片支持器系统14能把基片浸入到电解槽中的电解液里。该基片支持器系统14能相对于电解液的基本上为水平的液面线倾斜含有一块基片的基片支持器组件。基片支持器系统的某些实施例能够在把基片浸入在电解液期间转动基片。浸入期间倾斜基片限制在电解液内于基片支持器和/或基片下面形成气泡或气桥。本节说明基片支持器系统一实施例的结构和操作。
如前面所说明，图6提供一个其中头部组件410能在x和z方向上平移基片支持器组件450的实施例。图25是能在水平和垂直方向上移动基片支持器组件2450的基片支持器系统14另一实施例的部分剖面图。图25中示出的基片支持器系统14的实施例除了在x方向和Z方向移动基片支持器组件外还从水平方向按角度α倾斜该基片支持器组件。该实施例在由基片支持器组件支持着基片把基片浸入电解液期间提供基片的转动。该基片支持器系统14包括一个可转动的头部组件2410和一个头部组件架2452。头部组件架2452包括一个安装柱2454，一个轴2453，一个柱盖2455，一个悬臂2456，一个悬臂致动器2457以及一个铰接头2459。安装柱2454安装在主机架214的机体上，而柱壳2455覆盖安装柱2454的顶部。
安装柱2454最好提供该安装柱在箭头A1所指方向上的转动运动，以允许头部组件架2452绕一个穿过该安装柱大致垂直延伸的轴转动。这种运动通常是为了使头部组件2410对准电解槽而提供的。
悬臂2456的一端枢轴地和悬臂致动器2457的轴2453连接。悬臂致动器2457例如是气缸，丝杠致动器，伺服电机或其它类型的致动器。悬臂2456在铰接头2459处枢轴地和安装导轨2460连接。悬臂致动器2457装配在安装柱2454上。铰接头2459可转动地装配在柱盖2455上，从而悬臂2456可以在该铰接头处绕该柱盖转动。对悬臂致动器2457的激励提供悬臂2456绕该铰接头沿箭头A2指示的方向转动。替代地，可以把一个旋转马达配置为悬臂致动器，其中在柱盖2455和铰接头2459之间直接连接旋转马达的输出。该旋转马达影响悬臂2456和头部组件2410绕该铰接头的转动。
可转动头部组件2410和头部组件架2452的安装导轨2460连接，并且安装导轨2460设置在悬臂2456的末端。可转动头部组件2410绕铰接头2459的转动导致可转动头部组件2410的基片支持器组件2450内的基片相对于水平线线绞接头2459的倾斜。当悬臂致动器2457回缩时，如图6中所示，悬臂2456升高头部组件2410从而离开处理槽420。可转动头部组件2410的倾斜导致基片相对于水平线的倾斜。在从/向电镀处理槽240取出和/或更换基片支持器组件期间采取这种基片倾斜，当悬臂致动器2457伸长时，悬臂2456朝着处理槽420移动头部组件2410使基片成接近水平的角度。在ECP期间基片最好处于基本水平的状态。
可转动头部组件2140包括一个和安装导轨2460可滑动连接的转动致动器2464。安装导轨2460引导可转动头部组件2410的垂直运动。在安装导轨2460上设置一个头升降致动器2458以对头部组件2410的垂直移动提供运动力。头升降致动器2458的轴2468插入到固定在旋转致动器2464的机体上的升降导子2466中。轴2468最好是沿箭头A3所示的方向在不同垂直位置之间移动该升降导子的丝杠型轴。可以利用可转动头部组件2410的该升降从电镀处理槽240取出和/或更换基片支持器组件。对于定位基片从处理槽取出基片是必须的，从而机械手可以从可移动头部组件2410取下基片。
