JP2002539334A - 基板を処理するための装置 - Google Patents

基板を処理するための装置

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JP2002539334A
JP2002539334A JP2000606035A JP2000606035A JP2002539334A JP 2002539334 A JP2002539334 A JP 2002539334A JP 2000606035 A JP2000606035 A JP 2000606035A JP 2000606035 A JP2000606035 A JP 2000606035A JP 2002539334 A JP2002539334 A JP 2002539334A
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クレーバー ヴォルフガング
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ステアーグ ミクロテヒ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
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Abstract

(57)【要約】 基板、特に半導体ウェーハを処理するための装置であって、１つの開口を有する少なくとも１つのプロセス容器が設けられていて、該開口が処理の間、基板によって外部から閉鎖可能である形式のものにおいて、第１のプロセス容器に対して隣接して第２のプロセス容器が設けられており、該第２のプロセス容器の壁が、少なくとも部分的に、第１のプロセス容器の、前記開口を有する容器壁であり、前記開口が、第１のプロセス容器の側から閉鎖可能であることによって、処理したい基板表面の簡単でかつ均一な処理と、連続する処理ステップの間での損傷の危険の低減とが達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、基板、特に半導体ウェーハを処理するための装置であって、少なく
とも１つの開口を有するプロセス容器が設けられていて、前記開口が基板によっ
て外部から閉鎖可能である形式のものに関する。
【０００２】 基板を処理するための装置は、たとえば本願と同一の出願人により出願された
未公開のドイツ連邦共和国特許出願第１９８５９４７０号明細書に基づき公知で
ある。この公知の装置は、上方に向かって開かれたプロセス容器を有しており、
このプロセス容器は下方から上方に向かって、金属を含有した電解質で貫流され
る。電解質は上方へ向かう途中で、延伸格子体（Ｓｔｒｅｃｋｇｉｔｔｅｒ）と
して形成された陽極を通って流れる。電解質中に存在する金属でメッキしたい半
導体ウェーハは、基板ホルダによってプロセス容器の上縁部の上に保持され、こ
の場合、半導体ウェーハとプロセス容器の上縁部との間に流れギャップが形成さ
れる。プロセス容器を貫流した電解質は、プロセス容器の上縁部と基板との間で
オーバフローさせられて、半導体ウェーハと接触させられる。陽極と、電気的に
接触接続される半導体ウェーハとの間に電圧を印加することにより、電解質中に
含まれている金属が半導体ウェーハ上に析出されられる。
【０００３】 この公知の装置では、上で述べたように基板がウェーハの外側の縁範囲で、特
にウェーハとプロセス容器の上縁部との間のギャップの範囲で電解質によって流
過されるので、ウェーハの真ん中の範囲におけるよりも高い流速が生ぜしめられ
る。このような流れ不均一性に基づき、ウェーハ上では金属の析出不均一性が生
じる。金属の析出時に発生するガス泡は、たいてい電解質の流れによって連行さ
れるが、しかし比較的流れが停滞している範囲では、ガス泡が溜まってしまい、
金属の析出を損なってしまう恐れがある。電解質はウェーハに向かい合って位置
する陽極を貫流するので、この陽極は大きな流れ開口を有していなければならず
、このことは陽極とウェーハとの間に均一な電界を形成することを損なう。たと
えば洗浄過程でウェーハを引き続き処理するためには、基板が持ち上げられなけ
ればならず、そして場合によっては、本願と同一の出願人により出願された未公
開のドイツ連邦共和国特許出願第１９８５９４６９号明細書に記載されているよ
うな洗浄・乾燥ユニットが、ウェーハの下へ移動させられなければならない。
【０００４】 米国特許第５４３７７７７号明細書に基づき、冒頭で述べた形式の、基板を処
理するための装置が公知である。この公知の装置では、プロセス容器に設けられ
た開口が、処理したい基板によって外部から閉鎖される。この開口はプロセス容
器の鉛直な壁に配置されており、これにより、金属プレーティングもしくは金属
メッキの間に、基板は処理流体によって均一に流過されるようになる。メッキ過
程の後に、基板は、別のプロセス容器内で別の処理、たとえば洗浄に施すために
手間をかけて積み替えられなければならない。積み替え時には、必要となるハン
ドリングステップに基づき基板が損傷させられる危険が生じる。さらに、積み替
え時には、必要とされる積み替え時間に基づき処理流体が乾燥を開始し、これに
よって基板を損傷させてしまう危険も生じる。
【０００５】 したがって、本発明の課題は、冒頭で述べた形式の装置を改良して、処理した
い基板表面の簡単でかつ均一な処理が可能となると同時に、連続する処理ステッ
プの間での基板の損傷の危険が減じられるような装置を提供することである。
【０００６】 この課題を解決するために本発明の構成では、冒頭で述べた形式の装置におい
