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JP2009293134A - Electro-chemical deposition system - Google Patents

Electro-chemical deposition system

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JP2009293134A JP2009214692A JP2009214692A JP2009293134A JP 2009293134 A JP2009293134 A JP 2009293134A JP 2009214692 A JP2009214692 A JP 2009214692A JP 2009214692 A JP2009214692 A JP 2009214692A JP 2009293134 A JP2009293134 A JP 2009293134A
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Dan Carl
Robin Cheung
Mark Denome
Yezdi Dordi
Peter Hey
Mark Lloyd
Dan Marohl
Ratson Morad
Donald J Olgado
Eugene Ravinovich
Ben Shen
Ho Seon Shin
Ashok K Sinha
Joseph Stevens
Michael Sugarman
Avi Tepman
ドナルド ジェイ オルガド
ダン カール
ベン シェン
マイケル シュガーマン
ホー セオン シン
アショック ケイ シンハ
ジョー スティーヴンス
ロビン チェウン
マーク デノーム
アヴィ テプマン
イェツディ ドーディ
ジョージ バークマイアー
ピーター ヘイ
ダン マロール
ラットソン モラド
ユージーン ラヴィノヴィッチ
マーク ロイド
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Applied Materials Inc
アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
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    • HELECTRICITY
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    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/24Reinforcing the conductive pattern
    • H05K3/241Reinforcing the conductive pattern characterised by the electroplating method; means therefor, e.g. baths, apparatus

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electro-chemical deposition system which is designed with a flexible architecture expandable to accommodate future designs and gap fill requirements and to provide satisfactory throughput to meet the demands of other processing systems. <P>SOLUTION: The electro-chemical deposition system generally includes: a mainframe having a mainframe wafer transfer robot; a loading station disposed so as to contact with the mainframe; one or more processing cells disposed so as to contact with the mainframe; and an electrolyte supply connected to the one or more processing cells with fluid. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は一般に、ウェーハ/基板上への金属層の堆積に関する。 The present invention generally relates to deposition of a metal layer to the wafer / substrate. 特に、本発明は、金属層をウェーハ/基板上に形成する電気化学堆積装置(electro-chemical deposition :ECDと略称されている)に関し、これは電気めっき装置とも呼ばれている。 In particular, the present invention is an electrochemical deposition apparatus for forming a metal layer on a wafer / substrate: relates (electro-chemical deposition ECD and has been abbreviated), which is also known as electroplating apparatus.

サブクォーターミクロン(0.25μm以下)のマルチレベルメタライゼーションは、超大規模集積(ULSI)デバイスの次世代の基幹技術のうちの1つである。 Multilevel metallization sub-quarter micron (0.25 [mu] m or less) is one of the next generation core technology of the super-large-scale integrated (ULSI) devices. この技術の核心部分であるマルチレベルインターコネクション(相互接続)は、高アスペクト比の孔に形成された構造的な相互接続特徴部の平坦化を必要とし、かかる構造的特徴部としては、コンタクト、バイア、ライン及び他の特徴部が挙げられる。 Multilevel Interconnection is the core part of the technique (interconnection) requires planarization of holes formed in the structural interconnect features of high aspect ratio, as such structural features, the contact, Bahia include lines and other features. これら相互接続特徴部の信頼性の高い形成は、ULSIの成功及び個々の基板及びダイ上の回路密度及び品質を向上させる技術的努力の継続にとって非常に重要である。 High forming reliable these interconnect features is very important for continued technical efforts to ULSI success and increase circuit density and quality on individual substrates and die.

回路密度の増大につれ、バイア、接点又はコンタクト及び他の特徴部並びにこれら相互の誘電体の幅は、250nm未満に減少し、これに対し誘電体層の厚さは実質的に一定のままであり、その結果、特徴部のアスペクト比、即ち、高さを幅で割った値が増大している。 As increase in circuit density, vias, the widths of the contact or contacts and other features and their mutual dielectric, reduced to less than 250 nm, contrary thickness of the dielectric layer remain substantially constant As a result, the aspect ratio of the features, i.e., the value obtained by dividing the height by the width increases. 伝統的な薄膜形成法、例えば物理的気相成長(PCD)及び化学的気相成長(CVD)は、アスペクト比が4:1を越える場合、特に10:1を越える場合、構造的特徴部のフィリング(埋めること)が困難である。 Traditional thin film forming method, for example, physical vapor deposition (PCD) and chemical vapor deposition (CVD), an aspect ratio of 4: if it exceeds 1, particularly 10: If it exceeds 1, the structural feature filling (to fill) is difficult. したがって、特徴部の高さと幅の比が4.1以上である高いアスペクト比を備えたボイドフリーのナノメートルサイズの特徴部の形成に向けて目下多大な努力がなされている。 Therefore, currently great efforts towards the formation of the features of the nanometer-sized void free a ratio of height and width of the feature portion with a high aspect ratio is 4.1 or more have been made. さらに、特徴部の幅の減少につれ、デバイス電流は、一定のままか又は増大しており、その結果、特徴部の電流密度が増大する。 Further, as the reduction in the width of the feature, the device current is or increase remains constant, resulting in a current density of features is increased.

金属元素としてのアルミニウム(Al)及びその合金は、半導体処理においてライン及びプラグを形成するのに伝統的に用いられている金属である。 Aluminum (Al) and its alloys as the metal element is a metal that has been traditionally used to form lines and plugs in semiconductor processing. というのは、アルミニウムの電気固有抵抗又は抵抗率はかなり低く、二酸化シリコン(SiO 2 )への密着性が優れており、パターン形成が容易であり、しかも非常に純粋な形態で得ることができるからである。 Since the electrical resistivity or resistance of aluminum is considerably lower, has excellent adhesion to silicon dioxide (SiO 2), it is easy to pattern formation, yet can be obtained in a very pure form it is. しかしながら、アルミニウムは、導電性のより高い他の金属、例えば銅よりは抵抗率が高く、アルミニウムも又、導体中にボイドを形成する原因となるエレクトロマイグレーションを生じるという欠点がある。 However, aluminum, conductive higher other metals, such as higher resistivity than copper, aluminum also has the disadvantage that cause electromigration which causes the formation of voids in the conductor.

銅及びその合金は、アルミニウムよりも抵抗率が小さく、しかもアルミニウムと比較してエレクトロマイグレーションに対する耐性が著しく高い。 Copper and its alloys, low resistivity than aluminum, yet is significantly higher tolerance compared to aluminum to electromigration. これらの特徴は、高集積レベル及び高デバイス速度で生じる高い電流密度に耐える上で重要である。 These characteristics are important to withstand high current densities occur at high levels of integration and high device speed. 銅は又、熱伝導率が良好であり、非常に高い純度の状態で得ることができる。 Copper is also a thermal conductivity excellent, can be obtained with very high purity state. したがって、銅は、半導体基板上へのサブクォーターミクロンで高アスペクト比の相互接続特徴部のフィリングに向いた金属としての一選択肢である。 Therefore, copper is an option as filling the metal facing of the interconnect features having a high aspect ratio sub-quarter-micron on a semiconductor substrate.

