DE102006062031B3 - System zum Antreiben und Steuern einer bewegbaren Elektrodenanordnung in einer elektro-chemischen Prozessanlage - Google Patents

System zum Antreiben und Steuern einer bewegbaren Elektrodenanordnung in einer elektro-chemischen Prozessanlage Download PDF

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Abstract

Durch Bereitstellen eines verbesserten Antriebssystems für elektrochemische Ätzprozessanlagen wird der Betriebsbereich sowie die Zuverlässigkeit verbessert. Zu diesem Zweck wird ein Elektromotor mit hohem Drehmoment in Verbindung mit einer geeigneten Kraftübertragung eingesetzt, die an einem entsprechenden Anlagenrahmen an einem Höhenniveau angebracht ist, das über einem entsprechenden Höhenniveau liegt, bei welchem entsprechende Chemikalien dem zu verarbeitenden Substrat zugeführt werden. Somit wird die Wahrscheinlichkeit für die Kontamination durch Chemikalien deutlich verringert, wodurch auch der Wartungsaufwand verringert wird, was zu geringeren Herstellungskosten führt.

Description

  • Gebiet der vorliegenden Erfindung
  • Im Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung die elektrochemische Behandlung einer Oberfläche eines Substrats, das zur Herstellung von Mikrostrukturbauelementen verwendet wird, etwa von Schaltungselementen integrierter Schaltungen unter Anwendung eines Reaktors und einer bewegbaren Elektrodenanordnung oder Fluidapplikationsanordnung, wobei die zu behandelnde Oberfläche in einer linearen Bewegung abgetastet wird.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • In vielen technischen Gebieten ist die elektrochemische Behandlung einer Substratoberfläche, etwa das Abscheiden von Metallschichten auf und/oder das Entfernen von Metall von der Substratoberfläche eine häufig eingesetzte Technik. Beispielsweise hat sich zum effizienten Abscheiden relativ dicker Metallschichten auf einer Substratoberfläche das Plattieren in Form des Elektroplattierens oder stromlosen Plattierens als eine geeignete und kosteneffiziente Technik erwiesen, und somit wurde das Elektroplattieren ein attraktives Abscheideverfahren in der Halbleiterindustrie. In ähnlicher Weise wird das Entfernen von Metall von freiliegenden Substratoberflächen häufig auf der Grundlage einer elektrochemischen Behandlung ausgeführt, was auch als elektrochemisches Ätzen bezeichnet wird.
  • Im Allgemeinen kann das elektrochemische Abscheiden oder das Entfernen von Metallen, etwa das Elektroplattieren oder das elektrochemische Ätzen, auf der Grundlage eines geeigneten Elektrolyts bewerkstelligt werden, das entsprechende Metallionen enthält, die an der Substratoberfläche elektrisch neutralisiert werden, die als die Kathode dient, wodurch sich das Abscheiden von Metallatomen auf der elektrisch negativen Oberfläche ergibt. Die abgeschiedene Metallmenge ist proportional zum Stromfluss durch das Elektrolyt entsprechend dem Faradayschen Gesetz. In ähnlicher Weise kann während des elektrochemischen Ätzens die Substratoberfläche als eine Verbrauchsanode dienen, wobei das Metall der Substratoberfläche, die mit der Elektrolytlösung in Kontakt ist, ionisiert wird und in Lösung geht. Abhängig von der Chemie des Metalls und des Salzes in der Lösung scheiden sich die entsprechenden Metallionen auf einer entsprechenden Kathode ab, wie dies zuvor für das elektrochemische Abscheiden beschrieben ist oder diese fallen als Niederschlag aus oder bleiben in Lösung. Während der vergangenen Jahre wurde Kupfer ein bevorzugter Kandidat bei der Herstellung von Metallisierungsschichten in modernen integrierten Schaltungen auf Grund der überlegenen Eigenschaften des Kupfers und der Kupferlegierungen in Bezug auf die Leitfähigkeit und die Widerstandsfähigkeit gegen Elektromigration im Vergleich zu beispielsweise dem häufig eingesetzten Aluminium. Da Kupfer nicht effizient durch physikalisches Dampfabscheiden, beispielsweise durch Sputter-Abscheidung, mit einer Schichtdicke in der Größenordnung von 1 μm und mehr abgeschieden werden kann, wird gegenwärtig das Elektroplattieren von Kupfer und Kupferlegierungen als bevorzugtes Abscheidevahren bei der Herstellung von Metallisierungsschichten eingesetzt. Durch Anwendung des Kupfer-Damaszener-Verfahrens, d. h. das Ausbilden von Metallisierungsschichten durch Füllen von Kontaktlöchern und Gräben, die zuvor in einer dielektrischen Schicht strukturiert werden, mit Metall auf der Grundlage eines elektrochemischen Abscheideprozesses, wurde viel Erfahrung auf dem Gebiet der Halbleiterherstellung in Bezug auf elektrochemische Prozesse und Chemikalien gewonnen. Es wurde erkannt, dass die elektrochemischen Prozesse die Fähigkeit besitzen, dass sie bei vielen anderen Gelegenheiten auf dem Gebiet der Halbleiterherstellung angewendet werden können. Somit können zusätzlich zur Metallabscheidung unter Anwendung elektrolytischer oder stromloser Prozesse das elektrochemische Ätzen, elektrophoretische Abscheidung, Anodisieren, das Elektropolieren, und dergleichen ebenso in diversen Fertigungsphasen eingesetzt werden. Im Allgemeinen kann das elektrochemische Abscheiden in eine Abscheidung „durch Maske" und in eine ganzflächige Abscheidung unterteilt werden, wobei jedes Schema entsprechende elektrochemische Prozessanlagen und Strategien erfordert. Zum Beispiel ist das Kupfer-Damaszener-Schema eines der gegenwärtig wichtigsten ganzflächigen Abscheideverfahren, in denen das Metall ganzflächtig über einer strukturierten Oberfläche abgeschieden wird, wobei nach dem Abscheiden überschüssiges Material auf der Grundlage von Einebnungsverfahren, etwa CMP (chemisch-mechanisches Polieren), Elektroätzen und dergleichen entfernt wird, um damit die isolierten Metallgebiete bereitzustellen. Ein typischer Prozess, der das Abscheiden durch Maske repräsentiert, ist die für die Einbringung eines Chips in ein Gehäuse erforderliche elektrochemische Abscheidung. Der Prozess zur Herstellung von Lothöckern für das direkte Verbinden der Lothöcker mit entsprechenden Lotflächen auf einem Trägermaterial gewinnt immer mehr an Bedeutung auf Grund der Vorteile, die durch diese Gehäusetechnik geboten werden. Beispielsweise kann eine erhöhte Eingangs/Ausgangs-Kapazität für die gleiche Chipfläche im Vergleich zum Drahtbonden erreicht werden, bei dem die Bondflächen im Wesentlichen auf den Rand des Chips beschränkt sind. Die Lothöcker werden typischerweise auf einem geeigneten Metallisierungsschichtstapel gebildet, der manchmal auch als Höckerunterseitenmetallisierung bezeichnet wird, die für die gewünschte Haftung elektrischen Eigenschaften während des Abscheideprozesses und während des Betriebs des Bauelements sorgt. Z. B. werden Titan und Wolfram häufig in Verbindung mit Kupfer und Chrom für Höckerunterseitenmetallisierungsschichten verwendet, wobei eine im Wesentlichen reine Kupferschicht als die letzte Schicht vorgesehen wird, auf der das Lotmaterial abgeschieden werden kann, um damit eine äußerst stabile intermetallische Verbindung beim Aufschmelzen des abgeschiedenen Lotmaterials zu bilden. Während der elektronischchemischen Abscheidung des Lotmaterials dient die Höckerunterseitenmetallisierungsschicht auch als eine Stromverteilungsschicht und eine Saatschicht für die geeignete Ingangsetzung des elektrochemischen Prozesses. Durch Herstellen einer Abscheidemaske, etwa einer Lackmaske, kann das Abscheiden des Lotmaterials auf gut definierte Bereiche auf der Höckerunterseitenmetallisierungsschicht beschränkt werden, wodurch auch die lateralen Abmessungen der Lothöcker definiert werden. Nach der elektrochemischen Abscheidung des Lotmaterials muss die zusammenhängende Höckerunterseitenmetallisierungsschicht von entsprechenden Stellen entfernt werden, um damit die elektrisch isolierten Lothöcker zu schaffen. Zu diesem Zweck können die kupferbasierten Metalle der Höckerunterseitenmetallisierungsschicht effizient auf der Grundlage elektrochemischer Ätzverfahren entfernt werden, während die Haftschicht, etwa die Titan/Wolframschicht anspruchsvolle nasschemische und/oder trockenchemische Ätzverfahren erfordert.