て、第１のプロセス容器に対して隣接して第２のプロセス容器が設けられており
、該第２のプロセス容器の壁が、少なくとも部分的に、第１のプロセス容器の、
前記開口を有する容器壁であるようにした。第１のプロセス容器と共に、前記開
口を有する壁を共用する第２のプロセス容器を設けることにより、基板は第１の
プロセス容器内での処理の際に第２のプロセス容器内に配置されており、そして
第１のプロセス容器内での処理の後に、引き続き積み替えを行うことなしに第２
のプロセス容器内で処理され得る。連続する処理ステップの間の時間を著しく減
少させることができる。これにより、処理流体が乾燥を開始する危険は大きく減
じられる。基板が、両プロセス容器に設けられた前記開口を閉鎖していない場合
には、この開口は第１のプロセス容器の側から閉鎖され、これにより２つのプロ
セス容器の分離が行われる。さらに、２つの分離されたプロセス室に基づき、媒
体の不都合な持込みも減じられる。第１のプロセス容器の開口が外部から基板に
よって閉鎖されることにより、基板の、第１のプロセス容器に向けられた表面だ
けが、第１のプロセス容器内に存在する処理流体と接触し、残りの基板範囲は絶
縁されることが容易に確保される。さらに、基板の、基板表面に対してほぼ平行
に延びる側方の流過が可能となる。これにより、基板表面に沿った均一な流れが
達成され、ひいては均一な処理が達成される。
【０００７】 本発明の特に有利な構成では、前記開口が、プロセス容器のほぼ鉛直な壁に形
成されている。これにより、プロセス容器を処理流体で充填する際に基板は処理
流体によって完全に濡らされるようになり、空気封入も回避される。処理時に発
生したガスは、基板の鉛直配置に基づき、直ちに上方に向かって変向されるので
、流れが比較的停滞したゾーンにガスが溜まる恐れは生じない。さらに、このよ
うな鉛直配置に基づき、基板の乾燥時にマランゴニ効果を使用することもできる
。
【０００８】 基板による開口の良好でかつ密な閉鎖を保証するためには、開口の周面を形成
するシール部材が設けられている。このシール部材はアンダカット部とシールリ
ップとを有していると有利である。このシールリップは本発明の有利な構成では
、シール部材を形成するシール材料をフライス加工することにより形成されてい
る。しかし、このシール部材はＯリングであってもよい。
【０００９】 本発明のさらに別の有利な構成では、基板の、第１のプロセス容器に向けられ
た表面を電気的に接触接続するためのコンタクトエレメントが設けられている。
このコンタクトエレメントは有利には前記シール部材のアンダカット部の範囲に
突入するように延びており、これにより基板の縁範囲における良好でかつ密な接
触接続が保証される。
【００１０】 本発明のさらに別の有利な構成では、前記開口に向かい合って位置する電極が
設けられている。この電極は、この電極と基板との間に電界を発生させるために
働く。この場合、電極は、均一な電界を印加することを可能にする電極プレート
として形成されていると有利である。本発明のさらに別の有利な構成では、この
電極プレートが、少なくとも１種の流体、特に乾燥流体を導通させるための複数
の開口を有しており、これにより電極に向かい合って位置する基板に対する、意
図された直角の流体流が可能となる。前記電極は陽極であると有利である。
【００１１】 本発明のさらに別の有利な構成では、前記電極が、前記開口に接近する方向お
よび前記開口から離れる方向に運動可能であり、これにより場合によっては電極
と基板との間の間隔が調節される。プロセス容器に設けられた前記開口は、前記
電極によって内側から閉鎖可能であると有利である。これにより、プロセス容器
が基板によって閉鎖されていないときに、プロセス容器は周辺に対して閉鎖され
る。
【００１２】 前記電極による前記開口の密な閉鎖を保証するためには、前記電極および／ま
たは前記開口を取り囲む容器壁に少なくとも１つのシール部材が設けられている
。前記電極により形成された電界が損なわれることを阻止し、かつ基板側で流体
流が損なわれることを回避するためには、このシール部材が前記電極を半径方向
で取り囲んでいて、しかも軸方向で、前記開口に向けられた電極表面を超えて張
り出していると有利である。
【００１３】 基板の金属メッキのために働く、本発明による装置の特別な構成では、第１の
プロセス容器内に導入可能な少なくとも１種の処理流体が、金属を含有した電解
質および／またはエッチング剤である。
【００１４】 第２のプロセス容器が、洗浄チャンバおよび／または乾燥チャンバおよび／ま
たは表面状態調節チャンバ（Ｏｂｅｒｆｌａｅｃｈｅｎ−Ｋｏｎｄｉｔｉｏｎｉ
ｅｒｕｎｇｓｋａｍｍｅｒ）を形成していると有利である。
【００１５】 本発明のさらに別の有利な構成では、基板が基板ホルダによって保持される。
この基板ホルダは、該基板ホルダの本体に対して相対的に運動可能な少なくとも
１つの真空フィンガを備えている。基板ホルダの本体に対して相対的に運動可能
な真空フィンガを設けることにより、基板ホルダの本体に対して間隔を置いた位
置で基板のローディングおよびアンローディングを実施することができるように
なるので、基板ハンドリング装置を基板と基板ホルダの本体との間に進入させる
ことができる。確実でかつ均一な保持のためには、真空フィンガが、前記本体の
、基板に向けられた表面の真ん中に配置されていると有利である。基板ホルダの
本体を基板と接触させるためには、真空フィンガが基板ホルダの本体内に格納可
能であると有利である。
【００１６】 本発明のさらに別の有利な構成では、前記真空フィンガに接続された真空管路