半導体デバイスの製造に銅を用いることが望ましいことであるにもかかわらず、銅を非常に高いアスペクト比の構造的特徴部、例えばアスペクト比が4:1で幅が0.35μm(又はこれ以下)の特徴部中に堆積させる製造方法の選択枝は限られている。 Despite the desirability of using copper for the manufacture of semiconductor devices, the structural features of the copper very high aspect ratio, for example, an aspect ratio of 4: width 1 0.35 .mu.m (or below) the choices of fabrication methods for depositing in the characterizing part of is limited. これらプロセス上の制約の結果として、従来は回路基板上への配線形成に限られていためっき法が今や、半導体デバイス上のバイア及びコンタクトのフィリングに用いられている。 As a result of limitations on these processes, conventional plating method was limited to the wiring formation on the circuit board is now used in filling the vias and contacts on semiconductor devices.

金属の電気めっき法は、一般に知られており、種々の手法で達成できる。 Electroplating metal are generally known, can be achieved in various ways. 代表的な方法では一般に、バリア層を特徴部の表面上に物理的気相成長させ、導電性金属シード層、好ましくは銅をバリア層上に物理的気相成長させ、次に、導電性金属をシード層上に電気めっきして構造部/特徴部のフィリングを行う。 In general the typical method, the barrier layer physical vapor grown on the surface of the features of a conductive metal seed layer, preferably by physical vapor deposition of copper on the barrier layer, then a conductive metal the electroplated on the seed layer performs filling of the structure / feature. 最終的に、堆積層及び誘電体層を例えば化学機械研磨(CMP)によって平坦化して導電性相互接続特徴部を形成する。 Finally, to form a conductive interconnect features by flattening the deposited layers and the dielectric layer for example by chemical mechanical polishing (CMP).

図1は、コンタクトピンを備えた単純化された代表的なファウンテン(fountain)形めっき装置10の断面図である。 Figure 1 is a cross-sectional view of a typical fountain (fountain) form a plating device 10 simplified with the contact pins. 一般に、ファウンテン形めっき装置10は、頂部開口部を備えた電解液入り容器12、電解液入り容器12の上に設けられた基板ホルダ14、電解液容器12の底部に設けられた陽極16及び基板22に接触する接点リング20を有している。 Generally, a fountain-type plating apparatus 10, electrolyte-containing vessel 12 having a top opening, a substrate holder 14 provided on the electrolyte-containing vessel 12, anode 16 and the substrate provided on the bottom portion of the electrolyte container 12 and a contact ring 20 which contacts the 22. 複数の溝24が、基板ホルダ14の下面に形成されている。 A plurality of grooves 24 are formed on the lower surface of the substrate holder 14. 真空ポンプ(図示せず)が、基板ホルダ14に結合されていて、溝24と連通して処理中、基板22を基板ホルダ14に固定できる真空条件を生じさせるようになっている。 A vacuum pump (not shown) may be coupled to the substrate holder 14 during processing in communication with the groove 24 so as create a vacuum condition capable of securing the substrate 22 to the substrate holder 14. 接点リング20は、中央基板めっき表面を構成するよう基板22の周囲部分の周りに分布して設けられた複数の金属製又は半金属製コンタクトピン26を有している。 Contact ring 20 includes a plurality of metallic or semi-metallic contact pins 26 provided distributed around the peripheral portion of the substrate 22 so as to constitute a central substrate plating surface. 複数のコンタクトピン26は、基板22の幅の狭い周囲部分上に半径方向内方に延び、コンタクトピン26の頂部のところで基板22の導電性シード層に接触している。 A plurality of contact pins 26 extend radially inwardly over a narrow perimeter portion of the width of the substrate 22, in contact with the conductive seed layer of the substrate 22 at the top of the contact pins 26. 電源(図示せず)が、ピン26に取り付けられ、それにより、電気的バイアスを基板22に与えるようになっている。 Power source (not shown) is attached to the pin 26, thereby being electrically biased so as to provide the substrate 22. 基板22は、円筒形電解液入り容器12の上に位置決めされ、電解液の流れが、セル10の動作中、基板めっき表面上に垂直に当たる。 Substrate 22 is positioned over the cylindrical electrolyte container containing 12, the flow of the electrolytic solution during operation of the cell 10 corresponds to the vertical on the substrate plating surface.

今日の電気めっきセル、例えば図1に示すものは、大規模集積基板上に合格レベルの結果を達成するが、多くの問題点により、ミクロンサイズのアスペクト比の高い構造的特徴部を備えた基板上への首尾一貫した信頼性の高い電気めっきが損なわれる。 Substrate Today electroplating cell, such as those shown in FIG. 1, to achieve the results of the pass level to large-scale integration on a substrate, a number of problems, with high structural features of the aspect ratio of the micron-sized consistent reliable electroplating onto is impaired. 一般に、これら問題点は、基板のめっき表面上への一様な電力分布及び電流密度を生じさせて一様な厚さの金属層を形成すること、望ましくないエッジ及び裏面又は裏側への堆積を防止して処理中の基板及びその結果得られる基板への汚染を制御すること、及び基板を処理中基板ホルダに固定する真空条件を維持することに関する。 Generally, these problems are possible to produce a uniform power distribution and current density on the plating surface of the substrate to form a metal layer of uniform thickness, the deposition of unwanted edge and backside or rear side controlling the preventing and contamination of the substrate and to the resulting substrate during processing, and relates to maintaining a vacuum condition which secures the substrate to the processing in the substrate holder. また、今日における電気めっきセルは、他の処理装置の要求に合うのに十分なスループットを生じさせず、将来の設計上のルール及びギャップのフィリング要件に適合するよう拡張できる融通性のあるアーキテクチャを備えた状態では設計されてはいない。 Also, the electroplating cell in today not produce sufficient throughput to meet the demands of other processing units, an architecture of flexibility can be extended to suit the filling requirements of rules and gaps on future designs It is not designed in a state with. さらに、現行装置は、電気めっき法の実施前のシード層が不十分又は不連続であるという問題を解決していない。 Moreover, the current system does not solve the problem of seed layer before the implementation of the electroplating process is insufficient or discontinuous. さらに、現在の電気めっき装置プラットホームは、同一の電気めっき装置プラットホーム内で堆積又はめっき結果を向上させるための電気化学的堆積後処理、例えば迅速な熱アニール処理を提供していない。 Furthermore, current electroplating system platforms, electrochemical deposition after treatment for improving the deposition or plating results in the same electroplating apparatus platform, such as not providing a rapid thermal annealing process.