  • Das elektrochemische Entfernen des Kupfermaterials oder anderer Saatschichten ist u. a. ein wichtiger Aspekt, der die schließlich erreichte Gleichmäßigkeit der Lotkugeln nach dem Aufschmelzen der Lothöcker bestimmt. Während des Aufschmelzprozesses definiert das kupferbasierte Material, das nach dem elektrochemischen Ätzen beibehalten wurde, eine Insel aus benetzendem Material für das flüssige Lotmaterial, wodurch auch die laterale Abmessung und damit die Höhe der Lotkugel sowie das Ausmaß an Haftung bestimmt werden. D. h., während des Aufschmelzprozesses ergibt das geschmolzene Lotmaterial eine metallische Verbindung mit der kupferbasierten Benetzungsoberfläche, wobei der entsprechende Prozess im Wesentlichen auf den Bereich der benetzenden Oberfläche beschränkt ist, wodurch eine Lotkugel, die fest mit der benetzenden Oberfläche verbunden ist, mit einer im Wesentlichen runden Form außerhalb der benetzenden Oberfläche geschaffen wird, was durch Schwerkraft und die Oberflächenspannung des geschmolzenen Lotmaterials bewirkt wird. Somit erfordert eine genaue Definition der lateralen Abmessung der benetzenden Oberfläche während des elektrochemischen Ätzprozesses eine präzise und gleichmäßige Unterätzung" während des Ätzprozesses, wobei der Lothöcker als eine Ätzmaske dient.
  • Somit erfordert das selektive Entfernen der einen oder mehreren Saatschichten der Höckerunterseitenmetallisierungsschicht eine genaue Steuerung der Gleichmäßigkeit der Abtragsrate innerhalb einzelner Substrate und über viele Substrate hinweg, um damit eine zuverlässige elektrische Verbindung der Lotkugeln mit entsprechenden Anschlussflächen eines Gehäuses während der Einbringung in ein Gehäuse zu erhalten, da bereits der Ausfall einer einzelnen Verbindung einer Lotkugel mit einer Anschlussfläche von hunderten oder tausenden von Verbindungen zu einem nicht funktionierenden Bauteil führen kann.
  • Eine spezielle Art einer elektrochemischen Ätzanlage ist ein Reaktor, in welchem Elektrolytstrahlen und eine Abtast- bzw. eine bewegbare Kathode mit definierten lateralen Abmessungen verwendet werden, die relativ zur Substratoberfläche bewegt wird, wodurch die Steuerung der Abtragsrate verbessert wird. Es wurde erkannt, dass das gleichzeitige Entfernen von Material der leitenden Saatschicht über die gesamte Substratoberfläche hinweg zur ausgeprägten Prozessungleichmäßigkeiten führen kann, da Schichtbereiche, die näher an der Stromquelle angeordnet sind, effizienter entfernt werden im Vergleich zu entfernteren Schichtbereichen, wodurch möglicherweise die entfernteren Bereiche isoliert und damit von dem erforderlichen Stromfluss abgeschnitten werden, bevor diese Schichtbereiche vollständig entfernt werden. Durch Abtasten bzw. Führen einer Kathode mit kleineren Abmessungen über das Substrat hinweg, während eine Elektrolytlosung in den Spalt, der zwischen der abtastenden Kathode und der zu ätzenden Oberfläche gebildet wird, zugeführt wird, können gut definierte Prozessbedingungen lokal auf der Grundlage der Spaltbreite, der Abtastgeschwindigkeit, der Prozessspannung oder dem Strom und dergleichen eingestellt werden, wobei der lokal beschränkte Prozessbereich für eine verbesserte Gleichmäßigkeit, eine geringere Stromkapazität für die Stromquelle, eine erhöhte Prozessflexibilität und dergleichen sorgt, da beispielsweise die Abtastgeschwindigkeit als ein effizienter Prozessparameter zum Einstellen der Gesamtprozesseffizienz des elektrochemischen Ätzprozesses verwendet werden kann.
  • Beispielsweise wird in einigen Systemen für das elektrochemische Ätzen ein im Wesentlichen rechteckiger Ätzbalken oder eine Schaufel in linearer Bewegung über die zu ätzende Substratoberfläche geführt, die in einem geeigneten Substrathalter so montiert ist, dass sie nach unten in einen Behälter zeigt, der Elektrolytlösung aufnimmt, die dem Oberflächenbereich mittels entsprechender Öffnungen zugeführt wird, die in der bewegbaren Kathode vorgesehen sind. Die Kathode ist an einer Antriebsanordnung angebracht, die in einigen verfügbaren Systemen zwei Linearmotoren aufweist, die entsprechend an einer Seite des Elektrolytbehälters ausgebildet sind und den linearen Abtastweg definieren. Die Linearmotoren mit magnetischen Schienen sind mit einer gemeinsamen Ansteuerung verbunden, um damit einen synchronen Betrieb der Motoren zu erreichen, der für eine steuerbare und gleichmäßige Bewegung des Ätzbalkens entlang des Abtastweges erforderlich ist. Während des Betriebs konventioneller Systeme, etwa wie es zuvor beschrieben ist, können die mechanischen Komponenten der am Anlagenrahmen und damit an dem Behälter an der Unterseite der Anlage angebrachten Antriebsanordnungen, etwa die Führungsschienen, Kugellager, und dergleichen durch Prozessfluide kontaminiert werden, die durch Öffnungen in dem Rahmen oder dem Behälter austreten, wodurch eine Beeinträchtigung dieser Komponenten hervorgerufen wird, was zu erhöhten Prozessungleichmäßigkeiten führen kann, da eine Ungleichmäßigkeit der mechanischen Antwort des Antriebssystems mit den Linearmotoren zu einer nicht gesteuerten Ätzrate während des Abtastprozesses führen kann. Daher sind häufige Wartungsaktivitäten und das Ersetzen von Antriebskomponenten erforderlich, um damit die Gesamtausbeuteverluste innerhalb akzeptabler Prozessgrenzen zu halten. Jedoch sind die Anlagenauslastung und der Gesamtprozessdurchsatz deutlich in konventionellen elektrochemischen Ätzanlagen mit einer Abtastelektrode eingeschränkt.
  • Angesichts der zuvor beschriebenen Situation ist es erforderlich, das Anlagenverhalten in elektrochemischen Prozessen zu verbessern, um damit eines oder mehrere der oben genannten Probleme zu vermeiden oder deren Auswirkungen zu reduzieren.
  • Überblick über die Erfindung
  • Im Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung das Gebiet elektrochemischer Prozesse, die auf der Grundlage von Prozessanlagen mit einer bewegbaren Elektrodenanordnung, die über eine zu behandelnde Substratoberfläche geführt wird, ausgeführt werden. Zu diesem Zweck wird ein entsprechendes Antriebssystem vorgesehen, dass mit der bewegbaren E lektrodenanordnung verbunden ist, um damit in präziser Weise die Relativbewegung zwischen der zu behandelnden Oberfläche und der Elektrodenanordnung zu steuern, um damit den erforderlichen Elektrolytstrom in Verbindung mit einem geeigneten elektrischen Feld zum in Gang setzen der elektrochemischen Behandlung einzurichten. Zu diesem Zweck ist das Antriebssystem geeignet ausgestaltet, um einen gewünschten großen Bereich an Abtastgeschwindigkeiten entsprechend den Prozesserfordernissen bereitzustellen, um damit die Abdeckung eines weiten Bereichs an Prozessbedingungen zu ermöglichen. Zum Beispiel ist in einem anschaulichen Aspekt der vorliegenden Erfindung das Antriebssystem so ausgebildet, dass es in Verbindung mit einer Prozessanlage zum Ausführen elektrochemischer Ätzprozesse eingesetzt wird, wobei eine oder mehrere metallische Schichten zwischen entsprechenden Höckerstrukturen zu entfernen sind, die auf unterschiedlichen Produktsubstraten mit einem weiten Bereich entsprechender Hockerabstände ausgebildet sind, wodurch ein hohes Maß an Flexibilität bei der Anpassung entsprechender Abtastgeschwindigkeitsprofile an die jeweilige spezielle Produktart erforderlich ist. Folglich umfasst das Antriebssystem mindestens einen Elektromotor, der den gewünschten weiten Bereich an Betriebsgeschwindigkeit in Verbindung mit dem erforderlichen Drehmoment bereitstellt, um damit in zuverlässiger Weise die entsprechende Elektrodenanordnung entlang dem linearen Abtastweg mit den erforderlichen hohen Grad an Gleichmäßigkeit zu führen.
  • Gemäß einer weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Antriebssystem für eine Prozessanlage zum Ausführen elektrochemischer Prozesse einen Rahmen, der ausgebildet ist, einen Substrathalter aufzunehmen, der gestaltet ist, um ein Substrat an einer vordefinierten Prozessposition im Inneren des Rahmens in Position zu halten. Des weiteren umfasst das Antriebssystem eine bewegbare Elektrodenanordnung, die ausgebildet ist, dass sie über die vordefinierte Prozessposition entlang eines linearen Abtastweges geführt wird. Ferner ist eine Antriebsanordnung vorgesehen, die einen elektrischen Drehmotor und eine damit verbundene Kraftübertragung aufweist, wobei die Kraftübertragung sich entlang einer äußeren Seitenwand des Rahmens erstreckt, während die Antriebsanordnung mit der bewegbaren Elektrodenanordnung verbunden ist. Schließlich umfasst das Antriebssystem eine Steuereinheit, die mit dem Elektromotor verbunden ist, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, den Motor auf der Grundlage eines Steuerungsregimes zum lokalen Beibehalten einer vordefinierten Abtastgeschwindigkeit entlang des linearen Abtastweges zu steuern.