转动致动器2464通过轴2470与基片支持器组件2450连接并且在箭头A4所示方向上转动基片支持器组件2450。电镀处理期间基片的转动通常提高沉积效果。最好在电镀处理期间，头部组件绕基片的垂直轴在0RPM和约200RPM之间，尤其在约10到约40RPM之间转动基片。以较高角速率旋转基片可能会引起电解液中的扰动。当降低头部组件以把基片定位成和处理槽中的电解液接触时，以及当升高头部组件以从处理槽中的电解液里取出基片时，也可以转动头部组件。当从处理槽升高头部组件后，最好以高速，例如高达2500RPM旋转头部组件。基片的这种在从电解液中取出后的旋转通过向基片上的液体施加离心力促使去掉基片上的残留电解液。
图27示出可转动头部组件2410的一实施例的剖面图，该头部组件可包括在图25中所示实施例的基片支持器系统14中以提供基片的转动。该可转动头部组件2410提供推板66的下降以把基片定位成和电接触元件67接触。该推板可以升高，以便提供推板66和电接触元件67之间的空隙从而允许从可转动头部组件2410取出基片或者向其插入基片。可转动头部组件2410包括基片支持器组件2450、旋转致动器2464、轴罩2763、轴2470、电贯通器2767、电导体2771以及气动贯通器2773。旋转致动器2464由头转动架2760和头转动马达2706组成。头转动马达2706包括线圈部分2775和磁旋转元件2776。空心线圈部分2775生成使磁旋转元件2776绕一垂直轴旋转的磁场。基片支持器组件2450包括液体屏2720、接触架2765、推板66、电接触元件67以及弹簧组件2732。
接触架2765和弹簧组件2732通常是环形的，且这二个元件互相配合并且可以提供传到推板66和电接触元件67的组合转动。弹簧组件2732包括上弹簧表面2728、弹簧波纹管连接件2729和下弹簧表面2738。密封元件2751密封上弹簧表面2728和推板66之间的液体通道。密封元件2753密封下弹簧表面2738和接触架2765之间的液体通道。
向与基片上的种层接触的电接触元件67提供电能以在阳极16和基片上的种层之间提供所需电压从而引起电镀。经电贯通器2767、导体2733和接触架2765，从控制器222向电接触元件67供电。电接触元件67物理上和电气上与基片上的种层接触。轴2470、接触架2765、弹簧组件2732、推板66、电接触元件67、旋转架2799以及基片22都固定在推板66和电接触元件67之间，它们作为一个整体绕头部组件2410的纵轴转动。头部旋转马达2706为上述这些元件绕其垂直轴转动提供原动力。
通过气动贯通器2773可控地向可转动头部组件2410的一些部分提供真空以便控制推板66相对于电接触元件67的位置。提供真空的气动贯通器2773包括可控制真空源2790、套筒件2792、流体导管2794、环形槽2795、流体口2796和流体通道2798。套筒件2792可以是一个别件，或者如图27中所示是轴的一部分。环形槽2795在套筒件2792内绕轴2470的周界延伸。该气动贯通器向压力容器2740提供真空。该压力容器配置成取决于头部组件2410的结构保持正气压或真空。流体口2796和该环形槽流体地连通。流体口2796沿着轴2470轴向地从环形槽2795延伸到轴2470的底部。流体通道2798穿过接触架2765。轴的底部处的流体孔2796和流体通道2798流体连通。套筒件2792的内表面和轴2470的外表面之间存在小容隙例如约为0.0002英寸，以允许二者间的相对转动。
经过流体导管2794从真空源2790向套筒件2792的内表面以及环形槽2795提供真空。从流体口2796向流体通道2798以及压力容器2740提供真空。由于套筒件2792和轴2470之间的紧密空隙(tightclearance)，向套筒件2792的内表面施加的真空通过环形槽2795传到流体口2796。该紧密空隙限制在套筒件2792和轴2470的外表面之间的空气进入。从而，从可控真空源2790提供的真空扩展到该压力容器。轴2470内的真空通过流体通道2798传到在弹簧组件2732和接触架2765之间形成的压力容器2740。从而可控真空源2790提供的真空控制压力容器2740内的真空。