に圧力センサが設けられており、これにより、基板を基板ホルダにまで運ぶウェ
ーハハンドリング装置には、基板が真空フィンガに確実に保持された時点で、こ
のことが報知される。
【００１７】 基板ホルダは真空フィンガの他に、本体の、基板に向けられた表面に、位置固
定の多数の真空開口を有しており、これにより基板は比較的大きな範囲にわたっ
て基板ホルダにしっかりと保持される。このときに、これらの真空開口は前記真
空フィンガを半径方向で取り囲んでいると有利である。これらの真空開口は前記
真空フィンガとは別個に負圧で負荷可能であると有利である。
【００１８】 本発明のさらに別の有利な構成では、前記基板ホルダに、前記真空開口を半径
方向で取り囲む少なくとも１つのシール部材が設けられており、これにより、真
空範囲の良好なシールが確保される。基板ホルダに設けられたこのシール部材は
弾性的に形成されていて、前記開口の周面に設けられた前記シール部材に、特に
シールリップに、向かい合って位置していると有利である。これにより、基板に
この範囲で小さな運動遊び空間が付与される。これにより、開口の周面に設けら
れたシール部材と基板ホルダとの間で基板が損傷させられ、特に押し裂かれるこ
とが回避される。両シール部材が互いに向かい合って位置することにより、さら
に、基板に横方向力または応力が生じることなしに、押圧力が直接に直角に基板
を通って伝達されるようになる。
【００１９】 以下に、本発明の有利な実施例を図面につき詳しく説明する。
【００２０】 図１には金属メッキ装置１が示されている。この金属メッキ装置１はプロセス
容器２と、このプロセス容器２の内部に運動可能に配置された陽極装置３と、プ
ロセス容器２の外部に配置された基板キャリヤもしくは基板ホルダ４とを備えて
いる。
【００２１】 プロセス容器２は底部壁６と、上側の壁７と、対応する側壁とによって形成さ
れる。側壁に関しては、図面には左側の側壁８と右側の側壁９しか図示されてい
ない。プロセス容器２の各壁の間には、プロセス室１０が形成される。底部壁６
には、右側の側壁９に隣接して、組み合わされた流入・流出開口１１が設けられ
ている。この流入・流出開口１１は管路１２に接続されている。この管路１２も
しくは流入・流出開口１１を介して、処理流体をプロセス容器２内に導入し、か
つプロセス容器２から導出することができる。当然ながら、組み合わされた流入
・流出開口１１の代わりに、相応する管路を備えた２つの別個の開口が設けられ
ていてもよい。
【００２２】 上側の壁７には、開口１４が設けられている。この開口１４はオーバフロー管
路１５に接続されている。下方から導入された処理流体は、この開口１４とオー
バフロー管路１５とを通じてプロセス容器２からオーバフローする。
【００２３】 左側の側壁８には、中心開口１７が設けられている。この中心開口１７には、
陽極装置３のシフトロッド１９が配置されている。陽極装置３のシフトロッド１
９は中心開口１７を貫いて延びており、シフトロッド１９の、プロセス容器２の
外部に位置する端部は、直動ユニット（図示しない）に結合されている。シフト
ロッド１９の、プロセス容器２の内部に位置する端部は、アノードプレートもし
くは陽極プレート２０に結合されている。この陽極プレート２０は側壁８に対し
て平行にかつシフトロッド１９に対してほぼ垂直に延びている。陽極プレート２
０は、右側の側壁９に向けられた平坦な表面２１を備えた、閉じられたプレート
である。左側の側壁８と、陽極プレート２０の裏面との間には、Ｏリング２３の
形のシール部材が設けられている。このＯリング２３は左側の側壁８に固定され
ているか、または陽極プレート２０の裏面に固定されている。陽極プレート２０
は半径方向でＯリング２５によって取り囲まれている。このＯリング２５は右側
の側壁９の方向で陽極プレート２０の表面２１を超えて突出している。符号２６
により、シールベローズがしめされている。このシールベローズ２６は図面で見
てその左側ではシフトロッド１９に固定されていて、右側ではプロセス容器２の
第１の壁８に結合されている。
【００２４】 右側の側壁９は中心開口２９を有している。この中心開口２９の寸法は、処理
したい基板、たとえば半導体ウェーハ３１の寸法よりも小さく設定されている。
中心開口２９の周縁部はシール部材３２によって形成される。このシール部材３
２は図２に拡大されて図示されている。シール部材３２は右側の側壁９の内周面
に溶接されていて、中心開口２９に向けられて湾曲させられた表面３３を有して
いる。シール部材３２の、表面３３とは反対の側の面には、アンダカット部３５
が形成されており、このアンダカット部３５は、たとえばシール部材３２を形成
する材料のフライス加工により形成される。
【００２５】 右側の側壁９の外面には、コンタクトばねの形のコンタクトエレメント３７が
ねじによって固定されている。このコンタクトエレメント３７はシール部材３２
のアンダカット部３５の範囲へ突入するように延びていて、コンタクト丸形隆起
部３９を有している。このコンタクト丸形隆起部３９は、半導体ウェーハ３１の
、プロセス容器２に向けられた表面４０の縁範囲を電気的に接触接続するために
働く。半導体ウェーハ３１の表面４０の、電気的に接触接続された縁範囲は、半
径方向で、表面４０とシール部材３２との間の接触範囲の外側に位置しており、
したがってこの縁範囲はプロセス容器２の内側に対して絶縁されている。
【００２６】 半導体ウェーハ３１は基板ホルダ４によって運搬される。この場合、半導体ウ
ェーハ３１は基板ホルダ４と共に、プロセス容器２に向かう方向では半導体ウェ