  • Gemäß einer noch weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Antriebssystem für eine Prozessanlage zum Ausführen elektrochemischer Prozesse einen Rahmen, der ausgebildet ist, einen Substrathalter aufzunehmen, der so gestaltet ist, dass ein Substrat an einer vordefinierten Prozesssituation im Inneren des Rahmens in Position gehalten wird. Ferner ist eine bewegbare Elektrodenanordnung vorgesehen und ausgebildet, dass sie über die vordefinierte Prozessposition hinweg entlang des linearen Abtastwegs geführt wird. Ferner besitzt eine Antriebsanordnung einen ersten Elektromotor und eine erste damit verbundene Kraftübertragung, wobei die erste Kraftübertragung sich entlang einer ersten äußeren Seitenwand des Rahmens erstreckt und über einer Höhenposition des Substrats angeordnet ist, wenn das Substrat in der vordefinierten Prozessposition angeordnet ist. Die Antriebsanordnung ist mit der bewegbaren Elektrodenanordnung gekoppelt. Ferner ist eine Steuereinheit mit dem ersten Elektromotor verbunden und ausgebildet, den ersten Elektromotor auf der Grundlage eines Steuerungsregimes anzusteuern, um eine vordefinierte Abtastgeschwindigkeit entlang des linearen Abtastweges lokal beizubehalten.
  • Gemäß einer noch weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine elektrochemische Ätzprozessanlage zum Bearbeiten von Substraten von Mikrostrukturbauelementen einen Rahmen, der ausgebildet ist, ein Substrat aufzunehmen und dieses in einer vordefinierten Prozessposition in Position zu halten. Die Prozessanlage umfasst ferner eine bewegbare Elektrodenanordnung, die von einer Antriebsanordnung angetrieben wird, die einen Elektromotor und eine Kraftübertragung aufweist, die einen linearen Abtastweg definiert, wobei zumindest die Kraftübertragung auf einem Höhenniveau angeordnet ist, das über dem Höhenniveau der vordefinierten Prozessposition liegt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Vorteile, Aufgaben und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den angefügten Patentansprüchen definiert und gehen deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung hervor, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert wird, in denen:
  • 1a schematisch ein Antriebssystem zeigt, das in Verbindung mit einer Prozessanlage zum Ausführen elektrochemischer Prozesse verwendet werden kann, etwa einem elektro chemischen Prozess auf der Grundlage einer linear bewegten Elektrodenanordnung, die über die zu behandelnde Substratoberfläche hinweggeführt wird, gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 1b schematisch eine perspektivische Ansicht des Rahmens und der entsprechenden damit verbundenen Antriebsanordnung des Antriebssystems aus 1a gemäß anschaulicher Ausführungsformen zeigt;
  • 1c und 1d schematisch eine Draufsicht bzw. eine Querschnittsansicht des Rahmens mit der Antriebsanordnung gemäß anschaulicher Ausführungsformen zeigen;
  • 1e schematisch einen Elektromotor mit großem Drehmoment zeigt, der an dem Rahmen angebracht ist, ohne dass das Innere des Rahmens kontaktiert wird, gemäß einer anschaulichen Ausführungsform;
  • 1f schematisch eine detaillierte Ansicht eines Teils der Kraftübertragung und eines Schienensystems zum Verbinden der bewegbaren Elektrodenanordnung gemäß anschaulicher Ausführungsformen zeigt;
  • 1g schematisch ein Element zeigt, das mit einer Führungsschiene verbunden ist und einen kontinuierlichen Bereich zur Verbindung der bewegbaren Elektrodenanordnung gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen zeigt;
  • 1h schematisch ein induktives Positionssensorsystem gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen zeigt;
  • 2a und 2b schematisch eine Querschnittsansicht bzw. eine Draufsicht eines Rahmens mit einer Antriebsanordnung gemäß noch weiterer anschaulicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen; und
  • 3a und 3b schematisch eine Prozessanlage zeigen, die für die elektrochemische Behandlung von Substraten verwendet wird, um darauf und darin Mikrostrukturbauelemente herzustellen, wobei ein Antriebssystem gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug zu den Ausführungsformen beschrieben ist, wie sie in der folgenden detaillierten Beschreibung sowie in den Zeichnungen dargestellt sind, sollte es selbstverständlich sein, dass die folgende detaillierte Beschreibung sowie die Zeichnungen nicht beabsichtigen, die vorliegende Erfindung auf die speziellen offenbarten anschaulichen Ausführungsformen einzuschränken, sondern die beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen stellen lediglich beispielhaft die diversen Aspekte der vorliegenden Erfindung dar, deren Schutzbereich durch die angefügten Patentansprüche definiert ist.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft elektrochemische Prozesse, in denen eine Substratoberfläche mit einer Elektrolytlösung in Kontakt gebracht wird, um damit eine elektrochemische Reaktion zum Abscheiden oder Entfernen von Material von der zu behandelnden Oberfläche in Gang zu setzen. In den hierin beschriebenen Ausführungsformen wird der elektrochemische Prozess auf der Grundlage eines lokal geschaffenen elektrischen Feldes in Gang gesetzt, das über die Substratoberfläche gemäß einem vordefinierten Abtastschema geführt wird. Zu diesem Zweck wird eine bewegbare Elektrodenoberfläche, die in einigen anschaulichen Ausführungsformen auch für den erforderlichen Elektrolytfluss sorgt, über die Substratoberfäche gemäß einem linearen Abtastweg geführt, wobei im Gegensatz zu konventionellen Elektrodenanordnungen mit linearer Bewegung, die Wahrscheinlichkeit für eine Kontamination entsprechender Komponenten der Antriebsanordnung deutlich reduziert ist, wodurch eine bessere Gleichmäßigkeit der Abtastbewegung über die Substratoberfläche hinweg erreicht wird. Ferner kann die Antriebsanordnung für ein hohes Maß an Flexibilität beim Einstellen der Abtastgeschwindigkeit gemäß einem spezifizierten Sollabtastgeschwindigkeitsprofil sorgen, das Geschwindigkeitsänderungen für einzelne Substrate unterstützen kann, um damit das variierende Maß an Abdeckung durch die bewegbare Elektrodenanordnung in Bezug auf die im Wesentlichen scheibenförmige Substratoberfläche zu berücksichtigen, und/oder wobei auch ein weiterer Bereich an möglichen Abtastgeschwindigkeiten für eine Vielzahl unterschiedlicher Substratarten möglich ist, wobei jede Art eine unterschiedliche Sollabtastgeschwindigkeit oder ein unterschiedliches Sollabtastgeschwindigkeitsprofil erfordern kann. Auf der Grundlage dieser verbesserten Gestaltungsmerkmale kann somit das Leistungsverhalten in Bezug auf den Substratdurchsatz entsprechender elektrochemischer Prozessanlagen verbessert werden, da die Anlagenauslastung entsprechender elektrochemischer Prozessanlagen durch das Maß an Flexibilität beim Implemen tieren entsprechender Prozessrezepte für eine Vielzahl unterschiedlicher Produktarten bestimmt sein kann, wie sie typischerweise in komplexen Fertigungsumgebungen von Mikrostrukturbauelementen, etwa integrierten Schaltungen, angetroffen werden. Beispielsweise kann eine entsprechende Prozesskammer für eine elektrochemische Behandlung von Substratoberflächen, die für alle Abtastgeschwindigkeitsprofile von beliebigen in der Fertigungsumgebung zu bearbeitende Produktarten ausgelegt ist, eine positive Auswirkung auf die Investitionskosten und damit auf die Gesamtproduktkosten ausüben. Ferner kann auch ein hoher Durchsatz einer entsprechenden Prozesskammer positiv zu geringen Produktionskosten beitragen, da weniger entsprechende Prozesskammer in einem entsprechenden Anlagenbasisrahmen einzurichten sind, wodurch das Ausmaß an Automation reduziert wird, das in den Anlagenbasisrahmen, beispielsweise für die automatische Substrathandhabung und dergleichen erforderlich ist. Andererseits können in äußerst effektiven elektrochemischen Prozessanlagen, die Prozesskammer mit hohem Durchsatz enthalten, deutliche Durchsatzverluste auftreten, wenn entsprechende Wartungs- und Standzeiten der Prozessanlage auftreten. Somit kann die vorliegende Erfindung auch für deutliche Vorteile in Bezug auf die Prozessgleichmäßigkeit und die Reduzierung von Wartungszeiten und Stillstandszeiten auf Grund der verbesserten Konfiguration des entsprechenden Antriebssystems sorgen, wodurch zu einer insgesamt höheren Produktionsausbeute und einen höheren Durchsatz beigetragen wird.
  • Es sollte beachtet werden, dass in anschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf einen elektrochemischen Ätzprozess auf der Grundlage einer bewegbaren Elektrodenanordnung Bezug genommen wird, um damit zuverlässig entsprechende Metallschichten von strukturierten Oberflächenbereichen zu entfernen, etwa um eine oder mehrere Saatschichten oder Höckerunterseitenmetallisierungsschichten zu entfernen, die für entsprechende Lothöcker verwendet werden, wie dies zuvor erläutert ist, da hier äußerst effiziente Metallabtragungsprozesse mit einem hohen Maß an Prozessflexibilität auf Grund der variierenden Abstände von Lothöckern innerhalb einzelner Substrate und zwischen unterschiedlichen Produktarten erforderlich sind. Folglich können die entsprechenden Antriebssysteme in Prozessanlagen vorteilhaft bei elektrochemischen Ätzprozessen und in besonderen Ausführungsformen für die Bildung entsprechender benetzender Oberflächen von Lothöckern eingesetzt werden. Wie jedoch vorher erläutert ist, können elektrochemische Prozesse auch das Abscheiden von Metallmaterial beinhalten oder können eine Kombination aus Metallabscheidung und Metallentfernung beinhalten, abhängig von den Prozesser fordernissen, wobei die entsprechende Abscheide- oder Abtragungsumgebung an einem beschränkten Oberflächenbereich auf der Grundlage einer bewegbaren Elektrodenanordnung bereitgestellt werden kann. Sofern daher in der Beschreibung oder in den angefügten Ansprüchen dies nicht anders dargestellt ist, sollte die vorliegende Erfindung nicht auf elektrochemische Ätzprozesse eingeschränkt betrachtet werden.
  • Mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen werden nunmehr weitere anschauliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detaillierter beschrieben.
  • 1a zeigt schematisch ein Antriebssystem 100, das in Verbindung mit einer elektrochemischen Prozessanlage eingesetzt werden kann, die in einer anschaulichen Ausführungsform eine Anlage zum Ausführen elektrochemischer Ätzprozesse repräsentiert. Das Antriebssystem 100 umfasst einen Rahmen 110, der in einigen anschaulichen Ausführungsformen eine mechanische Struktur repräsentiert, die mit einem entsprechende Reaktorkessel oder Behälter der elektrochemischen Ätzanlage zu verbinden ist, während in anderen anschaulichen Ausführungsformen der Rahmen 110 als eine im Wesentlichen behälterartige Anordnung für die Bereitstellung oder für die Aufnahme entsprechender Prozessfluide, etwa Elektrolyte, deionisiertes Wasser, und dergleichen ausgebildet ist. Unabhängig von dem Aufbau des Rahmens 110 können die Abmessungen und die Konfiguration so ausgelegt werden, dass ein entsprechender Substrathalter (nicht gezeigt) im Inneren des Rahmens 110 so positioniert werden kann, dass ein entsprechendes Substrat 101, das durch gestrichelte Linien angezeigt ist, in einer speziellen Prozessposition gehalten werden kann, um damit die gesteuerte Prozessumgebung zu definieren, die für die Behandlung der entsprechenden Substratoberfläche erforderlich ist. Es sollte beachtet werden, dass der Rahmen 110 ausgebildet sein kann, Substrate mit geeigneter Größe aufzunehmen, etwa Substrate mit einem Durchmesser von 200 mm, 300 mm und größer, abhängig von der Größe, die in der entsprechenden Fertigungsumgebung, in der das Antriebssystem 100 verwendet wird, eingesetzt wird. In anderen anschaulichen Ausführungsformen ist der Rahmen 110 so konfiguriert, dass unterschiedliche Substratgrößen bearbeitet werden können, da das Antriebssystem 100 für ein hohes Maß an Prozessflexibilität sorgen kann, beispielsweise in Bezug auf das Anpassen entsprechender Abtastgeschwindigkeitsprofile, das Aktivieren entsprechender Elektrodenbereiche, und dergleichen, um damit in geeigneter Weise eine elektrische Feldverteilung an der Oberfläche des Substrats 101 zu erzeugen.
  • Das Antriebssystem 100 umfasst ferner eine bewegbare Elektrodenanordnung 130, die in Form einer im Wesentlichen rechteckigen Anordnung vorgesehen sein kann, die entlang eines im Wesentlichen linearen Abtastwegs 131 geführt wird, wobei in einigen anschaulichen Ausführungsformen die Elektrodenanordnung 130 ausgebildet ist, entsprechende Prozessfluide, etwa ein Elektrolyt, Wasser, Gaskomponenten, und dergleichen an der Oberfläche des Substrats 101 bereitzustellen. In einigen anschaulichen Ausführungsformen ist die bewegbare Elektrodenanordnung 130 so gestaltet, dass das entsprechende elektrische Feld und der Elektrolytstrom in einer im Wesentlichen horizontalen Weise eingerichtet werden, d. h. die entsprechende Oberfläche des Substrats 101 ist über oder unter der bewegten Elektrodenanordnung 130 positioniert. In einer anschaulichen Ausführungsform ist, wie nachfolgend detaillierter beschrieben ist, die Elektrodenanordnung 130 unter dem Substrat 101 bewegbar angeordnet, wenn das Substrat in der entsprechenden Prozessposition gehalten wird. Wie nachfolgend detaillierter beschrieben ist, kann die bewegbare Elektrodenanordnung 130 entsprechende Komponenten, etwa Fluidverteilungsleitungen, elektrisch leitende Bereiche, entsprechende Verbindungselemente zum Verbinden der Anordnung 130 mit einer externen Leistungsquelle, entsprechende Verbindungen zum Zuführen erforderlicher Prozessfluide, und dergleichen aufweisen. Es sollte beachtet werden, dass die im Wesentlichen balkenförmige Konfiguration der Anordnung 130 lediglich anschaulicher Natur ist und das andere Formen verwendet werden können, solange die gewünschte Fluidverteilung und Verteilung des elektrischen Feldes auf der Substratoberfläche während des Bewegens entlang dem Abtastweg 131 gewährleistet ist.
  • Das Antriebssystem 100 kann ferner eine Antriebsanordnung 120 aufweisen, die mechanisch mit der bewegbaren Elektrodenanordnung 130 verbunden ist, wobei die Antriebsanordnung 120 mindestens einen elektrischen Drehmotor 121 aufweist, der die erforderliche mechanische Leistung zum Erzeugen des erforderlichen Abtrastgeschwindigkeitsprofils entlang des Abtastweges 131 liefert. Zu diesem Zweck ist der Elektromotor 121 mechanisch mit einer Kraftübertragung 122 verbunden, die entlang dem Abtastweg 131 an einer äußeren Seitenwand 111 des Rahmens 110 angeordnet ist. In einer anschaulichen Ausführungsform umfasst die Kraftübertragung einen Gewindeantrieb mit einem Gewindestab, der drehbar mit dem Elektromotor 121 verbunden ist, um damit eine Drehbewegung in eine im Wesentlichen lineare Bewegung eines entsprechenden Gewindeelements 123 umzuwandeln, das zusätzlich an einer entsprechenden Führungsschiene (nicht gezeigt) angebracht sein kann, um damit für eine präzise Linearbewegung zu sorgen. In einigen anschaulichen Ausführungsformen ist die Antriebsanordnung 120 an dem Rahmen 110 bei einem Höhenniveau angeordnet, das über einem Höhenniveau liegt, das durch die Prozessposition des Substrats 101 definiert ist, wie dies nachfolgend detaillierter beschrieben ist. Somit kann durch Vorsehen einer drehenden elektrischen Maschine als Antriebsquelle für die bewegbare Elektrodenanordnung 130 ein weiter Bereich an Prozessdrehmomenten und Abtastgeschwindigkeiten auf Grund der entsprechenden Betriebseigenschaften von Elektromotoren abgedeckt werden. Beispielsweise sind entsprechende Servomotoren verfügbar, die ein hohes Drehmoment über einen ausgedehnten Drehzahlbereich liefern, wobei zusätzlich ein hohes Maß an Steuerbarkeit bereitgestellt wird. Z. B. können entsprechende bürstenlose Gleichstrommotoren, Hochleistungsgleichstrommotoren und/oder Induktionsmotoren als Synchronmotoren oder Asynchronmotoren in Verbindung mit entsprechenden Motorsteuereinheiten für den Elektromotor 121 verwendet werden. Somit können die entsprechenden Motoreigenschaften so ausgewählt werden, dass das gewünschte Drehmoment und der Geschwindigkeitsbereich abgedeckt werden, ohne dass entsprechende Abmessungen des Motors 121 zu berücksichtigen sind, da im Gegensatz zu konventionellen Systemen, die Linearmotoren verwenden, der Elektromotor 121 stationär ist und mit einem beliebigen geeigneten Gewicht und einer Größe außerhalb des Rahmens 110 angebracht werden kann. Des weiteren kann der Elektromotor 121 mit einem geeigneten Gehäuse versehen sein, um damit eine im Wesentlichen eingekapselte Konfiguration vorzusehen, die somit für eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Kontamination interner Komponenten des Motors 121 sorgt, woraus sich ein hohes Maß an Zuverlässigkeit ohne nennenswerte Wartungserfordernisse ergibt. Da der Elektromotor 121 sowie entsprechende mechanische Komponenten der gesamten Antriebsanordnung 130 so positioniert sein können, dass die Wahrscheinlichkeit einer Kontamination durch entsprechende Prozessfluide deutlich kleiner ist im Vergleich zu konventionellen Systemen, die Antriebskomponenten aufweisen, die in der Nähe entsprechender Öffnungen zum Zuführen von Prozessfluiden liegen, können entsprechende Wartungsaktivitäten oder das Ersetzen mechanischer Komponenten deutlich reduziert werden. Des weiteren können robuste Materialien, etwa rostfreier Strahl und dergleichen, effizient für die mechanischen Komponenten der Kraftübertragung 122 eingesetzt werden, wodurch ebenso eine positive Auswirkung auf das Funktionsverhalten der Antriebsanordnung erreicht wird, selbst wenn ein gewisses Maß an Kontamination auftritt.