代表的な電気めっき法で生じる別の特定の問題は、シード層のエッジが、電気めっき中、過剰の堆積又はめっき量(一般に、エッジビードと呼ばれる)を受けるということである。 Representative of another occurring in electroplating particular problem, the edge of the seed layer, during electroplating, excess deposition or plating amount (commonly referred to as edge bead) is that undergo. 図1Aは、シード層34のエッジ32のところに過剰堆積部36を示すウェーハ30のエッジの断面図である。 Figure 1A is a cross-sectional view of the edge of the wafer 30 showing the overburden portion 36 at the edge 32 of the seed layer 34. 図1Aに示すように、ウェーハ30上にはシード層34が被着されており、このシード層34上には電気めっき層38が電気化学的に被着されている。 As shown in FIG. 1A, the wafer 30 on the seed layer 34 is deposited, electroplated layer 38 is formed on the seed layer 34 is electrochemically deposited. シード層34のエッジ32は、シード層34の残部よりも電流密度が高く、その結果、シード層34のエッジ32のところの蒸着速度が高くなるということが分かっている。 Edge 32 of the seed layer 34, the current density is higher than the remainder of the seed layer 34, as a result, have found that deposition rate at the edge 32 of the seed layer 34 is increased. シード層34のエッジ32のところの機械的応力もまた、シード層の残部よりも高く、それにより、シード層のエッジのところの堆積が止まってウェーハ30の縁部から遠ざかるようになる。 Mechanical stress at the edge 32 of the seed layer 34 is also higher than the remainder of the seed layer, thereby become away from the edge of the wafer 30 stops the deposition of at the edge of the seed layer. 過剰堆積部36は一般にCMP法によって除去される。 Overburden portion 36 is generally removed by CMP. しかしながら、CMP実施中、ウェーハのエッジのところの過剰堆積部36は代表的には、シード層のエッジから剥がれてウェーハの隣接部分を損傷する場合がある。 However, in CMP implementation, overburden portion 36 where the wafer edge is typically may damage the adjacent portion of the wafer peeled from the edge of the seed layer. 剥がれ落ちた金属も又、ウェーハ上に形成されるデバイスを損傷させる場合がある。 Sloughed off metal may also in some cases damaging the devices formed on the wafer. かくして、適正に作られるデバイスの数は減少し、形成されるデバイス1個当たりのコストが高くなる。 Thus, the number of devices made in proper decreases, the cost per device formed is increased.

さらに、電流を用いる電気めっき装置は、周辺コンポーネント及び時間のかかる労力を用いなければ必要な処理工程を実施することができない。 Furthermore, the electroplating apparatus using a current can not be performed the necessary processing steps to be used such effort peripheral components and time. 例えば、めっき法の実施中、処理用の化学薬品の分析が定期的に必要となる。 For example, during the performance of plating, the analysis of chemicals for processing is regularly needed. かかる分析により、成分の正しい割合を確保するための電解液の組成が決定される。 Such analysis, the composition of the electrolytic solution to ensure correct proportions of the components are determined. 従来の分析は、電解液のサンプルを試験ポートから採取し、このサンプルを遠隔の分析器に送ることにより行われている。 Conventional analysis samples were taken electrolyte from the test port, it has been performed by sending the sample to a remote analyzer. 次に、電解液の組成を分析の結果に応じて手作業で調節する。 Then adjusted manually in accordance with the composition of the electrolyte on the results of the analysis. 分析は、種々の化学薬品の濃度が一定の流れ状態にあるので頻繁に行う必要がある。 Analysis, it is necessary that the concentration of various chemicals frequently performed because the constant flow conditions. しかしながら、上述の方法は時間がかかり、実施できる分析の回数が制限される。 However, the method described above is time consuming and limits the number of analyzes that can be performed.

したがって、他の処理装置の要求に合うのに十分なスループットを生じさせず、将来の設計上のルール及びギャップのフィリング要件に適合するよう拡張できる融通性のあるアーキテクチャを備えた設計の電気化学堆積装置が要望されている。 Therefore, without creating sufficient throughput to meet the demands of other processing devices, electrochemical deposition of design with an architecture of flexibility can be extended to suit the filling requirements of rules and gaps on future designs device has been demanded. また、基板めっき表面上への一様な電力分布及び電流密度を生じさせて一様な厚さの金属層を形成すると共に基板を処理中、基板ホルダに固定する真空条件を維持する電気化学堆積装置が要望されている。 Moreover, the electrochemical deposition to maintain processing a substrate with and produce a uniform power distribution and current density on the substrate plating surface to form a metal layer of uniform thickness, the vacuum conditions to be fixed to the substrate holder device has been demanded. さらに、かかる装置は、次に行われる電気めっき法のための最初の導電層の品質を高めることにより構造的特徴部内への堆積又は成膜の信頼性を高める装置を有することが望ましい。 Furthermore, such devices, it is desirable to have the following initial deposition or devices to improve the reliability of film formation on the structural features portion by increasing the quality of the conductive layer for electroplating to be performed.

電気化学堆積装置は、望ましくないエッジ及び裏面又は裏側への堆積を防止すると共に(或いは)除去して処理中の基板及びその結果得られる基板への汚染を制御することが望ましく、しかも、この装置は、過剰の堆積部をウェーハから除去した後にウェーハ洗浄方法、例えばスピン−リンス−ドライ法を実施できるようになっていることが望ましい。 Electrochemical deposition apparatus, it is desirable to control the pollution thereby preventing deposition on unwanted edge and backside or back (or) to the substrate and the resulting substrate in the processing removal, moreover, the device the wafer cleaning method excess deposition portion after removal from the wafer, for example, spin - rinse - it is desirable that to be able to implement the drying method. また、電気化学堆積装置は、処理装置と一体化されていて、電解質の組成の実時間分析を可能にする1又は2以上の化学分析器を有することが望ましい。 Moreover, the electrochemical deposition system, be integrated with the processor, it is desirable to have one or more chemical analyzer that allows the real time analysis of the composition of the electrolyte. さらに、電気化学堆積装置は、堆積又はめっき結果を向上させるための電気化学堆積又は成膜後処理、例えば迅速な熱アニール処理を可能にすることが望ましい。 Furthermore, electrochemical deposition apparatus, electrochemical deposition or deposition post-treatment for improving deposition or plating result, for example, it is desirable to allow for rapid thermal annealing process.

本発明は一般に、他の処理装置の要求に合うのに十分なスループットを生じさせず、将来の設計上のルール及びギャップのフィリング要件に適合するよう拡張できる融通性のあるアーキテクチャを備えた設計の電気化学堆積装置を提供する。 The present invention relates generally not produce sufficient throughput to meet the demands of other processing devices, designed with an architecture of flexibility can be extended to suit the filling requirements of rules and gaps on future designs providing an electrochemical deposition system. 電気化学堆積装置は一般に、メインフレームウェーハ搬送ロボットを有するメインフレーム、メインフレームと連携して設けられたローディングステーション、メインフレームと連携して設けられた1又は2以上の処理セル及び1又は2以上の電気処理セルに流体連通状態で連結された電解質供給源を有する。 The electrochemical deposition apparatus generally includes a main frame, a loading station provided in conjunction with the main frame, one or more processing cells and one or more provided in conjunction with a main frame having a main frame wafer transfer robot having electrical processing electrolyte supply coupled in flow communication to the cell. 好ましくは、メインフレームは、エッジビード除去(エッジクリーン)/スピン−リンス−ドライ(EBR/SRD)ステーション及びシード層補修ステーションを更に有する。 Preferably, the main frame, edge bead removal (edge ​​clean) / Spin - further having a dry (EBR / SRD) station and a seed layer repair station - rinse. 好ましくは、電気化学堆積装置は、ローディングステーションに取り付けられた迅速熱アニールチャンバ、一体形化学分析器を含む電解液補給装置及び電気化学堆積方法及び電気化学堆積装置の構成部品を制御するシステム制御装置を更に有する。 Preferably, the electrochemical deposition system, rapid thermal anneal chamber attached to the loading station, a system controller for controlling the component parts of the electrolytic solution supply device and an electrochemical deposition method and an electrochemical deposition system including an integral chemical analyzer further comprising: a.