弹簧波纹管连接件2729把一个弹簧和一个波纹管结合起来。弹簧偏置连接件2729固定在推板66和接触架2765之间。弹簧波纹管连接件2729限制流体在推板66和电接触元件67之间流动。弹簧波纹管连接件2729还在轴向从放松形状压缩或伸长时施加弹簧力。利用弹簧波纹管连接件2729使推板66相对于电接触元件67定位。可以把任何类型的具有弹簧常数的波纹管或阻尼件用作为弹簧波纹管连接件2729。替代地，可以把分立的弹簧和波纹管件用作为弹簧波纹管连接件2729。上弹簧表面2728是环形的并且密封式地和推板66连接。下弹簧表面2738密封地和接触架2765连接。压力容器2740是由接触架2765和弹簧组件2732之间的环带定义的。在一实施例中，常规下通过弹簧波纹管连接件2729施加的弹簧拉力把推板压在基片的背面上。在压力腔2740中施加真空升高弹簧波纹管连接件2729，从而还升高推板66。
当机械手(未示出)在电接触元件67上装上或取下基片22时，推板66移动到升高的位置。在该机械手插入后，基片22放置在该接触元件上以使基片22的电镀表面的周边放置在该接触元件上。接着推板66下降稳固地压着基片22的上表面以确保基片22的电镀表面和电接触元件67之间紧贴接触。从而可以从控制器222把电施加到基片22的种层上。
基片支持器组件2450配置成把基片22保持在夹紧状态下，从而可以在交换、干燥和处理状态之间移动基片。还可以向下地偏移推板66以把基片22紧靠在电接触元件67上。推板66还可以向上偏移以在推板66和电接触元件67之间提供一个空间，机械手装置可通过该空间插入基片。在图27中示出的实施例中，通过由可控真空源2790在压力容器2740内建立的真空提供推板的向上偏移。压力容器2740内的真空造成上弹簧表面2728、弹簧组件2732的其余部分以及附着的推板66向上移动。
减小来自可控真空源2790的真空使弹簧波纹管连接件2729回到它的常规拉伸位置，在该位置下上弹簧表面2728偏移附着的托板66以便和位于电接触元件67上的基片22紧固接触。对于加强电接触元件67和基片22上的种层之间的电气接触，这种基片对电接触元件67的物理偏置是足够的。电接触元件67在插入到基片支持器组件中的基片上的种层周边上延伸并且相对于图6实施例中所示的阳极组件474电偏置，从而引起该种层上的金属沉积。推板66、电接触元件67、弹簧波纹管连接件2729和插入在该电接触元件上的基片全都相对于流体屏2720转动。流体屏2720对轴罩2763保持固定并且不转动。
头转动马达2706安装在空心头转动架2760内部周界并且至少部分地通过该周界延伸，该马达和轴2470连接。空心线圈部分2775安装在空心头转动架2760内并且基本对后者保持静止。轴2470包括一个可以绕垂直轴转动的磁部分2777。该磁部分2777物理上设置在空心线圈部分2775的空心部分内。空心线圈部分2775引起磁部分2777以及所连接的轴2470的转动。在轴罩2763和轴2470之间设置轴承2785以限制轴2470绕垂直轴转动期间的横向移动。在该轴的下端处的轴2470的输出提供基片支持器组件2450的某些部分，包括推板66以及在该推板和电接触元件67之间保持的基片22的转动运动，如下面说明那样。头转动马达2706可以是在控制器222的影响下产生范围例如从0RPM到2500RPM的输出旋转的类型。
流体屏2720是选用的，并且当采用时它可设置在基片支持器组件2450的上面，并且最好与之相隔开。该流体屏含有电解液或者通过在基它相邻设备上的基片支持器2450的离心转动从基片或者从基片支持器组件去除的其它物质。