  • In einigen anschaulichen Ausführungsformen umfasst die Antriebsanordnung 120 ferner einen Positionssensor 125, der eine entsprechendes Positionssignal ausgibt, das die Abso lutposition der bewegbaren Elektrodenanordnung 130 entlang dem Abtastweg 131 angibt. In einer anschaulichen Ausführungsform umfasst der Positionssensor 125 ein entsprechendes System zum Bestimmen einer Drehgeschwindigkeit des Motors 121 in Verbindung mit mindestens einer Komponente, die mindestes eine Absolutposition der Anordnung 130 angibt. Z. B. kann ein präziser Lagegeber in dem Elektromotor 121 enthalten sein, um in präziser Weise die Winkelposition des Rotors zu bestimmen, wobei ein oder mehrere entsprechende Positionssensoren, etwa induktive Positionssensoren 125a ein zusätzliches Positionssignal bereitstellen, wenn die Elektrodenanordnung 130 an dem einen oder mehreren Sensoren 125a positioniert ist. In diesem Falle kann das mindestens eine Signal, das von dem Sensor 125a bereitgestellt wird, eine Absolutposition für mindestens eine spezifische Abtastposition der Anordnung 130 angeben, während der entsprechende Lagegeber in effizienter Weise ermöglicht, im Wesentlichen eine kontinuierliche entsprechende Bewegung und damit die Position der Elektrodenanordnung 130 entlang dem Abtastweg 131 zu überwachen. Es sollte beachtet werden, dass ein entsprechender Lagegeber nicht notwendigerweise als eine separate Komponente des Motors 121 vorgesehen ist, sondern stattdessen als eine elektronische Steuerungskomponente vorgesehen sein kann, wobei motorinterne Eigenschaften eingesetzt werden, etwa induzierte Phasenspannungen von gerade nicht eingeschalteten Phasenspulen in Gleichstrommotoren, Synchronmotoren und dergleichen. Die entsprechenden Positionssensoren 125a können weggelassen werden, wenn andere Sensorsignale erzeugt wurden, um damit mindestens eine Absolutposition der Anordnung 130 anzugeben. Beispielsweise kann der Abtastweg 131 mechanisch mittels eines entsprechenden Stoppelements oder der gleichen beschränkt werden, wobei ein entsprechendes Sensorsignal für eine entsprechende Endposition auf der Grundlage eines entsprechenden Drehmomentsignals oder Stromsignals erhalten werden kann, das von dem Elektromotor 121 abgegeben wird. D. h., wenn sich die Anordnung 130 zu der entsprechenden Endposition bewegt, kann ein entsprechender Anstieg des Drehmoments oder Stromes detektiert werden und für das Angeben einer Absolutposition der Anordnung 130 verwendet werden. In anderen anschaulichen Ausführungsformen umfasst der Positionssensor 125 ein entsprechendes Sensorarray, das entlang der gesamten Länge oder zumindest eines ausgedehnten Bereiches des Abtastweges 131 angeordnet ist, um ein Positionssignal entsprechend der tatsächlichen Position der Elektrodenanordnung 130 bereitzustellen, unabhängig von mechanischen Ungenauigkeiten, die in der Antriebsanordnung 120 auftreten, etwa ein gewisses Maß an Schlupf, und dergleichen.
  • In einer anschaulichen Ausführungsform wird ein entsprechendes Sensorelement, das sich entlang dem Abtastweg 131 erstreckt, in Form eines induktiven Positionssensors vorgesehen, der beispielsweise geeignet geformte Sensorspuren aufweist, die eine positionsabhängige Spannung in einem entsprechenden Empfängerelement induzieren, das synchron mit der Elektrodenanordnung 130 entlang dem entsprechenden Abtastweg 131 geführt wird. Durch Vorsehen eines im Wesentlichen kontaktfreien Positioniersystems, das in einigen anschaulichen Ausführungsformen auf induktiven Positionssensoren beruht, kann die Gesamtrobustheit und damit die Zuverlässigkeit der Antriebsanordnung 120 verbessert werden, wobei insbesondere durch Kontamination hervorgerufene Fehler, wie sie in optischen Positionssensoren auftreten, die typischerweise in konventionellen Positionssensorsystemen eingesetzt werden, eine deutlich geringere Auswirkung auf das Funktionsverhalten des Systems 120 ausüben.
  • Das Antriebssystem 100 umfasst ferner eine Steuereinheit 140, die funktionsmäßig mit dem Elektromotor 121 verbunden ist, um damit eine entsprechende Betriebsspannung und/oder Strom zum Bewegen der Elektrodenanordnung 130 gemäß einer gewünschten Abtastgeschwindigkeit oder einem gewünschten Abtastgeschwindigkeitsprofil bereitzustellen. Zu diesem Zweck ist in der Steuereinheit 140 beispielsweise in einer entsprechenden Speichereinrichtung und dergleichen ein entsprechender Solldatensatz zum Erzeugen geeigneter Steuerspannungen eingerichtet, um damit eine entsprechende Betriebsspannung oder einen Strom für den Motor 121 einzustellen. In anderen Fällen werden entsprechende Sollwerte für die Abtastgeschwindigkeit für diverse Produktarten der Steuereinheit 140 mittels einer externen Quelle zugeführt, etwa durch ein übergeordnetes Steuerungssystem, einen Bediener, und dergleichen. In einigen anschaulichen Ausführungsformen empfängt die Steuereinheit 140 auch entsprechende motorinterne Informationen, etwa Strom, Spannung und/oder Drehmomentwerte, die aktuell in dem Motor 121 vorherrschen, die Drehzahl des Motors 121, d. h. die Anzahl der Umdrehungen, und dergleichen, wobei diese Informationen verwendet werden können, um den Funktionsstatus des Motors 121 so zu bestimmen, dass in geeigneter Weise entsprechende Schalter angesteuert werden, wenn beispielsweise komplexe Steuerungsschemata für bürstenlose Gleichstrommotoren, Synchronmotoren, Asynchronmotoren, Reluktanzmotoren, und dergleichen betrachtet werden. Wie zuvor erläutert ist, können die entsprechenden motorinternen Informationen auch zum Bestimmen der aktuellen Position der Antriebsanordnung 130 und damit der aktuellen Abtastgeschwindigkeit verwendet werden, die somit mit der entsprechenden Sollabtastgeschwindigkeit ver glichen werden kann, um damit in geeigneter Weise die Motorspannung oder den Strom für den Motor 121 einzustellen. In anderen Fallen können die entsprechenden Positionssignale, die von den Positionssensoren 125 und/oder 125a bereitgestellt werden, zum Bestimmen der aktuellen Position und Geschwindigkeit verwendet werden, um damit eine Abweichung von den entsprechenden Sollwerten abzuschätzen, um eine entsprechende Motorspannung oder Strom bereitzustellen, um damit die tatsächliche Abtastgeschwindigkeit bei der Sollabtastgeschwindigkeit zu halten, die auch in Abhängigkeit der tatsächlichen Absolutposition variieren kann. D. h., abhängig von der Position der Elektrodenanordnung 130 in Bezug auf das Substrat 101 kann die Abtastgeschwindigkeit so angepasst werden, dass eine bessere Gleichförmigkeit des elektrischen Feldes geschaffen wird, was zu einer besseren Gleichmäßigkeit des entsprechenden elektrochemischen Prozesses führt.
  • 1b zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines Teils des Antriebssystems 100. Wie gezeigt, umfasst der Rahmen 110 die Antriebsanordnung 120 mit dem Elektromotor 121, der in der gezeigten Ausführungsform die einzige Antriebsquelle zum Bewegen der Elektrodenanordnung 130 entlang dem Abtastweg 131 repräsentiert. In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Kraftübertragung 122 das Element 123, das wiederum mit einem entsprechenden Element 127a verbunden ist, das entlang einer Führungsschiene 126a bewegbar ist, die für eine präzise lineare Bewegung der Elemente 123 und 127a sorgt. Das Element 127a ist wiederum mechanisch mit der Elektrodenanordnung 130 verbunden, die mit einem weiteren Element 127b verbunden ist, das entlang einer entsprechenden Führungsschiene 126b bewegbar ist. Somit kann die einzelne Antriebsquelle, d. h. der Motor 121, die mechanische Leistung auf die Elektrodenanordnung 130 über die Kraftübertragung 122, 123 übertragen, die wiederum in präziser Weise durch die entsprechenden Komponenten 126a, 127a an einer Seite des Rahmens 110 und durch entsprechende Komponenten 127b, 126b an der gegenüberliegenden Seite des Rahmens 110 geführt sind. Wie gezeigt ist, werden die entsprechenden mechanischen Komponenten der Antriebsanordnung 120 an einem Höhenniveau vorgesehen, das über der entsprechenden freiliegenden Oberfläche der Elektrodenanordnung 130 liegt, die im Wesentlichen eine entsprechende Höhenposition eines zu behandelnden Substrats bestimmt, mit Ausnahme eines entsprechenden Spalts, der zwischen der Elektrodenanordnung 130 und der entsprechenden Substratoberfläche zu bilden ist. Somit ist die Wahrscheinlichkeit für ein Kontaminieren der mechanischen Komponenten der Antriebsanordnung 120 verringert, während gleichzeitig eine hohe mechanische Präzision in Verbindung mit einem weiten Bereich an Betriebsbedingungen im Hinblick auf die Abtastgeschwindigkeit und das Drehmoment bereitgestellt werden.
  • 1c zeigt schematisch eine Draufsicht eines Teils des Antriebssystems 100, wie es in 1b gezeigt ist. Wie dargestellt, umfasst die Elektrodenanordnung 130 eine entsprechende Oberfläche mit jeweiligen Fluidöffnungen 132, um damit ein entsprechendes Elektrolyt während des Bewegens der Elektrodenanordnung 130 über das Substrat 101 hinweg auszugeben, wobei das Substrat über der Elektrodenanordnung 130 zu positionieren ist. Wie aus 1c ersichtlich ist, wird ein mechanischer Aufbau erreicht, wobei eine einzelne Antriebsquelle, d. h. der Motor 121, für eine äußerst gleichmäßige Abtastgeschwindigkeit sorgt, da eine Kontamination mechanischer Komponenten, etwa von Kugellagern, die in den entsprechenden Elementen 127b, 127a, vorgesehen sind, und dergleichen, deutlich reduziert ist.