ーハ３１が右側の側壁９の中心開口２９を閉鎖する位置にまで運動可能であり、
かつプロセス容器２から離れる方向では半導体ウェーハ３１が中心開口２９を閉
鎖しなくなる位置にまで運動可能である。
【００２７】 基板ホルダ４は本体４２と、本体４２に固定されたシフトロッド４３とを有し
ている。このシフトロッド４３は本体４２と一体に形成されていてもよい。本体
４２には、中心に配置された真空フィンガ４４が配置されており、この真空フィ
ンガ４４は真空管路４５に接続されている。この真空管路４５内には、圧力セン
サ（図示しない）が配置されており、この圧力センサを介して、真空フィンガ４
４と半導体ウェーハ３１との間に、この半導体ウェーハ３１を保持するための十
分な負圧が保持されているかどうかが検出される。
【００２８】 真空フィンガ４４は側方で本体４２から進出方向に運動可能であり、かつ本体
４２内へ進入する方向に引戻し可能であるので、この真空フィンガ４４は本体４
２の内部に完全に格納されている。
【００２９】 本体４２には、さらに、真空フィンガ４４を半径方向で取り囲む多数の開口４
７が設けられている。これらの開口４７は真空管路４８に接続されていて、負圧
で負荷されるようになっており、これにより半導体ウェーハ３１は基板ホルダ４
の本体４２にしっかりと引き付けられる。両真空管路４５，４８は、１つの共通
の負圧源に接続されていてよいけれども、互いに別個に負圧で負荷されるように
なっている。
【００３０】 図２から判るように、本体４２の、半導体ウェーハ３１に向けられた表面の縁
範囲には、溝５０が設けられている。この溝５０内にはＯリング５１が収容され
ている。このＯリング５１は半径方向で複数の真空開口４７を取り囲んでおり、
これによってＯリング５１は、半導体ウェーハ３１と基板ホルダ４の本体４２と
の間に形成された真空範囲の良好な半径方向シールを行っている。Ｏリング５１
はプロセス容器２の側壁９に設けられたシール部材３２の範囲に位置している。
【００３１】 以下に、図１に示した装置における半導体ウェーハ３１の処理について説明す
る。
【００３２】 まず、基板ホルダ４がプロセス容器２から引き戻され、かつプロセス容器２か
ら間隔を置いて配置される。真空フィンガ４４は基板ホルダ４の本体４２から引
き出されていて、半導体ウェーハ３１を収容する。この半導体ウェーハ３１はハ
ンドリング装置（図示しない）によって基板ホルダ４の範囲にもたらされる。引
き出された真空フィンガ４４により、ハンドリング装置が、本体４２と半導体ウ
ェーハ３１との間に形成された空間へ運動して、半導体ウェーハ３１を真空フィ
ンガ４４に引き渡すことが可能となる。
【００３３】 真空フィンガ４４によって基板もしくは半導体ウェーハ３１が受け取られた後
に、ハンドリング装置は解離されて、半導体ウェーハ３１と基板ホルダ４の本体
４２との間の範囲から進出するように運動させられる。次いで、真空フィンガ４
４は基板ホルダ４の本体４２内へ引き戻される。このときに、半導体ウェーハ３
１の片面が本体４２と接触し、真空管路４８を介して真空開口４７に真空がかけ
られる。これにより、本体４２における半導体ウェーハ３１の確実な保持が確保
される。
【００３４】 引き続き、基板ホルダ４はプロセス容器２に向かって運動させられ、この場合
、基板ホルダ４は、半導体ウェーハ３１の表面４０が側壁９に設けられたシール
部材３２と接触して、これによって側壁９に設けられた開口２９を閉鎖しかつシ
ールするようになるまで運動させられる。それと同時に、半導体ウェーハ３１の
表面４０の縁範囲はコンタクトエレメント３７のコンタクト丸形隆起部３９と接
触する。
【００３５】 引き続き、プロセス容器２は金属を含有した電解質で充填され、この場合、半
導体ウェーハ３１の表面４０は電解質で均一に濡らされる。引き続き、陽極プレ
ート２０と、電気的に接触接続された半導体ウェーハ３１との間に電圧が印加さ
れ、これによって半導体ウェーハ３１の表面４０に、電解質中に含まれた金属が
析出される。このときに、開口１１を介して電解質が連続的にプロセス容器２に
導入され、この電解質は開口１４を介してプロセス容器２から流出する。金属を
十分に析出させた後に、電解質は開口１１を介してプロセス容器２から導出され
る。プロセス容器２から基板ホルダ４が引き戻されると、陽極プレート２０はプ
ロセス容器２を通って側壁９に向かって運動させられ、この場合、陽極プレート
２０は、シール部材２５が側壁９の内面に接触するまで運動させられる。これに
より、プロセス容器２の開口２９は内部からシールされ、プロセス容器２内への
不純物の侵入が阻止される。
【００３６】 択一的には、基板ホルダ４を引き戻す前に、プロセス容器２の内部で半導体ウ
ェーハ３１の洗浄および／または乾燥を行うことができる。半導体ウェーハ３１
を洗浄するためには、開口１１または別の専用の開口を介してプロセス容器２内
に洗浄流体が導入され、半導体ウェーハ３１の表面４０が洗浄される。半導体ウ
ェーハ３１を乾燥させるためには、洗浄液がゆっくりと排出され、この場合、予
め洗浄液の表面に、たとえばＩＰＡ層のような溶剤が施与され、これによりマラ
ンゴニ原理による乾燥が行われる。
【００３７】 択一的に、陽極プレート２０には、乾燥流体を導通させるための複数の開口が
設けられていてよい（図３につき詳しく説明する）。その場合、陽極プレート２
０は洗浄流体の排出後に、基板もしくは半導体ウェーハ３１に隣接した位置にま
で運動させられ、前記開口を介して乾燥流体、たとえばＮ２が、半導体ウェーハ
３１の表面４０へ案内され、これにより半導体ウェーハ３１が乾燥させられる。