3.一旦浸入时倾斜基片的流体效应
一种改进电镀均匀性的技术涉及限制能和基片上的种层接触的气泡或气穴。本发明限制基片浸入电解液期间在电解液和基片之间捕获的气泡或气桥。电解液中的气泡或气桥可能造成沉积层的凹痕、锈蚀、变形和不均匀。如果存在时间足够长，气泡或气桥会限制电解液中的金属离子沉积在基片上，从而在基片上形成空穴。
一种使基片和/或基片支持器组件捕获气泡的机会最小的技术是，当把基片浸入电解液中时相对于水平线倾斜基片/基片支持器组件。基片以及其上形成的种层会由一层非常薄的电解液边界层覆盖。当基片相对水平线以一角度倾斜地放入电解液时，靠近该基片的气泡会沿着该边界层向上流动。气泡在不和基片任何部分接触的情况下沿着该边界层流动的趋势随倾斜角的增大而增大。
图34和35示出由基片支持器组件支持的基片按对水平线成α角地浸入到电解液中的相继步骤。这些图示出各个特征部位如何更彻底地由电解液填满，并且这些部位内的气泡如何更彻底地从这些部位排出。如图25中所示，通过沿着安装导轨2460向下移动升降导子2466基片22下降进入电解液。为了解释使基片22浸入电解液中的机理，把电解液的液面看成是相对于该基片在箭头3406所示的方向从图34中示出的液面3402上升到图35中示出的液面3402′。在基片22的表面上形成一个示例特征部位3410，例如通路、沟道、电接点等。现代半导体处理中这些特征部分的宽度典型地为几微米。
当基片的倾斜角α大于0度时，基片22上的电解液的“流动”由于基片22的种层上的弯液面3004的移动而增强。弯液面3004是和相邻固体材料的表面接触的液体的上凸表面，弯液面是由于表面张力造成的。例如，在含有水的玻璃杯中由于水表面和含有它的玻璃杯的接触形成弯液面。当基片浸入电解液中时，弯液面3004加强气泡从这些特征部位内的移动。加大倾斜角α还会通过利用因表面张力产生的弯液面的移动作用使得弯液面在移动基片上的特征部分内的气泡和气穴上更加有效。和弯液面关联的表面张力起到沿着该部位拉电解液的作用，从而当如箭头34所示电解液从液面3402上升时表面张力起到使基片的部位表面3410上所含有的气泡或气穴移动的作用。
当电解液的液面从图34中的液面3402升到图35中示出的液面3402′时，弯液面3004上升到位于该部位的下台面3412之上。表面张力是一种重要的用来使电解液填满特征部位3410的机理。如果没有表面张力，当电解液的液面上升到部位3410的最高打开点(openingpoint)3416时，电解液的液面会如虚线3418所示那样水平蔓延。如果没有表面张力，会在虚线3418上面的空间中形成气泡。实际上，随着弯液面向上移动经过该部位的开口，表面张力把电解液拉到该特征部位中。和表面张力关联的液体分子引力“拉回”电解液，并且彻底把该部位填满到由3402指示的上界。在此情况下，电解液弯液面移动在别的情况下会聚合在该部位内的空气。当倾斜角α在0到90度内增大时，更快地把电解液拉入到该部位中。电解液更快移动的原因是，随着倾斜角α的加大所捕获的空气的体积，即在线3418之上减小，特别当α超过45度时。
当基片相对于水平面按小于较大的倾斜角的倾斜角α，例如和大于45度相比的小于45度的角度浸入时，电解液移动该部位内含有的气泡所需要的时间更长。例如，基片支持器组件的电接触元件和基片一起形成一个颠倒的凹区。随着基片角度的加大该颠倒凹区内捕获的空气的面积减小。当基片支持器组件中的基片接近但不平行地水平线时，必须由基片支持器系统14以较慢的角速度倾斜该基片支持器组件以有效地排出气桥和气泡。对于用电解液充分地填满特征部位，这种较慢的倾斜角速度是必须的，基片支持器系统的实际倾斜角速度是诸如电解液的化学成分、基片的表面、基片和基片支持器组件的结构及表面等因素的函数。