本発明は一特徴として、基板めっき表面上への一様な電力分布及び電流密度を生じさせて一様な厚さの金属層を形成すると共に基板を処理中、基板ホルダに固定する真空条件を維持する電気化学堆積装置を提供する。 As the present invention one aspect, processing the substrate with and produce a uniform power distribution and current density on the substrate plating surface to form a metal layer of uniform thickness, the vacuum conditions to be fixed to the substrate holder providing an electrochemical deposition system to maintain.

本発明は別の特徴として、望ましくないエッジ及び裏面又は裏側への堆積を防止すると共に(或いは)除去して処理中の基板及びその結果得られる基板への汚染を制御する電気化学堆積装置を提供する。 The present invention as another aspect, an electrochemical deposition apparatus for controlling with (or) contamination of the substrate and the resulting substrate in the processing removal preventing deposition on unwanted edge and backside or rear side to.

本発明の別の特徴は、金属を基板上に電気化学的に堆積又は成膜させる装置であって、陰極及びウェーハホルダを有するヘッド組立体と、電解液入り容器及び陽極を有する処理キットと、電解液オーバフローキャッチと、陰極及び陽極に接続された電源とから成る装置を提供する。 Another feature of the present invention, a process kit having metal An apparatus for electrochemically deposited or formed on a substrate, a head assembly having a cathode and wafer holder, the electrolyte-containing vessel and an anode, providing an electrolyte overflow catch, the device comprising a power source connected to the cathode and anode. 好ましくは、陰極は、陰極接点リングを有し、ウェーハホルダは、陰極接点リングをウェーハに正しく接触させるブラダシステムを有する。 Preferably, the cathode has a cathode contact ring, the wafer holder has a bladder system to properly contact the cathode contact ring to the wafer. 好ましくは、電解液にさらされる陰極接点リングの表面は、親水性表面が得られるよう被覆され又は処理される。 Preferably, the surface of the cathode contact ring that is exposed to the electrolytic solution is coated or treated to hydrophilic surfaces.

本発明は更に別の特徴として、陽極の溶解によって生じる陽極スラッジ及び他の粒子を除去するようになった透過性の封入陽極を提供する。 The invention As a further feature, provides a transparent encapsulating anode adapted to remove anode sludge and other particles caused by dissolution of the anode. 好ましくは、封入陽極は、汚染要因物を電解液から捕捉し又は濾過する親水性メンブレンを有する。 Preferably, encapsulation anode has a hydrophilic membrane to capture or filtered contaminants from the electrolyte. 封入陽極は好ましくは、封入陽極内での電解液の流れを容易にするバイパス電解液入口及びバイパス出口を更に有する。 Encapsulating the anode preferably further comprises a bypass electrolyte inlet and a bypass outlet to facilitate flow of the electrolyte in the sealed anode.

本発明は更に別の特徴として、実時間化学分析器モジュール及び注入モジュールを有する電解液補給装置を提供する。 As the present invention may further feature, it provides a real-time electrolyte solution supply device having a chemical analyzer module and injection module. 化学分析器モジュールは、制御装置によって作動され、電気化学堆積装置の制御装置と一体の少なくとも1つ、好ましくは2つの分析器を含む。 Chemical analyzer module is actuated by the control device, at least one control device and the integral of the electrochemical deposition system, preferably two analyzers. サンプルラインが、主電解液タンクから化学分析器モジュールへの電解液の連続した流れを生じさせる。 Sample line, causes a continuous flow of electrolyte from the main electrolyte tank to the chemical analyzer module. 第1の分析器は、電解液中の有機物の濃度を求め、第2の分析器は、無機物の濃度を求める。 The first analyzer determines the concentration of organic matter in the electrolyte, the second analyzer determines the concentration of the inorganic material. 次に、注入モジュールを起動化して化学分析器モジュールによって得られた情報に応答して正しい割合の化学薬品を主タンクに送る。 Then sends chemicals correct proportions in response to the main tank by starting the injection module obtained by chemical analyzer module information.

本発明は更に別の特徴として、実時間化学分析器モジュールを提供する。 The present invention As a further feature provides a real-time chemical analyzer module. 化学分析器モジュールは、制御装置によって作動され、電気化学堆積装置の制御装置と一体の少なくとも1つ、好ましくは2つの分析器を含む。 Chemical analyzer module is actuated by the control device, at least one control device and the integral of the electrochemical deposition system, preferably two analyzers. サンプルラインが、主電解液タンクから化学分析器モジュールへの電解液の連続した流れを生じさせる。 Sample line, causes a continuous flow of electrolyte from the main electrolyte tank to the chemical analyzer module. 第1の分析器は、電解液中の有機物の濃度を求め、第2の分析器は、無機物の濃度を求める。 The first analyzer determines the concentration of organic matter in the electrolyte, the second analyzer determines the concentration of the inorganic material.

本発明は更に別の特徴として、ウェーハ表面上に形成されたデバイスを損傷させないで、ウェーハのエッジの過剰の堆積部を除去する装置を提供する。 As the present invention may further feature, without damaging the devices formed on the wafer surface, to provide a device for removing excess deposition of the wafer edge. この装置は、過剰の堆積部をウェーハから除去した後にウェーハ洗浄方法、例えばスピン−リンス−ドライ法を実施できるようになっている。 This device, wafer cleaning method excess deposition portion after removal from the wafer, for example, spin - rinse - adapted to dry method can be carried out.

本発明は更に別の特徴として、次に行われる電気めっき法のための最初の導電層の品質を高めることにより構造的特徴部内への堆積又は成膜の信頼性を高める装置を提供する。 As the present invention may further feature, then it provides the first deposition or devices to improve the reliability of film formation on the structural features portion by increasing the quality of the conductive layer for electroplating to be performed.

本発明は更に別の特徴として、堆積又はめっき結果を向上させるための電気化学的堆積後処理法、例えば迅速な熱アニール処理法を提供する。 The invention As a further feature, the electrochemical post-deposition treatment process for improving the deposition or plating result, for example, provides a rapid thermal annealing method. 迅速な熱アニール処理を行う装置は好ましくは、電気化学堆積装置のローディングステーションに隣接して設けられた迅速熱アニールチャンバを有する。 Preferably apparatus for performing rapid thermal anneal process comprises a rapid thermal anneal chamber disposed adjacent the loading station of the electrochemical deposition system.

本発明は更に別の特徴として、堆積又はめっき具合の一様性を向上させるために処理中、ウェーハの回転を生じさせる電気めっきセル用の回転自在なヘッド組立体を提供する。 As the present invention may further feature, during the process in order to improve the uniformity of the deposition or plating condition, to provide a rotatable head assembly for electroplating cell to cause rotation of the wafer. 回転自在なヘッド組立体は又、電気めっき法の実施後、残留電解液をウェーハホルダ組立体から除去しやすくする。 Rotatable head assembly also after the implementation of the electroplating process, to facilitate removal of the residual electrolyte from the wafer holder assembly. 好ましくは、膨らまし可能なブラダ及び陰極接点リングを含むウェーハホルダ組立体の構成部品は、残留電解液の滴下及び除去を促進する親水性表面を有する。 Preferably, the components of the wafer holder assembly including a possible bladder and cathode contact ring inflation has a hydrophilic surface that promotes dropping and removal of residual electrolyte.