【００３８】 引き続き、基板ホルダ４は側壁９から離れる方向に運動させられるので、半導
体ウェーハ３１を基板ホルダ４から取り出すことができる。
【００３９】 図３には、本発明の別の実施例が示されている。図３の実施例では、金属メッ
キ装置１が鉛直な二重プロセスチャンバの形に形成されている。特に別記しない
限り、図１に示した実施例の場合と同じ構成エレメントまたは類似の構成エレメ
ントに関しては、図３においても、図１に示した実施例の場合と同一の符号を使
用する。
【００４０】 金属メッキ装置１は、図１に示したプロセス容器２にほぼ等しい第１のプロセ
ス容器２と、第２のプロセス容器６０とを有している。
【００４１】 第１のプロセス容器２は底部壁６と、上側の壁８７と、左右両側の側壁８，９
とを有している。底部壁６には、導出開口６２が設けられており、この導出開口
６２は管路６３に接続されている。
【００４２】 図面で見て左側の側壁８には、底部壁６の範囲で流入開口６４が設けられてい
る。この流入開口６４は流入管路６５に接続されている。この側壁８には、さら
に上側の壁７の範囲でオーバフロー開口６６が設けられており、このオーバフロ
ー開口６６は管路６７に接続されている。
【００４３】 陽極装置３に設けられたシフトロッド１９は左側の側壁８に設けられた中心開
口１７を貫いて延びていて、プロセス容器２の内部で前後にシフト可能である。
【００４４】 シフトロッド１９には、ロッド長手方向に延びる管路７０が設けられており、
この管路７０は流体源（図示しない）に接続されている。
【００４５】 陽極装置３に設けられた陽極プレート２０は、半径方向外側に向かって延びる
複数の管路７２を有しており、これらの管路７２はシフトロッド１９に設けられ
た管路７０に接続されている。管路７２は、陽極プレート２０の、右側の側壁９
に向けられた表面７５に設けられた複数の開口７４に接続されている。管路７０
と管路７２と開口７４とを介して、流体、たとえばＮ２を、陽極装置３を通じて
案内することができる。前記開口により形成された面積は、陽極プレート２０の
表面７５の全面積に比べて極めて小さく形成されているので、陽極プレート２０
は、ほぼ閉じたプレートであるとみなすことができる。第１実施例の場合と同様
に、陽極プレート２０は半径方向でＯリング２５によって取り囲まれている。さ
らに、シールベローズ２６が設けられており、このシールベローズ２６は一方の
側ではシフトロッド１９に結合されており、他方の側ではプロセス容器２の第１
の壁、つまり左側の側壁８に結合されている。
【００４６】 右側の側壁９は開口２９を有しており、この開口２９の円周はシール部材３２
によって規定される。開口２９はやはり外部からは半導体ウェーハ３１によって
、内部からは陽極プレート２０によって、それぞれ閉鎖可能である。
【００４７】 第１のプロセス容器２に対して隣接して、第２のプロセス容器６０が設けられ
ている。この第２のプロセス容器６０の左側の側壁は、第１のプロセス容器２の
、開口２９を有する右側の側壁９によって形成される。第２のプロセス容器６０
は底部壁７６と、上側の壁７７と、左側の側壁９と、右側の側壁７８とを有して
いる。底部壁７６には、組み合わされた流入・流出開口８１が設けられており、
この流入開口８１は管路８２に接続されている。もちろん、組み合わされた流入
・流出開口の代わりに、２つの別個の開口が設けられていてもよい。
【００４８】 上側の壁７７には、開口８４が設けられており、この開口８４は管路８５に接
続されている。
【００４９】 第２のプロセス容器６０の右側の側壁７８には、中心開口８７が設けられてい
る。この中心開口８７を貫いて、基板ホルダ４に設けられたシフトロッド４３が
延びている。符号９１でシールベローズが示されている。このシールベローズ９
１は一方の側では基板ホルダ４のシフトロッド４３に、他方の側では第２のプロ
セス容器６０の右側の側壁７８に、それぞれ結合されている。
【００５０】 第２のプロセス容器６０の左側の側壁９には、第２のプロセス容器６０に向け
られたノズル９０が設けられている。このノズル９０は左側の側壁９に取り付け
られているか、または左側の側壁９の内部に配置されている。このノズル９０を
介して処理流体、たとえば洗浄液、特に脱イオン水が、第２のプロセス容器６０
内に導入される。単独のノズルの代わりに、多数のノズルが設けられていてもよ
い。
【００５１】 基板ホルダ４の構造は、図１に示した基板ホルダ４の構造にほぼ相当している
が、ただし真空フィンガ４４の形状ならびに真空開口４７の形状だけが、図１の
示した形状とは異なっている。
【００５２】 鉛直な二重プロセスチャンバの機能経過は次の通りである： 半導体ウェーハ３１は鉛直方向で、第２のプロセス容器６０に設けられた側方
の開口（図示しない）を介して、ウェーハハンドリング装置によって第２のプロ
セス容器６０内に持ち込まれ、上で説明したようにして基板ホルダ４に収容され
る。引き続き、基板ホルダ４は左側の側壁９の方向へ運動させられ、この場合、
基板ホルダ４は、ウェーハ表面４０が、開口２９に設けられたシール部材３２に
接触して、両プロセス容器２，６０を互いにシールするまで運動させられる。そ
れと同時に、半導体ウェーハ３１の表面４０は、上で説明したようにしてシール
部材３２のすぐ背後で電気的に接触接続される。
【００５３】 プロセスチャンバのシール後に、金属を含有した電解質が、開口６４を介して
第１のプロセス容器２内に導入され、この場合、電解質は開口６６を介してオー
バフローするまで導入される。その後に、半導体ウェーハ３１と陽極プレート２
０との間に電圧が印加され、これによって半導体ウェーハ３１の表面４０には金