在基片的起动、处理和取出期间，基片支持器组件2450起相对于电解液定位基片种层的作用。由控制器222控制基片支持器系统的操作，其中包括：向压力容器2740施加真空以便延伸或回缩推板66，马达2706的操作和角速度，控制基片倾斜的铰接头2459的定位以及其它此类机械移动。在图28A至28H中示出金属沉积处理期间基片支持器系统14的系列动作的实施例。图29中示出的方法2900的一实施例由控制器222执行以实现图28A至28H所示的系列动作。
图28A至28H示出的基片支持器系统14的系列动作是结合图29中示出的方法2900一起理解的。在图28A至28H的系列动作期间，通常把一块基片插入到基片支持器组件中，把该基片浸入电解液，处理该基片，从电解液取出该基片并且从基片支持器组件取下该基片。
图28A和图29中的框2902示出基片支持器系统14定位在交换位置上，在该位置下通过在图27中示出的真空容器2740内形成真空把基片支持器组件的推板66回缩到一升高的位置。基片支持器系统14位于其交换位置以允许一个未示出的支持着一块基片22的机械手托板把基片插入到电接触元件67和推板66之间。
如图28B和图29中的框2904所示，当把基片22装在电接触元件67上时，机械手将该基片22安装于推板66和该电接触元件67之间。接着推板66下降以对背面施加偏压从而固定基片22，并且提供电镀表面和该接触元件之间的充分电气接触。利用紧固基片22但不对其造成损伤的力下降该推板。通过减小施加到图27中所示的压力容器2740中的真空实现该推板的下降，从而使弹簧波纹管连接件2729向下回到它的预置位置。在剩余的基片22的处理期间内，该推板保持该降低的偏压状态，直到把基片支持器组件内的推板移到如图28G所示的交换位置为止。在基片可被转动的基片支持器系统14的各实施例中，基片支持器系统开始绕穿过基片的垂直轴转动图28B中的基片，并且一直持续到图28G。取决于基片是否正在被浸入电解液、正被处理、或正从电解液中移出或者正通过离心力旋转甩干基片，在整个过程中可能改变转动角速度。
图28C和图29的框2906示出作为激励头升降部分2708以使升降导子2466相对于安装导轨2460向下移动的后果，基片支持器组件2450移动到干燥位置。在该干燥位置，基片支持器组件在包含于电解液槽12中的电解液的上方支持基片22。在基片浸入电解液之前以及从电解液中取出基片后，基片22位于该干燥位置。把基片22定位在干燥位置上是例行工序的一个部分，从而基片22可以快速地浸入到电解液中。
图28D和图29中的框2908示出通过头部组件架使基片支持器组件2450、转动致动器2464和头升降部分2708作为整体地绕铰接头2459倾斜。能够可控地激励轴2453以及相连的悬臂2456的悬臂致动器2457实现支持着基片的头部组件架2410绕铰接头2459的倾斜。对基片上的种层提供倾斜以促进把该种层浸入到电解液中，如图28E中所示。
图28E和图29的框2910示出从干燥位置把头部部分2450中含有的基片浸入到电解液中。在基片的浸入期间旋转轴2468。在该轴的旋转期间，沿着安装导轨2460使升降导子2466向下移动以产生头部组件2410的向下运动。同时，头部组件2410绕着铰接头2459向下转动以便造成基片的倾斜。使基片22和水平线成角度倾斜把在电解液中的基片/基片支持器的下面集获气泡和气桥的可能变为最小。该种对气泡的限制归因于当基片22沉入电解液中时弯液面3004在限制所捕集的气泡的数量中的增强作用，并且还归因于能让气泡更容易地沿着倾斜的基片表面逸出。另外，浸入期间转动基片使气泡附在种层上某位置处的可能为最小。