本発明の上記特徴、利点及び目的を実現又は達成する態様を詳細に理解できるようにするために、添付の図面に示された本発明の実施形態を参照して上記発明の概要の項に記載した本発明について一層具体的な説明を行う。 To be able to above features, understanding aspects in detail to realize or achieve the advantages and objects of the present invention, with reference to the embodiments thereof which are illustrated in the appended drawings described in the Summary section of the present invention performing a more particular description about the present invention described.

しかしながら、添付の図面は、本発明の代表的な実施形態を示しているに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。 However, the attached drawings illustrate only typical embodiments of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. というのは、本発明は、他の均等な形態で実施できるからである。 As the invention is because be embodied in other equivalent forms.

コンタクトピンが組み込まれた単純化された代表的なファウンテン形めっき装置10の断面図である。 Contact pin is a cross-sectional view of a typical fountain type plating apparatus 10 which is simplified incorporated. ウェーハ30のエッジの断面図であり、過剰堆積部36がシード層34のエッジ32のところに生じている状態を示す図である。 Is a cross-sectional view of the edge of the wafer 30, the excess deposition 36 is a view showing a state occurring at the edge 32 of the seed layer 34. 本発明の電気めっき装置プラットホーム200の斜視図である。 It is a perspective view of an electroplating system platform 200 of the present invention. 本発明の電気めっき装置プラットホーム200の斜視図である。 It is a perspective view of an electroplating system platform 200 of the present invention. リンス及び溶解流体入口を備えた本発明のスピン−リンス−ドライ(SRD)モジュールの斜視図である。 Spin the present invention with rinsing and dissolving fluid inlets - rinse - is a perspective view of a dry (SRD) module. 図4のスピン−リンス−ドライ(SRD)モジュールの側面断面図であり、基板を流体入口相互間で垂直方向に配置された状態において処理位置で示す図である。 Spin 4 - rinse - a side cross-sectional view of a dry (SRD) module is a diagram showing the processing position in a state where the substrate was arranged in a vertical direction between the fluid inlet other. 本発明の電気めっき処理セル400の断面図である。 It is a cross sectional view of an electroplating process cell 400 of the present invention. 陰極接点リングの部分断面斜視図である。 It is a partial cross-sectional perspective view of a cathode contact ring. 陰極接点リングの断面斜視図であり、接触パッドの変形例を示す図である。 It is a cross-sectional perspective view of a cathode contact ring is a diagram showing a modification of the contact pads. 陰極接点リングの断面斜視図であり、接触パッドの変形例及び絶縁ガスケットを示す図である。 It is a cross-sectional perspective view of a cathode contact ring is a diagram showing a modification and an insulating gasket contact pads. 陰極接点リングの断面斜視図であり、絶縁ガスケットを示す図である。 It is a cross-sectional perspective view of a cathode contact ring is a diagram showing an insulating gasket. 各コンタクトピン経由の電気めっき装置の電気回路の略図である。 It is a schematic diagram of the electrical circuitry of the electroplating apparatus via the contact pins. 本発明のウェーハ組立体450の断面図である。 It is a cross-sectional view of the wafer assembly 450 of the present invention. 12Aは図12のブラダ領域の拡大断面図である。 12A is an enlarged sectional view of the bladder area of ​​Figure 12. ウェーハホルダプレートの部分断面図である。 It is a partial cross-sectional view of a wafer holder plate. マニホルドの部分断面図である。 It is a partial cross-sectional view of the manifold. ブラダの部分断面図である。 It is a partial cross-sectional view of the bladder. 電解液補給装置220の略図である。 It is a schematic illustration of the electrolyte replenishing system 220. 迅速熱アニールチャンバの断面図である。 It is a cross-sectional view of a rapid thermal anneal chamber. 陰極コンタクトリングの変形例を示す斜視図である。 It is a perspective view showing a modification of the cathode contact ring. ウェーハホルダ組立体の変形例の部分断面図である。 It is a partial cross-sectional view of a modification of the wafer holder assembly. 封入陽極の第1の実施形態の断面図である。 It is a cross-sectional view of a first embodiment of the encapsulated anode. 封入陽極の第2の実施形態の断面図である。 It is a cross-sectional view of a second embodiment of the encapsulated anode. 封入陽極の第3の実施形態の断面図である。 It is a cross-sectional view of a third embodiment of the encapsulated anode. 封入陽極の第4の実施形態の断面図である。 It is a cross-sectional view of a fourth embodiment of the encapsulated anode. 無電気めっき法(EDP)セルの断面図である。 It is a cross-sectional view of the electroless plating method (EDP) cells. 回転自在なヘッド組立体2410を備えた処理ヘッド組立体の変形実施形態を示す図である。 It is a diagram illustrating a modified embodiment of the treatment head assembly having a rotatable head assembly 2410. ゲッターモジュールの一実施形態の断面図である。 It is a cross-sectional view of one embodiment of a getter module. ゲッターモジュールの別の実施形態の断面図である。 It is a cross-sectional view of another embodiment of the getter module. エッジクリーン兼スピン−リンス−ドライ(EBR/SRD)モジュールの断面図であり、基板を流体入口相互間で垂直方向に配置された状態において処理位置で示す図である。 Edge clean and spin - rinse - a cross-sectional view of a dry (EBR / SRD) module is a diagram showing a substrate in the processing position in a state of being arranged in a vertical direction between the fluid inlet other. EBR/SRDモジュールの平面図であり、エッジクリーンのためのノズル位置の一実施形態を示す図である。 It is a plan view of the EBR / SRD module is a diagram showing an embodiment of the nozzle positions for edge cleaning. 処理中のウェーハ2122に関連して設けられたノズル2150の側面図である。 In relation to the wafer 2122 during processing is a side view of the nozzle 2150 provided.