  • Auf Grund der starren mechanischen Kopplung der Elemente 127b und 127a mit dem Elektromotor 121 kann ein erhöhter mechanischer Widerstand, selbst wenn dieser in einer nicht symmetrischen Weise in Bezug auf die Komponenten 126b, 127b und 126a und 127a auftritt, effizient durch den weiten Betriebsbereich des Elektromotors 121 hinsichtlich des Drehmoments und der Umdrehungsgeschwindigkeit aufgefangen werden. Somit kann ein zuverlässiger Betrieb des Antriebssystems 100 selbst unter anspruchsvollen Prozessbedingungen gewährleistet werden, wobei zusätzlich der aktuelle Motorstatus zum Einhalten des erforderlichen Abtastgeschwindigkeitsprofils für Diagnosezwecke genutzt werden kann, um damit den Betriebsstatus des Antriebssystems 100 zu bewerten. Wenn beispielsweise ein erhöhter Motorstrom erforderlich ist, um eine spezifizierte Abtastgeschwindigkeit zu erreichen, kann die Steuereinheit 140 einen entsprechenden kontaminierten Zustand mechanischer Komponenten erkennen, wobei dennoch ein zuverlässiger kontinuierlicher Betrieb des Systems 100 gewährleistet ist, solange der entsprechende Motorstrom, der zum Kompensieren von erhöhten mechanischen Widerständen erforderlich ist, innerhalb der Spezifikationen des Elektromotors 121 und der Steuereinheit 140 liegt.
  • 1d zeigt schematisch eine Querschnittsansicht des System 100, wie es in 1b gezeigt ist, wobei die Elektrodenanordnung 130 mit ihrer oberen Oberfläche mit den entsprechenden Öffnungen 132 (sieh 1c) an einem ersten Höhenniveau H1 positioniert ist, das tiefer ist im Vergleich zu einem Höhenniveau H2, das eine Oberfläche eines Substrats ent spricht, wenn dieses in der entsprechenden Prozessposition angeordnet ist. D. h., die Elektrodenanordnung 130 und ein entsprechendes Substrat, wenn es an dem Höhenniveau H2 positioniert ist, definierenden einen entsprechenden Betriebsspalt 135, in welchem der Elektrolytstrom und das entsprechende elektrische Feld während des Betriebs einer entsprechenden Prozessanlage eingerichtet werden, wenn die Elektrodenanordnung 130 über das Substrat geführt wird. Somit können entsprechende Prozessfluide der Anordnung 130 über entsprechende Zufuhrleitungen 133, 134 zugeführt werden und bleiben in einem unteren Bereich des Rahmens 110 während des Bearbeitens eines Substrats, wodurch die Wahrscheinlichkeit für eine Kontamination mechanischer Komponenten der Antriebsanordnung 120 deutlich reduziert wird, da die entsprechenden Komponenten an einem dritten Höhenniveau H3 über den entsprechenden Höhenniveaus H1, H2 angeordnet sind, die im Wesentlichen den Gebieten entsprechen, an denen das Vorhandensein von Chemikalien während es entsprechenden elektrochemischen Prozesses am wahrscheinlichsten ist.
  • 1e zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht des Elektromotors 121, der an dem Rahmen 110 durch eine geeignete Halterung 128 angebracht ist, wobei diese Konfiguration zusätzlich zu einer geringeren Wahrscheinlichkeit für eine Kontamination durch Chemikalien auch eine erhöhte Flexibilität bei der Auswahl einer geeigneten Antriebsquelle bietet, da die Abmessungen des Elektromotors 121 weniger kritisch sind im Vergleich zu konventionellen Lösungen, in denen Linearmotoren innerhalb des entsprechenden Schienensystems vorzusehen sind. Somit kann eine geeignete Leistung, Drehgeschwindigkeit und ein Drehmoment durch entsprechendes Auswählen eines geeigneten Elektromotors bereitgestellt werden, der mit der Kraftübertragung 122 über eine entsprechende mechanische Kupplung und/oder durch eine weitere Getriebeeinheit und dergleichen verbunden werden kann.
  • 1f zeigt schematisch einen Teil der Kraftübertragung 122 und des entsprechenden Elements 127a, das damit verbunden ist. Wie aus 1f ersichtlich ist, kann die Drehbewegung, die von dem Gewindeantrieb 122 geliefert wird, effizient mittels dem Element 123 in eine Linearbewegung umgesetzt werden, wobei das Element mit dem Element 127a verbunden und damit von diesen geführt ist, um damit eine Linearbewegung mit geringem mechanischen Widerstand und minimalen mechanischen Schlupf bereitzustellen.
  • 1g zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht des Elements 127a mit einem entsprechenden Bereich 127c, der in Form eines im Wesentlichen kontinuierlichen Materialstücks ohne entsprechende Verbindungsteile, etwa Bolzen und Schrauben, bereitgestellt ist, wodurch ein hohes Maß an mechanischer Steifigkeit geschaffen wird, was sich wiederum in einer sehr gleichmäßigen Bewegung der Elektrodenanordnung 130 ausdrückt, die mit dem Element 127a und den entsprechenden kontinuierlichen Bereich 127c mittels eines entsprechenden Kontaktabschnitts 127d verbunden ist. Wie gezeigt, kann die Elektrodenanordnung 130 an dem Kontaktabschnitt 127d mittels geeigneter Elemente, etwa Schrauben und dergleichen befestigt werden.
  • 1h zeigt schematisch einen oder mehrere induktive Positionssensoren, etwa die Positionssensoren 125a (siehe 1a), in denen die Absolutposition entlang des Abtastwegs 131 erfasst werden kann, zumindest an einer speziellen Position, wobei eine im Wesentlichen kontinuierliche Überwachung der Elektrodenanordnung 130 auf der Grundlage entsprechender Verfahren eingerichtet werden kann, wie dies zuvor mit Bezug zu 1a beschrieben ist.
  • Der Betrieb des Antriebssystems 100, wie es in den 1a bis 1g gezeigt ist, wird mit Bezug zu den 3a und 3b beschrieben, wenn auf eine entsprechende elektrochemische Ätzanlage mit einem Antriebssystem gemäß der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wird.
  • 2a zeigt schematisch ein Antriebssystem 200 gemäß noch weiterer anschaulicher Ausführungsformen. Hier ist ein entsprechender Rahmen 210, der den gleichen Aufbau aufweisen kann, wie dies zuvor mit Bezug zu dem Rahmen 110 beschrieben ist, mit einer Antriebsanordnung 220 verbunden, die einen ersten Teil 220a und einen zweiten Teil 220b aufweist. Der erste und der zweite Teil 220a, 220b besitzen eine im Wesentlichen symmetrische Konfiguration und weisen jeweils einen entsprechenden Elektromotor 221a, 221b auf, die mit entsprechenden Kraftübertragungen 222a, 222b verbunden sind. Die entsprechenden Teile 220a, 220b sind mit einer entsprechenden Steuereinheit (nicht gezeigt) verbunden, die ausgebildet ist, die entsprechenden Motoren 221a, 221b in geeigneter Weise anzusteuern, um damit eine im Wesentlichen gleichmäßige Abtastgeschwindigkeit der Elektrodenanordnung 230 entsprechend einer spezifizierten Sollabtastgeschwindigkeit oder einem Sollabtastgeschwindigkeitsprofil bereitzustellen. In der gezeigten Ausführungsform sind die entsprechenden Kraftübertragungen 222a, 222b ausgebildet, die Drehgeschwindigkeit der Motoren 221a, 221b in eine Linearbewegung umzusetzen, wie dies zuvor mit Bezug zu der Kraftübertragung 122 der Antriebsanordnung 120 beschrieben ist. Es sollte beachtet werden, dass die entsprechenden Führungskomponenten, etwa die Führungsschienen 126a, 126b und die Elemente 127a, 127b, die in der 1b gezeigt sind, auch in die entsprechenden Teile 220a, 220b der Antriebsanordnung integriert sein können. Wie ersichtlich ist, sind die entsprechenden Teile 220a, 220b der Antriebsanordnung an einer Höhenposition angeordnet, die deutlich über einer entsprechenden Höhenposition liegt, die durch die Elektrodenanordnung 230 definiert ist, wodurch ebenso die Wahrscheinlichkeit für eine Kontamination durch Prozesschemikalien reduziert ist, wie dies auch zuvor beschrieben ist.