属が析出される。析出プロセスの終了後に、電解質は開口６２を介して第１のプ
ロセス容器２から排出される。
【００５４】 引き続き、基板ホルダ４は、この基板ホルダ４に保持された半導体ウェーハ３
１と共に、両プロセス容器２，６０の共通の側壁９から離れる方向に運動させら
れる。それと同時に、陽極装置３が側壁９の方向へ運動させられ、この場合、こ
の陽極装置３は、Ｏリング２５が共通の側壁９に接触して、両プロセス容器２，
６０を陽極装置３によって互いにシールするまで運動させられる。
【００５５】 次いで、ノズル９０および／または開口８１を介して、洗浄流体、たとえば脱
イオン水が、第２のプロセス容器６０内に導入され、半導体ウェーハ３１が洗浄
される。十分な洗浄の後に、脱イオン水は排出される。次いで、半導体ウェーハ
３１を乾燥させるために、陽極に設けられた複数の開口を通じて、乾燥流体、た
とえばＮ２が第２のプロセス容器６０内に導入されて、半導体ウェーハ３１へ吹
き付けられる。乾燥のためには、基板ホルダ４を側壁９に近付けることにより、
陽極プレート２０と半導体ウェーハ３１との間の間隔を減少させることができる
。
【００５６】 択一的な乾燥方法としては、マランゴニ原理を使用することもできる。このた
めには、脱イオン水の排出前に開口８４を介して上方から溶剤、たとえばＩＰＡ
が第２のプロセス容器６０内に導入される。その後に、脱イオン水が排出され、
半導体ウェーハ３１がマランゴニ原理により乾燥させられる。
【００５７】 最後に、こうして処理されかつ乾燥された基板もしくは半導体ウェーハ３１が
、第２のプロセス容器６０に設けられた側方の開口（図示しない）から取り出さ
れる。
【００５８】 以上、本発明を幾つかの有利な実施例につき説明したが、しかし本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではない。たとえば、半導体ウェーハ３１によって
閉鎖可能である開口２９は、必ずしも鉛直な側壁に形成されている必要はない。
開口２９は、たとえば処理装置の底部壁に形成されていてもよく、その場合、処
理流体のための各入口および出口も、相応して適合されていなければならない。
基板ホルダおよび陽極装置の運動は、いかなる時点でも陽極プレートおよび／ま
たは半導体ウェーハが開口２９を閉鎖しているように制御されていてよい。さら
に、陽極装置が、組み合わされた洗浄・乾燥ユニットとして形成されていてもよ
い。その場合、この洗浄・乾燥ユニットを介して、洗浄流体および乾燥流体が、
陽極プレート２０に向かい合って位置する半導体ウェーハ３１へ案内される。こ
のときに、陽極プレート２０は、たとえばセンタリングされた１つの洗浄流体ノ
ズルと、この洗浄流体ノズルに対して接線方向に延びる複数の乾燥流体ノズルと
を備えた構造を有していてよい。このように組み合わされた洗浄・乾燥ユニット
の構造は、たとえば本願と同一出願人により出願された未公開のドイツ連邦共和
国特許出願第１９８５９４６６号明細書に記載されているので、繰り返しを避け
るために詳しい説明は省略する。プロセス容器の底部壁、上側の壁ならびに図示
されていない側壁は、一体に形成されていてよい。さらに、各処理流体の流出を
改善するために、底部壁はホッパ形に形成されていてもよい。特に、それぞれの
チャンバを互いに異なる過程のために使用することもできる。すなわち、たとえ
ばプロセスチャンバにはエッチング剤を導入することができ、第２のチャンバは
表面状態調節チャンバとして形成されていてよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による装置の１実施例を示す概略図である。
【図２】 図１に円で囲んだ範囲の拡大図である。
【図３】 第２のプロセス容器を用いた本発明の別の実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 金属メッキ装置、 ２ 第１のプロセス容器、 ３ 陽極装置、 ４ 基
板ホルダ、 ６ 底部壁、 ７ 上側の壁、 ８，９ 側壁、 １０ プロセス
室、 １１ 流入・流出開口、 １２ 管路、 １４ 開口、 １５ オーバフ
ロー管路、 １７ 中心開口、 １９ シフトロッド、 ２０ 陽極プレート、
２１ 表面、 ２３ Ｏリング、 ２５ Ｏリング、 ２６ シールベローズ
、 ２９ 中心開口、 ３１ 半導体ウェーハ、 ３２ シール部材、 ３３
表面、 ３５ アンダカット部、 ３９ 丸形隆起部、 ４０ 表面、 ４２
本体、 ４３ シフトロッド、 ４４ 真空フィンガ、 ４５ 真空管路、 ４
７ 開口、 ４８ 真空管路、 ５０ 溝、 ５１ Ｏリング、 ６０ 第２の
プロセス容器、 ６２ 導出開口、 ６３ 管路、 ６４ 流入開口、 ６５
流入管路、 ６６ オーバフロー開口、 ６７ 管路、 ７０ 管路、 ７２
管路、 ７４ 管路、 ７５ 表面、 ７６ 底部壁、 ７７ 上側の壁、 ７
８ 側壁、 ８１ 流入・流出開口、 ８２ 管路、 ８４ 開口、 ８５ 管
路、 ８７ 中心開口、 ９０ ノズル、 ９１ シールベローズ
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年３月９日（２００１．３．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】 本発明は、基板、特に半導体ウェーハを処理するための装置であって、少なく
とも１つの開口を有するプロセス容器が設けられていて、前記開口が基板によっ