图30示出当通过基片支持器系统14把基片浸入到电解液中时如何在二个位置22′和22″之间改变倾斜角α。图30、31、32中的电接触元件67代表实际上和基片接触的电接触元件的一部分。为了简化图示没有示出类似于图27中所示的电接触元件的基它部分。基片22′相对水平线的角度为α1而基片22″的相对水平线角度为α2。在图31实施例中用22′和22″示出的位置之间，当更多地把基片浸入电解液中时基片也向左移动，如图28E和28F中的位置所反映那样。
图31示出电接触元件22的垂直高度H。对于基片、电接触元件和电解液的给定组合，高度H越大通常会在以水平或倾斜姿态浸入基片时于给定基片的下面造成更大的捕获空气的体积。从而，希望限制该高度H以便在电解液中减小浸入过程中基片下面捕获气泡的数量和体积。
一旦浸入到电解液中有可能在基片和电接触元件67之间形成气泡和气桥。图31中的气泡3002是在过快把基片22浸入到电解液时形成的。替代地，当速度过慢地把基片22浸入电解液内时，如图32中所示，则在基片22和电接触元件67之间形成气桥3102。当以适当速度把基片22浸入电解液中时，在电解液内于基片22和电接触元件67之间既不形成气泡3002也不形成气桥3102。
曲线33画出在把基片初始浸入后的时间做为横坐标3304，把代表基片倾斜角α随时间的变化的变化率作为纵坐标3302 dα/dt的曲线。当基片接近浸入时，基片的倾斜角α典型为45度，或者在某些实施例中接近90度。通过悬臂致动器2457绕铰接头2459轴枢地转动头部组件2410的量来控制基片倾斜角α。由3306表示的dα/dt的值示出当基片的周边开始浸入电解液中时基片倾斜角α朝水平线改变的大速率。当继续浸入时，如3308的值所示倾斜角α的变化率下降。由于基片更接近水平，以更慢的dα/dt变化率使基片浸入电解液中以使电解液从特征部位移动空气。在此期间，弯液面3004，即电解液接触基片处，缓慢地扫过基片表面上的种层，并且从基片表面内的各特征部位中移动空气。弯液面的这种扫过动作使基片22和电接触元件67之间的气泡3002或气桥3102的形成为最小，并且限制基片种层上特征部位内形成气泡。优选的dα/dt是作为诸如倾斜角α、电解液的组成以及基片22和电接触元件67的表面的各种因素的函数。在基片表面完全浸入后，如3310所示倾斜角α变化率变成零，因为基片完全浸入并是水平的，而且基片位于要电镀的位置。在部分3310期间大部分金属膜沉积在基片种层上。重要的是在部分3310期间限制气泡3002或气桥3102的影响以及形成。
如图28F和图29的框2912中所示，转动致动器2464和头升降部分2708整体地由头部组件架绕铰接头2459轴枢地转到处理位置。当该头部位于处理位置时，在电解液内大致水平地保持基片22。当头部2450把基片水平地倾斜成处理位置时，基片22的整个电镀表面浸在电解液中。
当头部2450如图29的框2914所示在该处理位置上处理时，头部2450把基片22支持在使电镀表面浸在电解槽中所含的电解液的位置。头部2450的一些部分，包括接触架2765、推板66、电接触元件67，以约0至约200RPM之间(最好约在20至40RPM之间)的速度转动。基片22的转动提供金属离子在电镀表面上均匀沉积。基片22的转动以及头部2450的各转动部分不会象电解液内的过度转动那样在电解液中产生太多的扰动。当基片支持器系统14处于处理位置时，电解液和阳极16间反应所产生的金属离子沉积在基片22的电镀表面上，
如图28G和图29的框2916中所示，在基片22上进行处理后，接着通过基片支持器系统14把头部2450移到干燥位置。为了提供图28F中所示的处理位置和图28G中所示的干燥位置之间的移动，升降导子2466相对于安装导轨2460向上平移。另外，头部组件2410绕着铰接头2459向上转动。当头部2450处于该干燥位置时，基片以约600和约2500RPM之间，最好约为2000RPM的速度旋转。这种旋转通过离心作用使基片22干燥。替代地，可以把基片22传送到一个独立的如图4实施例中所示的转动-清洗-干燥单元中。