  • 2b zeigt schematisch eine entsprechende Draufsicht des Antriebssystems 200, wobei jede der Antriebsanordnungen 220a, 220b einen entsprechenden Positionssensor 225a, 225b aufweist. Wie zuvor mit Bezug zu Positionssensoren 125, 125a erläutert ist, können die Motoren 221, 221b in Verbindung mit zusätzlichen Sensorelementen eingesetzt werden, um entsprechende Positionsinformationen zu gewinnen, oder es können entsprechende Absolutpositionssensoren beispielsweise in Form entsprechender Spuren 225c zum Modifizieren einer positionsabhängigen induzierten Spannung eines zusammen mit der Elektrodenanordnung 230 bewegten Elements vorgesehen sein, wobei die entsprechenden induzierten Spannungen die Absolutposition der Elektrodenanordnung 230, d. h. jedes Bereichs, der mit den entsprechenden Elementen 223a, 223b verbunden ist, angeben. Z. B. können die entsprechenden Spuren 225c, die in den Positionssensoren 225a vorgesehen sind, zu einer entsprechenden induzierte Spannung in einem entsprechenden Empfängerelement führen, wobei die induzierte Spannung darin codiert die erforderliche Positionsinformation aufweist, die somit in einer im Wesentlichen kontaktfreien und damit zuverlässigen Weise übertragen wird. Auf diese Weise kann die tatsächliche Position der Elemente 223a, 223b und damit der entsprechenden Bereiche der Elektrodenanordnung 230, die an beiden Seiten des Rahmens 210 damit verbunden sind, in präziser Weise bestimmt und für ein geeignetes Steuern der entsprechenden Motore 221a, 221b eingesetzt werden. Somit kann eine zuverlässige und gleichmäßige Bewegung der Elektrodenanordnung 230 erreicht werden, unabhängig von der Breite des Rahmens 210, d. h. der Abmessung senkrecht zur Bewegungsrichtung, wodurch ein hohes Maß an Flexibilität in Bezug auf das Bearbeiten von Substraten mit größerem Durchmesser, etwa 300 mm Substrate, 450 mm Substrate, und dergleichen geschaffen wird. Durch Vorsehen zumindest der beiden Teile 220a, 220b zum Erzeugen der entsprechenden Linearbewegung der Elektrodenanordnung 230 wird eine unabhängige Erkennung mechanischer Abweichungen an entsprechenden Seiten der Elektrodenanordnung 230 ermöglicht, die durch Kontamination, Abnutzung mechanischer Komponenten, und dergleichen hervorgerufen werden. Wie zuvor erläutert ist, kann beispielsweise der entsprechende Motorstatus bewertet werden, um damit den in der jeweiligen Kraftübertragung 222a, 222b auftretenden mechanischen Widerstand abzuschätzen, um somit wertvolle Diagnoseinformationen in Bezug auf den mechanischen Status der Antriebsanordnung zu gewinnen, wobei dennoch die Möglichkeit zum geeigneten Kompensieren des Auftretens von nicht symmetrischen mechanischen Widerständen gegeben ist. D. h., insbesondere für Substrate mit großem Durchmesser kann die Länge des entsprechenden Abtastweges sowie die Länge der Elektrodenanordnung 230 zu unterschiedlichen und variierenden mechanischen Kräften führen, die auf die diversen Teile 220a, 200b entlang des gesamten Abtastweges einwirken. Ferner kann das für die entsprechenden Sollabtastgeschwindigkeiten erforderliche Drehmoment im Wesentlichen durch zwei geteilt werden, wobei dennoch jeder der Motore 221a, 221b ausreichend Ressourcen für das individuelle Kompensieren einer Änderung des mechanischen Widerstandes aufweist, der an dem einzelnen Kraftübertragungen 221a, 222b angetroffen wird, wodurch eine äußerst synchrone Bewegung gewährleistet ist. Folglich kann ein weiter Bereich an Betriebsbedingungen mit einer geringeren Größe der einzelnen Elektromotore abgedeckt werden, wobei die entsprechenden individuell bereitgestellten Positionsinformationen sowie die Statusanalyse einzelner Motoren verbesserte Diagnosemöglichkeiten in Bezug auf die Gesamtstatus des Antriebssystems 200 bieten.
  • 3a zeigt schematisch eine Prozessanlage 350 zum Ausführen elektrochemischer Prozesse an einer freiliegenden Oberfläche 301s eines Substrats 301, das in einer anschaulichen Ausführungsform ein Substrat repräsentiert, um darauf oder darin Mikrostrukturbauelemente, etwa integrierte Schaltungen und dergleichen herzustellen. Die Prozessanlage 350 umfasst einen Reaktor 360 und eine Reaktorkopfanordnung 370, die mit einem Hebemechanismus 380 verbunden ist, der zum Antreiben der Reaktorkopfanordnung 370 in vertikaler Richtung ausgebildet ist, wie dies durch den Pfeil 381 angegeben ist. Beispielsweise kann der Hebemechanismus 380 die Kopfanordnung 370 in eine erste Position bringen, in der das Substrat 301 von der Anordnung 370 aufgenommen wird, beispielsweise auf der Grundlage geeigneter Robotersysteme und dergleichen. Der Einfachheit halber sind derartige Transportmechanismen zum Einladen oder Ausladen des Substrats 301 in oder aus der Kopfanordnung 370 in 3a nicht gezeigt. Der Reaktor 360 besitzt ein Antriebssystem 300, das eine bewegbare Elektrodenanordnung 330 enthält, die mit einer entsprechenden Antriebsanordnung 320 verbunden ist, die wiederum mit einem entsprechenden Rahmen 310 verbunden ist. Das Antriebssystem 300 ist so ausgestaltet, wie dies zuvor mit Bezug zu den Antriebsanordnungen 100 und 200 beschrieben ist. Somit bietet das Antriebssystem 300 eine bessere Zuverlässigkeit und Flexibilität auf Grund der entsprechenden Konfiguration, etwa auf Grund der erhöhten Höhenposition entsprechender mechanischer Komponenten, und dergleichen, wie dies zuvor beschrieben ist.
  • Während des Betriebs der Prozessanlage 350 wird das Substrat 301 in die Kopfanordnung 370 eingeladen, wenn diese in einer entsprechenden Einladeposition angeordnet ist, wobei eine entsprechende mechanische Befestigung auf der Grundlage von Vakuum oder Endpunktelementen erreicht wird, die das Substrat 301 an dessen Randgebiet kontaktieren, und dergleichen. Danach wird der Hebemechanismus 380 betrieben, um die Reaktorkopfanordnung 370 in den Reaktor 360 abzusenken.
  • 3b zeigt schematisch die Prozessanlage 350, wenn die Reaktorkopfanordnung 370 und damit das Substrat 301 unter entsprechenden Prozessbedingungen positioniert sind, die die geeignete Prozessumgebung zum Initiieren des eigentlichen elektrochemischen Prozesses schaffen. Somit ist, wie gezeigt ist, in der Prozessposition die Substratoberfläche 301s an einem Höhenniveau angeordnet, das tiefer liegt im Vergleich zu einem entsprechenden Höhenniveau, an welchem entsprechende Komponenten der Antriebsanordnung 320 angeordnet sind. Während der weiteren Bearbeitung des Substrats 301 wird somit die Wahrscheinlichkeit der Kontamination durch Chemikalien verringert. Wenn der elektrochemische Prozess in Gang gesetzt wird, wird ein entsprechendes Elektrolyt 390 in einen Spalt 391 eingeführt, der zwischen der Elektrodenanordnung 330 und der Oberfläche 301s gebildet ist. D. h., der entsprechende Spalt 391 wird durch den Oberflächenbereich 301s und durch den entsprechenden gegenüberliegenden Oberflächenbereich der Elektrodenanordnung 330 definiert. Das Elektrolyt 390 wird auf der Grundlage geeigneter Zufuhrmechanismen mit entsprechenden Zufuhrleitungen, Pumpen, etc. zugeführt, wobei der Einfachheit halber diese in 3b nicht gezeigt sind. Wie zuvor erläutert ist, können entsprechende Fluidverteilungsleitungen und Öffnungen zu einem im Wesentlichen gleichmäßigen Elektrolytstrom von der Elektrode 330 zu der Oberfläche 301s führen. Während der Zufuhr des Elektrolyts 390 wird auch ein entsprechender Stromfluss eingerichtet, indem die Elektrodenanordnung 330 und die Substratoberfläche 301s mit einer entsprechenden Stromquelle verbunden werden, wobei für einen elektrochemischen Ätzprozess die Elektrode 330 als eine Kathode dient, während die Substratoberfläche 301s als eine Anode dient, deren Material verbraucht wird, d. h. in dem Elektrolyt 390 gelöst wird, wie dies zuvor erläutert ist. Das Antriebssystem 300 sorgt für eine geeignete Abtastgeschwindigkeit entlang dem Abtastweg, wobei die entsprechende Abtastgleichmäßigkeit sich direkt in eine entsprechende Gleichmäßigkeit der Abtragsrate an einem entsprechenden Substratbereich, der aktuell von der Elektrodenanordnung 330 abgedeckt wird, überträgt. Auf Grund des verbesserten mechanischen Aufbaus und des verbesserten Steuerungsmechanismus des Antriebssystems 300, das den gleichen Aufbau aufweisen kann, wie dies zuvor mit Bezug zu den Antriebssystemen 100 und 200 beschrieben ist, wird ein besseres Ätzverhalten erreicht.