て外部から閉鎖可能である形式のものに関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】 基板を処理するための装置は、たとえば本願と同一の出願人により出願された
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８５９４７０号明細書に基づき公知である
。この公知の装置は、上方に向かって開かれたプロセス容器を有しており、この
プロセス容器は下方から上方に向かって、金属を含有した電解質で貫流される。
電解質は上方へ向かう途中で、延伸格子体（Ｓｔｒｅｃｋｇｉｔｔｅｒ）として
形成された陽極を通って流れる。電解質中に存在する金属でメッキしたい半導体
ウェーハは、基板ホルダによってプロセス容器の上縁部の上に保持され、この場
合、半導体ウェーハとプロセス容器の上縁部との間に流れギャップが形成される
。プロセス容器を貫流した電解質は、プロセス容器の上縁部と基板との間でオー
バフローさせられて、半導体ウェーハと接触させられる。陽極と、電気的に接触
接続される半導体ウェーハとの間に電圧を印加することにより、電解質中に含ま
れている金属が半導体ウェーハ上に析出されられる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】 この公知の装置では、上で述べたように基板がウェーハの外側の縁範囲で、特
にウェーハとプロセス容器の上縁部との間のギャップの範囲で電解質によって流
過されるので、ウェーハの真ん中の範囲におけるよりも高い流速が生ぜしめられ
る。このような流れ不均一性に基づき、ウェーハ上では金属の析出不均一性が生
じる。金属の析出時に発生するガス泡は、たいてい電解質の流れによって連行さ
れるが、しかし比較的流れが停滞している範囲では、ガス泡が溜まってしまい、
金属の析出を損なってしまう恐れがある。電解質はウェーハに向かい合って位置
する陽極を貫流するので、この陽極は大きな流れ開口を有していなければならず
、このことは陽極とウェーハとの間に均一な電界を形成することを損なう。たと
えば洗浄過程でウェーハを引き続き処理するためには、基板が持ち上げられなけ
ればならず、そして場合によっては、本願と同一の出願人により出願されたドイ
ツ連邦共和国特許出願公開第１９８５９４６９号明細書に記載されているような
洗浄・乾燥ユニットが、ウェーハの下へ移動させられなければならない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】 米国特許第５４３７７７７号明細書に基づき、冒頭で述べた形式の、基板を処
理するための装置が公知である。この公知の装置では、プロセス容器に設けられ
た開口が、処理したい基板によって外部から閉鎖される。この開口はプロセス容
器の鉛直な壁に配置されており、これにより、金属プレーティングもしくは金属
メッキの間に、基板は処理流体によって均一に流過されるようになる。メッキ過
程の後に、基板は、別のプロセス容器内で別の処理、たとえば洗浄に施すために
手間をかけて積み替えられなければならない。積み替え時には、必要となるハン
ドリングステップに基づき基板が損傷させられる危険が生じる。さらに、積み替
え時には、必要とされる積み替え時間に基づき処理流体が乾燥を開始し、これに
よって基板を損傷させてしまう危険も生じる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】 したがって、本発明の課題は、冒頭で述べた形式の装置を改良して、処理した
い基板表面の簡単でかつ均一な処理が可能となると同時に、連続する処理ステッ
プの間での基板の損傷の危険が減じられるような装置を提供することである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】 以上、本発明を幾つかの有利な実施例につき説明したが、しかし本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではない。たとえば、半導体ウェーハ３１によって
閉鎖可能である開口２９は、必ずしも鉛直な側壁に形成されている必要はない。
開口２９は、たとえば処理装置の底部壁に形成されていてもよく、その場合、処
理流体のための各入口および出口も、相応して適合されていなければならない。
基板ホルダおよび陽極装置の運動は、いかなる時点でも陽極プレートおよび／ま
たは半導体ウェーハが開口２９を閉鎖しているように制御されていてよい。さら
に、陽極装置が、組み合わされた洗浄・乾燥ユニットとして形成されていてもよ
い。その場合、この洗浄・乾燥ユニットを介して、洗浄流体および乾燥流体が、
陽極プレート２０に向かい合って位置する半導体ウェーハ３１へ案内される。こ
のときに、陽極プレート２０は、たとえばセンタリングされた１つの洗浄流体ノ
ズルと、この洗浄流体ノズルに対して接線方向に延びる複数の乾燥流体ノズルと
を備えた構造を有していてよい。このように組み合わされた洗浄・乾燥ユニット
の構造は、たとえば本願と同一出願人により出願されたドイツ連邦共和国特許出
願公開第１９８５９４６６号明細書に記載されているので、繰り返しを避けるた
めに詳しい説明は省略する。プロセス容器の底部壁、上側の壁ならびに図示され
ていない側壁は、一体に形成されていてよい。さらに、各処理流体の流出を改善
するために、底部壁はホッパ形に形成されていてもよい。特に、それぞれのチャ
ンバを互いに異なる過程のために使用することもできる。すなわち、たとえばプ
ロセスチャンバにはエッチング剤を導入することができ、第２のチャンバは表面