如图28H和图29的框2918中所示，接着通过使升降导子2466相对于安装导轨2460向上平移把头部上升到交换位置。当该头部位于交换位置时，按足以使机械手从基片支持器组件取出基片22的量升高推板66。在升高该推板后，典型地把未示出的第一机械手托板插入到基片22和该推板之间以取出处理过的第一基片。另一个机械手托板把要处理的新基片插入放在电接触元件上。然后下降该推板以把该基片在基片支持器组件内紧固就位。接着在该新基片上进行图28A至28H描述的金属沉积处理。
尽管上面提供一种能用来在基片浸入电解液期间相对水平线倾斜基片的基片支持器系统14的实施例，但也可以使用任何一旦浸入后能把基片固定在倾斜位置上的部件。图36示出基片支持器系统14的另一实施例，其包括支承架3609、支承3610、铰接头3611、可转动头致动器2410和可控件3602。在一实施例中可转动头致动器2410按图27中所示配置。
支承架3609包括横向轨3650、横向从动件(follower)3652、垂直轨3654和垂直从动件3659。横向轨3650一端或二端刚性地固定在物理接地表面3658上。通过紧配合连接、多个轮从动件、气垫或其它类似滑动连接，横向从动件3652被限制成跟随横向轨3650。由图3中所示的控制器222控制的致动器3660可控地沿着横向轨3650移动横向从动件3652。
通过焊接、螺栓、铆钉或其它已知的使垂直轨3654跟随横向从动件3652的横向运动的连接件，把垂直轨3654刚性地附着在横向从动件3652上。通过紧配合连接、多个轮从动件、气垫或其它类似滑动连接，垂直从动件3656限制成跟随垂直轨3654。由控制器222控制的致动器3666可控地沿着垂直轨3650移动垂直从动件3656。
头部组件2410通过铰接头3611可转动地和垂直从动件3656连接。铰接头3611由包括铰接头从动轮3672、铰接头驱动轮3674和耦接带3676。该耦接带3676把来自铰接头驱动轮3674的转动动力传送到铰接头从动轮3672以在图27中实线所示的倾斜位置和虚线3678所示的垂直位置之间转动该头部组件。铰接头驱动轮3674是由诸如转动步进电机、驱动马达或任何已知类型的转动马达驱动的。
于是，支承架3609能在三个方向上移动头部组件2410。第一，相对于横向轨3650移动横向从动件3652在坐标系3620所示的x方向上移动头部组件2410。第二，相对于垂直轨3654移动垂直从动件3656以在坐标系3620所示的Z方向上移动头部组件2410。第三，转动铰接头从动轮3672以在箭头3680指示的方向上倾斜该头部组件。
在另一实施例中，可以通过在一个与铰接头3611连接的偏置连杆(未示出)和支承3610之间延伸的一个活塞或线性驱动件提供转动致动器3670。在此配置下，通过偏置连杆的偏置，活塞或线性驱动件的线性驱动转换成头部组件2410的转动运动。
支承架3609在保持水平取向的同时可以升高、降低或横向移动头致动器2410。可以利用一个未示出的机械手部件对支承3610提供坐标系3620所示X方向和Z方向上的运动。