図2は、本発明の電気めっきシステム又は装置のプラットホーム200の斜視図である。 Figure 2 is a perspective view of the platform 200 of an electroplating system or apparatus of the present invention. 図3は、本発明の電気めっき装置プラットホーム200の略図である。 Figure 3 is a schematic representation of an electroplating system platform 200 of the present invention. 図2と図3の両方を参照すると、電気めっき装置プラットホーム200は主要構成要素として、ローディングステーション210、熱アニールチャンバ211、メインフレーム214及び電解液補給装置220を有している。 Referring to both FIGS. 2 and 3, the electroplating system platform 200 as main components, a loading station 210, a thermal anneal chamber 211, and has a main frame 214 and the electrolyte replenishing system 220. 好ましくは、電気めっき装置プラットホーム200は、パネル、例えばプレキシグラスパネルを用いてクリーンな環境中に入れられている。 Preferably, the electroplating device platform 200 is placed in a clean environment using panels such as plexiglass panels. メインフレーム214は、主要構成要素として、メインフレーム搬送ステーション216、スピン−リンス−ドライ(SRD)ステーション212、シード層補修ステーション215及び複数の処理ステーション218を有している。 The main frame 214 includes, as main components, mainframe transfer station 216, the spin - rinse - Dry (SRD) station 212, and a seed layer repair station 215 and a plurality of processing stations 218. メインフレーム214は、電気化学堆積法を完了させるのに必要な種々のステーションを支持する切欠きを備えたベース217を有している。 The main frame 214 includes a base 217 having a notch for supporting the various stations needed to complete the electrochemical deposition method. ベース217は好ましくは、種々のステーションを載せて支持できるアルミニウム、ステンレス鋼又は他の剛性材料で作られる。 Base 217 is preferably aluminum which can be supported by placing the various stations are made of stainless steel or other rigid material. 化学保護膜、例えばハラー(Halar :登録商標)、エチレンクロロトリフルオロエチレン(ECTFE)又は他の保護膜が好ましくは、潜在的な化学的腐食にさらされるベース217の表面上に被着される。 Chemical protective film, for example, Haller (Halar: registered trademark), is preferably ethylene chlorotrifluoroethylene (ECTFE), or other protective film, is deposited on the surface of the base 217 that are exposed to potential chemical corrosion. 好ましくは、金属ベース217上に良好な相似被覆材となり、金属ベース217に良好にくっつき、良好な延性を発揮し、システムの通常の動作条件のもとで耐亀裂性を発揮する。 Preferably, it is a good conformal coating material on the metal base 217, better stick to the metal base 217, exhibit good ductility, exhibits crack resistance under normal operating conditions of the system. 各処理ステーション218は、1又は2以上の処理セル240を有している。 Each processing station 218 includes one or more processing cells 240. 電界液補給装置220が、処理セル240に個々に連結された状態でメインフレーム214に隣接して設けられていて、電気めっき法に用いられる電解液を循環させるようになっている。 Electrolytic solution supply device 220, the processing cell 240 provided adjacent the main frame 214 in a state of being connected individually, so as to circulate the electrolyte used in electroplating. 電気めっき装置プラットホーム200は、電力を電気めっき装置に供給する電源ステーション221及び代表的にはプログラマブルマイクロプロセッサから成る制御装置222を更に有している。 Electroplating apparatus platform 200, the power supply station 221 and representative supplies the electroplating apparatus further has a control device 222 consisting of a programmable microprocessor.

ローディングステーション210は好ましくは、1又は2以上のウェーハカセット受入れ領域224、1又は2以上のローディングステーション搬送ロボット228及び少なくとも1つのウェーハオリエンタ230を有する。 Loading station 210 preferably has one or more wafer cassette receiving areas 224,1 or more loading station transfer robots 228 and at least one wafer orienter 230. ローディングステーション210に設けられるウェーハカセット受入れ領域、ローディングステーション搬送ロボット228及びウェーハオリエンタの数は、装置の所望のスループット(処理量)に応じて設定できる。 Wafer cassette receiving areas provided in the loading station 210, the number of loading station transfer robots 228 and wafer orientor can be set according to the desired throughput of the apparatus (throughput). 図2及び図3の一実施形態について示すように、ローディングステーション210は、2つのウェーハカセット受入れ領域224、2つのローディングステーション搬送ロボット228及び1つのウェーハオリエンタ230を有している。 As shown for one embodiment of FIG. 2 and FIG. 3, the loading station 210 includes two wafer cassette receiving areas 224,2 one loading station transfer robots 228 and one wafer orienter 230. ウェーハ234を収納したウェーハカセット232が、ウェーハカセット受入れ領域224上に載置し、それによりウェーハ234を電気めっき装置プラットホーム内に導入する。 Wafer cassette 232 housing a wafer 234, is placed on the wafer cassette receiving areas 224, thereby introducing the wafer 234 in an electroplating device platform. ローディングステーション搬送ロボット228は、ウェーハ234をウェーハカセット232とウェーハオリエンタ230との間で搬送する。 Loading station transfer robot 228 transports the wafer 234 between the wafer cassette 232 and the wafer orienter 230. ローディングステーション搬送ロボット228は、当該技術分野で一般に知られている代表的な搬送ロボットから成る。 Loading station transfer robot 228 is composed of a typical transfer robot commonly known in the art. ウェーハオリエンタ230は、各ウェーハ234を所望の向きに位置決めしてウェーハが正しく処理されるようにする。 Wafer orienter 230 to wafer each wafer 234 is positioned in a desired orientation are handled correctly. ローディングステーション搬送ロボット228は又、ウェーハ234をローディングステーション210とSRDステーション212との間及びローディングステーション210とサーマルアニールチャンバ211との間で搬送する。 Loading station transfer robot 228 also transports the wafer 234 in and between the loading station 210 and the thermal anneal chamber 211 of the loading station 210 and the SRD station 212. ローディングステーション210は、装置を通るウェーハの効率的な搬送を容易にするよう必要に応じてウェーハの一時的な貯蔵を行うための追加のウェーハカセット231を更に有している。 Loading station 210 further has an additional wafer cassette 231 for temporary storage of wafers as necessary to facilitate efficient transfer of the wafer through the device.

図4は、リンス流体及び溶解流体入口を備えた本発明のスピン−リンス−ドライ(SRD)モジュールの概略斜視図である。 4, the spin of the present invention with a rinsing fluid and dissolution fluid inlet - rinse - is a schematic perspective view of a dry (SRD) module. 図5は、図4のスピン−リンス−ドライ(SRD)モジュールの側面断面図であり、基板を流体入口相互間で垂直方向に設けられた処理位置で示している。 Figure 5 is a spin 4 - rinse - a side cross section of a dry (SRD) module Figure shows a substrate in a processing position provided in the vertical direction between the fluid inlet other. 好ましくは、SRDステーション212は、1又は2以上のSRDモジュール236及び1又は2以上のウェーハ通過カセット238を有している。 Preferably, SRD station 212 includes one or more SRD modules 236 and one or more wafer pass cassette 238. 好ましくは、SRDステーション212は、ローディングステーション搬送ロボット228の数に一致した2つのSRDモジュール236を有し、ウェーハ通過カセット238が各SRDモジュール236の上に位置決めされている。 Preferably, SRD station 212 includes two SRD modules 236 that matches the number of loading station transfer robots 228, wafer passage cassette 238 is positioned above each SRD module 236. ウェーハ通過カセット238は、ローディングステーション210とメインフレーム214との間のウェーハ搬送を容易にする。 Wafer passes cassette 238 facilitates wafer transfer between the loading station 210 and the mainframe 214. ウェーハ通過カセット238は、ローディングステーション搬送ロボット228とメインフレーム搬送ステーション216内のロボットの両方に近付いたり遠ざかることができる。 Wafer passes cassette 238 can be away or close to both the robot loading station transfer robot 228 and the main frame transfer station 216.