  • In einer anschaulichen Ausführungsform repräsentiert die Oberfläche 301s eine Metalloberfläche eines Halbleitersubstrats, wobei mehrere Lothöcker auf einer entsprechenden Höckerunterseitenmetallisierungsschicht ausgebildet sind, wovon ein Bereich auf der Grundlage eines elektrochemischen Ätzprozesses zu entfernen ist. Folglich kann die entsprechende Prozessgleichmäßigkeit einen deutlichen Einfluss auf die Größe der entsprechenden benetzenden Flächen ausüben, die unter den entsprechenden Lothöckern verbleiben, wodurch wiederum die schließlich erreichte Größe nach dem Aufschmelzen der entsprechenden Lothöcker bestimmt wird. Somit wird auf Grund der verbesserten Steuerbarkeit des elektrochemischen Ätzprozesses für das Entfernen unerwünschter Bereiche der Höckerunterseitenmetallisierungsschicht die schließlich erreichte Höhengleichmäßigkeit der sich ergebenden Lotkugeln deutlich verbessert, wodurch Ausbeuteverluste während einer sehr späten Fertigungsphase entsprechender Halbleiterbauelemente verringert werden. Des weiteren bietet die hohe Zuverlässigkeit des entsprechenden Antriebssystems 300 einen höheren Durchsatz und eine bessere Anlagenverfügbarkeit, da entsprechende Wartungsperioden deutlich im Vergleich zu konventionellen Systemen reduziert werden können, wobei gleichzeitig ein erweiteter Bereich an Betriebsbedingungen von einer einzelnen Prozessanlage abgedeckt werden kann. Beispielsweise erfordern unterschiedliche Produktarten typischerweise unterschiedliche Höckerarchitekturen auf der entsprechenden Kontaktebene, wodurch wiederum deutlich unterschiedliche Abtastgeschwindigkeitsprofile erforderlich sein können, die nunmehr effizient durch die Anlage 350 auf Grund der Möglichkeit bereitgestellt werden können, Elektromotoren mit hohem Drehmoment im Vergleich zu entsprechenden Linearmotoren verwenden zu können, die typischerweise einen geringeren Bereich an Drehmoment und Abtastgeschwindigkeit bieten. Des weiteren besitzen die ent sprechenden mechanischen Komponenten eine deutlich besserte Zuverlässigkeit, wodurch ebenso zu geringem Wartungsaufwand beigetragen wird, was direkt die Herstellungskosten beeinflusst.
  • Weitere Modifizierungen und Variationen der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann angesichts dieser Beschreibung offenkundig. Daher ist diese Beschreibung als lediglich anschaulich und für die Zwecke gedacht, dem Fachmann die allgemeine Art und Weise des Ausführens der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Selbstverständlich sind die hierin gezeigten und beschriebenen Formen der Erfindung als die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen zu betrachten.

Claims (20)

  1. Antriebssystem für eine Prozessanlage zum Ausführen elektrochemischer Prozesse, mit: einem Rahmen, der ausgebildet ist, einen Substrathalter aufzunehmen, der zum in Position halten eines Substrats an einer vordefinierten Prozessposition im Inneren des Rahmens ausgestaltet ist; einer bewegbaren Elektrodenanordnung, die ausgebildet ist, über die vordefinierte Prozessposition entlang eines linearen Abtastwegs geführt zu werden; einer Antriebsanordnung mit einem elektrischen Drehmotor und einer damit verbundenen Kraftübertragung, wobei die Kraftübertragung sich entlang einer äußeren Seitenwand des Rahmens erstreckt und wobei die Antriebsanordnung mit der bewegbaren Elektrodenanordnung verbunden; und einer Steuereinheit, die mit dem Elektromotor verbunden und ausgebildet ist, den Elektromotor auf der Grundlage eines Steuerungsschemas anzusteuern, um eine vordefinierte Abtastgeschwindigkeit entlang des linearen Abtastwegs lokal beizubehalten.
  2. Antriebssystem nach Anspruch 1, wobei die Antriebsanordnung eine erste Führung, die mit der Kraftübertragung gekoppelt ist, und eine zweite Führung, die an einer weiteren Seitenwand des Rahmens angebracht ist, umfasst.
  3. Antriebssystem nach Anspruch 2, wobei die Kraftübertragung einen Gewindeantrieb, der mit dem Elektromotor gekoppelt ist, umfasst.
  4. Antriebssystem nach Anspruch 2, wobei die Antriebsanordnung ein erstes Element, das mit der ersten Führung gekoppelt ist und ein zweites Element, das mit der zweiten Führung gekoppelt ist, umfasst, wobei das erste und das zweite Element an der bewegbaren Elektrodenanordnung befestigt sind.
  5. Antriebssystem nach Anspruch 4, wobei das erste und das zweite Element einen kontinuierlichen Verbindungsbereich aufweisen, der zwischen einem Führungsbereich des Ele ments und einem Kontaktbereich angeordnet ist, wobei der Führungsbereich entlang der Führung bewegt und der Kontaktbereich mit der bewegbaren Elektrodenanordnung verbunden ist.
  6. Antriebssystem nach Anspruch 1, das ferner einen Positionssensor aufweist, der ausgebildet ist, eine Absolutposition der bewegbaren Elektrode entlang des Abtastwegs zu bestimmen.
  7. Antriebssystem nach Anspruch 6, wobei der Positionssensor einen induktiven Positionsgeber umfasst.
  8. Antriebssystem nach Anspruch 6, wobei die Steuereinheit ferner ausgebildet ist, die Antriebsanordnung auf der Grundlage eines von dem Positionssensor erhaltenen Positionssignals zu steuern.
  9. Antriebssystem nach Anspruch 1, wobei die bewegbare Elektrodenanordnung eine Fluidzufuhroberfläche aufweist, die ausgebildet ist, ein Elektrolyt zu einer Substratoberfläche während der Bewegung entlang des linearen Abtastwegs zuzuführen.
  10. Antriebssystem nach Anspruch 1, wobei die Kraftübertragung über einer Höhenposition des Substrats, wenn dieses in der vordefinierten Prozessposition gehalten ist, angeordnet ist.
  11. Antriebssystem für eine Prozessanlage zum Ausführen elektrochemischer Prozesse mit: einem Rahmen, der ausgebildet ist, eine Substrathalterung aufzunehmen, die zum in Position halten eines Substrats an einer vordefinierten Prozesssituation im Inneren des Rahmens ausgestaltet ist; einer bewegbaren Elektrodenanordnung, die ausgebildet ist, um über die vordefinierte Prozesssituation entlang eines linearen Abtastwegs geführt zu werden; einer Antriebsanordnung mit einem ersten Elektromotor und einer ersten damit verbundenen Kraftübertragung, wobei die erste Kraftübertragung sich entlang einer ersten äußeren Seitenwand des Rahmens erstreckt und über einer Höhenposition des Substrats, wenn dieses sich in der vordefinierten Prozessposition befindet, angeordnet ist, wobei die Antriebsanordnung mit der bewegbaren Elektrodenanordnung verbunden ist; und einer Steuereinheit, die mit dem ersten Elektromotor verbunden und ausgebildet ist, den ersten Elektromotor auf der Grundlage eines Steuerungsschemas anzusteuern, um eine vordefinierte Abtastgeschwindigkeit entlang des linearen Abtastwegs lokal beizubehalten.
  12. Antriebssystem nach Anspruch 11, wobei die Antriebsanordnung ferner einen zweiten Elektromotor und eine zweite damit verbundene Kraftübertragung aufweist, wobei die zweite Kraftübertragung sich entlang einer zweiten äußeren Seitenwand des Rahmens erstreckt und über einer Höhenposition des Substrats, wenn dieses sich in der vordefinierten Prozessposition befindet, angeordnet ist.
  13. Antriebssystem nach Anspruch 11, wobei der erste Elektromotor die einzige Antriebsquelle zum Bewegen der bewegbaren Elektrodenanordnung entlang des linearen Abtastwegs ist.
  14. Antriebssystem nach Anspruch 12, das ferner einen ersten Positionssensor und einen zweiten Positionssensor aufweist, wobei der erste und der zweite Positionssensor entlang der ersten und der zweiten äußeren Seitenwand positioniert sind, um eine Absolutposition eines ersten Bereichs der bewegbaren Elektrodenanordnung, der mit der ersten Kraftübertragung verbunden ist, und eines zweiten Bereichs der bewegbaren Elektrodenanordnung, der mit der zweiten Kraftübertragung verbunden ist, zu bestimmen.
  15. Antriebssystem nach Anspruch 14, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, den ersten und den zweiten Elektromotor auf der Grundlage eines ersten Positionssignals, das von dem ersten Positionssensor erhalten wird, und eines zweiten Positionssignals, das von dem zweiten Positionssensor erhalten wird, zu steuern.
  16. Antriebssystem nach Anspruch 11, wobei der erste Elektromotor eine Rotationsmaschine ist.
  17. Antriebssystem nach Anspruch 16, wobei die erste Kraftübertragung eine Gewindeantriebsanordnung umfasst.
  18. Elektrochemische Ätzprozessanlage zum Bearbeiten von Substraten von Mikrostrukturbauelementen, wobei die Ätzanlage umfasst: einen Rahmen, der ausgebildet ist, ein Substrat aufzunehmen und das Substrat in einer vordefinierten Prozessposition zu halten; eine bewegbare Elektrodenanordnung, die von einer Antriebsanordnung mit einem Elektromotor und einer Kraftübertragung, die einen linearen Abtastweg definiert, angetrieben wird, wobei zumindest die Kraftübertragung bei einem Höhenniveau angeordnet ist, das über einem Höhenniveau der vordefinierten Prozessposition liegt.
  19. Elektrochemische Ätzprozessanlage nach Anspruch 18, die einen induktiven Positionssensor, der ausgebildet ist, ein Positionssignal bereitzustellen, das eine Absolutposition der bewegbaren Elektrodenanordnung angibt, und eine Steuereinheit umfasst, die mit dem Elektromotor und dem Positionssensor verbunden ist, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, den Elektromotor auf der Grundlage des Positionssignals zu steuern.
  20. Elektrochemische Ätzprozessanlage nach Anspruch 18, wobei der Elektromotor die einzige Antriebsquelle zum Antreiben der bewegbaren Elektrodenanordnung ist.
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