状態調節チャンバとして形成されていてよい。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板（３１）、特に半導体ウェーハを処理するための装置（
    １）であって、少なくとも１つの開口（２９）を有する第１のプロセス容器（２
    ）が設けられていて、前記開口（２９）が基板（３１）によって外部から閉鎖可
    能である形式のものにおいて、第１のプロセス容器（２）に対して隣接して第２
    のプロセス容器（６０）が設けられており、該第２のプロセス容器（６０）の壁
    （９）が、少なくとも部分的に、第１のプロセス容器（２）の、前記開口（２９
    ）を有する容器壁（９）であり、前記開口（２９）が、第１のプロセス容器（２
    ）の側から閉鎖可能であることを特徴とする、基板を処理するための装置。
  2. 【請求項２】 前記開口（２９）が、第１のプロセス容器（２）のほぼ鉛直
    な壁（９）に形成されている、請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記開口（２９）の周面を形成するシール部材（３２）が設
    けられており、該シール部材（３２）が、特にアンダカット部（３５）とシール
    リップとを有しており、該シールリップが、特に前記シール部材（３２）を形成
    するシール材料のフライス加工によって形成されている、請求項１または２記載
    の装置。
  4. 【請求項４】 基板（３１）の、第１のプロセス容器（２）に向けられた表
    面（４０）を電気的に接触接続するためのコンタクトエレメント（３７）が設け
    られており、該コンタクトエレメント（３７）が、特に前記シール部材（３２）
    のアンダカット部（３５）の範囲に突入するように延びている、請求項１から３
    までのいずれか１項記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記開口（２９）に向かい合って位置する電極（２０）が設
    けられており、該電極（２０）が、特に電極プレート（２０）として形成されて
    いて、少なくとも１種の流体を導通させるための複数の開口（７４）を有してお
    り、さらに前記電極（２０）が特に陽極である、請求項１から４までのいずれか
    １項記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記電極（２０）が、前記開口（２９）に接近する方向およ
    び前記開口（２９）から離れる方向に運動可能であり、特に前記開口（２９）が
    、前記電極（２０）によって第１のプロセス容器（２）の側から閉鎖可能である
    、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記電極（２０）および／または前記開口（２９）を取り囲
    む容器壁（９）に少なくとも１つのシール部材（２５）が設けられており、該シ
    ール部材（２５）が、特に前記電極（２０）を半径方向で取り囲んでいて、軸方
    向で、前記開口（２９）に向けられた表面を超えて張り出している、請求項６記
    載の装置。
  8. 【請求項８】 第１のプロセス容器（２）内に導入可能な少なくとも１種の
    処理流体が、金属を含有した電解質および／またはエッチング剤である、請求項
    １から７までのいずれか１項記載の装置。
  9. 【請求項９】 第２のプロセス容器（６０）が、洗浄チャンバおよび／また
    は乾燥チャンバおよび／または表面状態調節チャンバを形成している、請求項１
    から８までのいずれか１項記載の装置。
  10. 【請求項１０】 基板ホルダ（４）が設けられており、該基板ホルダ（４）
    が、該基板ホルダ（４）の本体（４２）に対して相対的に運動可能な少なくとも
    １つの真空フィンガ（４４）を備えており、該真空フィンガ（４４）が、特に、
    前記本体（４２）の、基板（３１）に向けられた表面の真ん中に配置されていて
    、特に前記基板ホルダ（４）の本体（４２）内に格納可能である、請求項１から
    ９までのいずれか１項記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記真空フィンガ（４４）に接続された真空管路（４５）
    に圧力センサが設けられている、請求項１０記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記基板ホルダ（４）の本体（４２）の、基板（３１）に
    向けられた表面に、位置固定の多数の真空開口（４７）が設けられており、該真
    空開口（４７）が、前記真空フィンガ（４４）を特に半径方向で取り囲んでいて
    、特に前記真空フィンガ（４４）とは別個に負圧で負荷可能である、請求項１０
    または１１記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記基板ホルダ（４）に、前記真空開口（４７）を半径方
    向で取り囲む少なくとも１つのシール部材（５１）が設けられており、該シール
    部材（５１）が、特に弾性的に形成されていて、前記開口（２９）の周面に設け
    られた前記シール部材（３２）に、特にシールリップに、向かい合って位置して
    いる、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の装置。
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