図4及び図5を参照すると、SRDモジュール236は、底部330a,側壁330b及び上部シールド330cを有し、これらは一緒になって、SRDモジュールボウル330dを構成し、ここではシールドが側壁に取り付けられ、流体をSRDモジュール内に保持するのに役立っている。 Referring to FIGS. 4 and 5, SRD module 236 includes a bottom 330a, has side walls 330b and an upper shield 330c, which together constitute a SRD module bowl 330d, the shield is attached to the side wall here It has helped to retain the fluid within the SRD module. 変形例として、着脱自在なカバーを用いてもよい。 Alternatively, it may be used a removable cover. SRDモジュール内に設けられたペデスタル336が、ペデスタル支持体332及びペデスタルアクチュエータ334を有している。 Pedestal 336 provided in the SRD module, includes a pedestal support 332 and a pedestal actuator 334. ペデスタル336は、基板338(図5に示す)を処理中、ペデスタル上面上に支持する。 Pedestal 336 during processing of the substrate 338 (shown in FIG. 5), is supported on the pedestal upper surface. ペデスタルアクチュエータ334はペデスタルを回転させて基板をスピンさせ、ペデスタルを以下に説明するように昇降させる。 Pedestal actuator 334 to spin the substrate by rotating the pedestal, elevating to explain the pedestal below. 基板は、複数のクランプ337によってペデスタル上の定位置に保持されるのがよい。 Substrate may be held in place on the pedestal by a plurality of clamps 337. クランプは、遠心力で回動し、好ましくは基板のエッジ除外領域に係合する。 Clamp pivots the centrifugal force, preferably engages the edge exclusion region of the substrate. 好ましい実施形態では、クランプは、基板が処理中ペデスタルから持ち上がる場合にのみ基板に係合する。 In a preferred embodiment, the clamp is engaged to the substrate only when the substrate lifts from the process in the pedestal. 真空通路(図示せず)を他の保持要素と共に用いてもよい。 A vacuum passage (not shown) may be used with other retaining elements. ペデスタルは、複数のペデスタルアーム336a,336bを有し、したがって第2のノズルを通る流体が基板の下面上に実際の場合と同じほど広い表面積にわたって当たるようになる。 Pedestal, a plurality of pedestals arms 336a, has 336b, thus fluid through the second nozzle is strike over as much surface area as that of the actual on the lower surface of the substrate. 出口339により、流体をSRDモジュールから除去することができる。 The outlet 339 can remove fluid from the SRD module. 本明細書で用いる「下」、「上」、「底」、「頂」、「上」、「下」、「上方」、「下方」その他の位置を表す用語は、図面に記載した実施形態に関する用語であり、処理装置の相対的な動きに応じて変わる場合がある。 As used herein, "lower", "top", "bottom", term for "top", "upper", "lower", "above", "below" the other position, the embodiments described in the drawings is a term related to, may vary depending upon the relative movement of the processing device.

第1の流体347を流通させる第1の導管346が、弁347aに連結されている。 First conduit 346 for flowing a first fluid 347, is connected to the valve 347a. 導管は、ホース、管、チューブ又は他の流体収容導管であるのがよい。 Conduits, hoses, tubes may be between tubes or other fluid containing conduits. 弁347aは、第1の流体347の流量を制御し、種々の弁から選択されたものであるのがよく、かかる弁としては、ニードル弁、グローブ(玉形)弁、蝶形弁又は他の形式の弁が挙げられ、弁347aは、制御装置362で制御できる弁アクチュエータ、例えばソレノイドを更に有するのがよい。 The valve 347a controls the flow rate of the first fluid 347, and the handle could be selected from a variety of valves, as such valves, needle valves, globe (ball-shaped) valve, butterfly valve or other types of valves and the like, the valve 347a is a valve actuator that can be controlled by the controller 362, for example, it may also include a solenoid. 導管346は、機械の上方に設けられた第1の流体入口340に連結され、この第1の流体入口は、SRDモジュールに取り付けられる取付け部分342及び導管346に取り付けられる連結部分344を有している。 Conduit 346 is connected to the first fluid inlet 340 provided above the machine, the first fluid inlet, a connecting portion 344 which is attached to the mounting portion 342 and the conduit 346 is attached to the SRD module there. 第1の流体入口は、第1の流体347を加圧下で基板の上面上に送り出す単一の第1のノズル348を備えた状態で示されている。 The first fluid inlet is shown with a single first nozzle 348 for feeding the first upper surface of the substrate a fluid 347 under pressure. しかしながら、多数のノズルを用い、多数の流体ラインをSRDモジュールの内周部の周りに配置してもよい。 However, using a large number of nozzles may be arranged a number of fluid lines around the inner periphery of the SRD module. 好ましくは、基板の上方に配置されるノズルは、ノズルが基板上に落下する恐れを少なくするために基板の外周部の外に位置するべきである。 Preferably, nozzles placed above the substrate, the nozzle should be located outside the outer periphery of the substrate in order to reduce the risk of falling on the substrate. 第1の流体入口を、種々の位置に配設することができ、かかる配設場所としては、基板上方に位置決めされたカバーを貫通して設けることが挙げられる。 A first fluid inlet, can be arranged in various positions, such as installation place, it can be mentioned that provided through the cover positioned above the substrate. 加うるに、ノズルは、関節連結部材343、例えば玉継手を用いて種々の位置に関節連結できる。 In addition, the nozzle may articulate to a variety of positions using articulating member 343, for example a ball joint.

上述の第1の導管及び関連要素と類似して、第2の導管352が制御弁349aに連結され、第2の流体入口350が第2のノズル351を備えている。 Similar to the first conduit and related elements described above, the second conduit 352 is connected to the control valve 349a, a second fluid inlet 350 is provided with a second nozzle 351. 第2の流体入口350は、基板の下に位置し、上方に傾斜して第2の流体を第2のノズル351を通って基板のしたに差し向ける状態で示されている。 The second fluid inlet 350 is located below the substrate, the second fluid is inclined upwardly through the second nozzle 351 is shown with the direct underneath the substrate. 第1の流体入口と同様に、第2の流体入口は、複数のノズル、複数の流体入口及び取付け場所及び関節連結部材353を使用する向きを含む複数の向きを有するのがよい。 Similar to the first fluid inlet, a second fluid inlet can include a plurality of orientations including the direction of using multiple nozzles, a plurality of fluid inlets and mounting locations, and articulating member 353. 各流体入口を種々の位置でSRDモジュール内へ延長させるのがよい。 Each fluid inlet good to prolong into the SRD module at a variety of locations. 例えば、もし流れが基板のエッジに沿ってSRDモジュールの周囲に向かって後ろ向きに或る角度をなすことが望ましい場合、ノズルを半径方向内方に延長し、ノズルからの放出が、SRDモジュールの周囲に向かって後方に差し向けられるようにしてもよい。 For example, if the flow may be desirable to form an angle backwards towards the periphery of the SRD module along the edges of the substrate, extending the nozzle radially inwardly release from the nozzle, surrounding SRD module it may be directed to the rear towards the.