为了把头部组件2410浸入到电解槽里的电解液中，通过转动致动器3670按倾斜角α倾斜基片。通过移动支承3610的机械手部件的移动，可以在X方向上横向移动该支承以使头部组件对准处理槽。通过支承架3609的垂直从动件3656上的致动器3666的驱动，接着向下移动支承3610以把基片浸到处理槽包含的电解液中。通过控制器222以限制头部组件2410的任何部分与处理槽的任何部分相接触的方法来控制转动致动器3670和致动器3666的联动运动。接着在控制器222的控制下通过转动致动器3670的移动把头部组件2410移动到水平线位置(α＝O)。在摆平该头部组件期间，可能必须通过用于在X方向上移动头部组件2410的致动器3666使头部组件同时对齐处理槽。然后通过致动器3666的移动从处理槽移出头部组件。
尽管上面的说明针对本发明的优选实施例，但在不背离本发明的基本保护范围的情况下可以产生本发明的其它以及进一步的实施例。

Claims (21)

1.一种用于把基片上形成的电镀表面浸入到电解液中的方法，该方法包括：
在该电解液上方把该基片定位成和水平线成某一角度；以及
在保持该基片相对于水平线成某一角度的同时垂直地移动该基片以把该电镀表面浸到电解液中。
2.如权利要求1所述的方法，其中浸入期间转动所述基片以限制气泡和基片上的任何位置接触。
3.如权利要求1所述的方法，其中在所述垂直移动期间朝着水平线改变该相对于水平线的角度。
4.一种含有一个软件例程的计算机可读介质，该软件例程执行时使通用计算机实现一种用于控制基片上所形成的电镀表面浸入到电解液中的方法，该方法包括：
在该电解液上方把该基片定位成和水平线成某一角度；以及
在保持该基片相对于水平线成某一角度的同时把该电镀表面垂直移动到电解液中。
5.如权利要求4所述的方法，其中转动所述基片以限制气泡和基片上的任何位置接触。
6.如权利要求4所述的方法，其中在所述垂直移动期间朝着水平线改变该相对于水平线的角度。
7.一种用于把基片上形成的电镀表面浸入到电解液中的方法，该方法包括：
在该电解液上方把该基片定位成和水平线成某一角度；
在电解液槽内保持电解液；以及
在保持该基片相对于水平线成某一角度的同时垂直移动该基片以把该电镀表面浸入到电解液中，其中在所述浸入期间该基片上的种层的至少一部分和电解液接触。
8.如权利要求7所述的方法，其中在所述垂直移动期间朝着水平线改变该相对于水平线的角度。
9.一种用于电镀的设备，包括：
一个槽；
一个配置成把基片保持成基本水平状态或者倾斜状态的基片支持器组件；以及
一个配置成在X方向和Z方向移动该基片支持器组件并且倾斜该基片支持器的致动器。
10.如权利要求9所述的设备，其中该致动器配置成在基片倾斜成倾斜状态时垂直地把该基片移动到该槽中。
11.如权利要求10所述的设备，其中该致动器配置成在垂直地把基片移到该槽中后把基片从其倾斜状态转到大致水平状态。
12.如权利要求11所述的设备，其中该槽是电解槽，且其中该电解槽含有电解液，其中随着基片浸入到电解液中从其倾斜状态浸入到其水平状态。
13.如权利要求9所述的设备，其中该槽是电解槽，且其中该电解槽含有电解液。
14.如权利要求13所述的设备，其中所述电解液中含有气泡，且其中基片垂直地浸入电解槽中，以便限制气泡和所述基片上的任何一个位置保持接触。
15.一种用于驱动电解液在基片的表面上形成的弯液面的方法，包括当基片浸入电解液中时加强电解液弯液面和该表面间的交互作用。
16.如权利要求15所述的方法，还包括加大弯液面和基片表面相交的角度。
17.如权利要求16所述的方法，其中和弯液面相交的基片表面是一区域。
18.如权利要求16所述的方法，其中和弯液面相交的基片表面是一特征部位。
19.如权利要求15所述的方法，其中加强变液面和该表面间的交互作用包括加大从基片表面去掉空气的力。
20.如权利要求19所述的方法，其中和弯液面相交的基片表面是一区域。
21.如权利要求19所述的方法，其中和弯液面相交的基片表面是一特征部位。
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