制御装置362は、2つの流体及びこれらのそれぞれの流量、圧力及びタイミング、並びに任意の関連のバルブ動作並びにスピンサイクルを個々に制御できる。 Controller 362, the two fluids and their respective flow rates, pressure and timing, and any associated can valve operation and control the spin cycle individually. 制御装置を例えば制御盤又は制御室内に遠隔配置するのがよく、給排水設備を遠隔アクチュエータで制御するのがよい。 Controller good to remotely arranged, for example, a control panel or control room, it is preferable to control remotely actuator plumbing. 破線で示す変形実施形態は、第1の導管346に連結されていて、導管346b及び制御弁346cを備えた補助流体入口346aを有し、かかる構成を用いると溶解流体を流した後に基板の裏面又は裏側にリンス流体を流すことができ、この場合、基板の向きを変え又は第2の流体入口を通る流れをリンス流体に切り換える必要はない。 Variant embodiment shown in broken lines, have been connected to the first conduit 346, an auxiliary fluid inlet 346a which includes a conduit 346b and a control valve 346c, the back surface of the substrate after flowing dissolving fluid and using such configuration or back side can flow a rinsing fluid, in this case, it is not necessary to switch the flow through the faces changed or second fluid inlet of the substrate to the rinsing fluid.

一実施形態では、基板は、堆積又はめっき表面がSRDモジュールボウル内で上向きにして設けられている。 In one embodiment, the substrate is deposited or plated surface is disposed facing upward in the SRD module bowl. 以下に説明するように、かかる構成では、第1の流体入口は一般に、リンス流体、例えば脱イオン水又はアルコールを流通させる。 As described below, in such a configuration, the first fluid inlet is generally rinsing fluid, circulating the example deionized water or alcohol. その結果、基板の裏面は、下に向いた状態で設けられ、弁の流体入口を通って流れる流体は、溶解流体、例えば酸であり、かかる酸としては、溶解されるべき物質に応じて、塩酸、硫酸、燐酸、弗化水素酸又は他の溶解液又は流体が挙げられる。 As a result, the back surface of the substrate is provided in a state of facing downward, the fluid flowing through the fluid inlet of the valve, dissolving fluid, for example acid, As the acid, in accordance with the substance to be dissolved, hydrochloric, sulfuric, phosphoric, and a hydrofluoric acid or other solution or fluid. 変形例として、所望の工程において処理済みの基板をリンスしようとする場合、第1の流体及び第2の流体は共にリンス流体、例えば脱イオン水又はアルコールである。 Alternatively, when trying to rinse the processed substrate in the desired process, the first fluid and the second fluid are both rinsing fluids, such as deionized water or alcohol.

動作原理を説明すると、ペデスタルは、図4に示す上昇位置にあり、ロボット(図示せず)は基板をペデスタル上に表側を上にして配置する。 In operation, the pedestal is in a raised position shown in FIG. 4, the robot (not shown) is disposed on the front side of the substrate on the pedestal. ペデスタルは基板を処理位置に下降させ、ここで基板は第1の流体入口と第2の流体入口との間に垂直方向に配置される。 Pedestal lowers the substrate to a processing position, wherein the substrate is disposed in a vertical direction between the first fluid inlet and second fluid inlet. 一般に、ペデスタルアクチュエータは、ペデスタルを約5〜約5000rpmで回転させ、典型的な回転数範囲は、200mm基板の場合、約20〜約2000rpmである。 Generally, the pedestal actuator rotates the pedestal at about 5 to about 5000 rpm, typical rotation speed range, if the 200mm substrate is from about 20 to about 2000 rpm. 回転により、クランプの下端部337aは、遠心力によりSRDモジュール側壁の周囲に向かってピボット337bの周りに外方に回転する。 By rotation, the lower end portion 337a of the clamp are rotated outwardly about pivot 337b toward the periphery of the SRD module sidewall by the centrifugal force. クランプの回転により、クランプの上端部337cは中心に向かって内方且つ下向きに押され、基板338は好ましくは基板のエッジに沿ってペデスタル336上の定位置に保持される。 Rotation of the clamp, the upper end 337c of the clamp is pushed inwardly and downwardly toward the center, the substrate 338 is preferably held in place on the pedestal 336 along the edge of the substrate. クランプは、基板に当たらないで定位置まで回転することができ、基板が処理中ペデスタルから相当持ち上がった場合にのみ基板をペデスタル上の定位置に保持する。 Clamp, not impinge on the substrate can be rotated into position to hold the substrate only when the substrate is equivalent lifted from the processing of the pedestal in place on the pedestal. ペデスタルが基板を回転させている状態で、リンス流体を第1の流体入口340を通して基板の表側上に送り出す。 Pedestal in the state in which the substrate is rotated, feeding on the front side of the substrate through a rinsing fluid first fluid inlet 340. 第2の流体、例えば酸を第2の流体入口を通して裏側に送り出して望ましくない堆積物又はデポジットを除去する。 A second fluid to remove deposits or deposits undesirably turned out on the back, for example, acid through the second fluid inlet. 溶解流体は、堆積物と化学的に反応して溶解し、次にこの堆積物を基板の裏側及び望ましくない堆積物が位置している他の領域から洗い落とす。 Dissolution fluid, sediment and chemically react to dissolve, then washed off the deposits from the other areas where the backside and unwanted deposits of the substrate is positioned. 好ましい実施形態では、リンス流体は、基板の表側又は表面を溶解流体から保護するのに役立つよう溶解流体よりも早い速度で流れるよう調節される。 In a preferred embodiment, the rinsing fluid is adjusted to flow at a faster rate than the dissolving fluid to help protect the front side or surface of the substrate from the dissolving fluid. 第1及び第2の流体入口は、数ある要因の中で、基板のサイズ、それぞれの流量、スプレーパターン及び除去されるべき堆積物の量及び種類に応じて最適性能が得られるよう配置される。 First and second fluid inlets, among other factors, the size of the substrate, are arranged in the flow, so that optimum performance is obtained depending on the amount and type of spray pattern and deposits to be removed . 場合によっては、リンス流体を溶解流体が望ましくないデポジットを溶解した後に第2の流体入口に導いて基板の裏側をリンスするのがよい。 In some cases, it is preferable to rinse the backside of the substrate leading to the second fluid inlet after dissolving the deposits dissolving fluid is undesirable rinsing fluid. 別の場合では、リンス流体を基板の裏側上に流すように連結された補助流体入口を用いて、溶解流体残留物を裏側からリンスするのがよい。 In another case, using the concatenated auxiliary fluid inlet to flow rinsing fluid on the backside of the substrate, it is preferable to rinse the dissolving fluid residue from the backside. 基板の表側及び(又は)裏側をリンスした後、流体の流れを止め、ペデスタルは回転を続け、基板をスピンさせ、それにより表面を効果的に乾燥させる。 After rinsing the front side and (or) the back side of the substrate, stop the flow of fluid, the pedestal continues to rotate, the substrate was spin, thereby effectively drying the surface.

流体を一般に、スプレーパターンで送り出し、これは、所望の特定のノズルスプレーパターンに応じて様々であるのがよく、かかるパターンとして、扇形、ジェット形、円錐形及び他のパターンが挙げられる。 Generally the fluid delivery spray pattern, which will vary depending on the desired particular nozzle spray pattern of well, as such a pattern, fan, jet type, and a conical or other patterns. 第1及び第2の流体入口をそれぞれ通る第1及び第2の流体についての1つのスプレーパターンは、第1の流体がリンス流体である場合、扇形のパターンであり、200mmウェーハの場合、圧力が約10〜約15psi(平方インチ当たりのポンド)及び流量が約1〜約3gpm(1分間当たりのガロン)である。 One spray pattern for the first and second fluid through the first and second fluid inlets respectively, when the first fluid is a rinsing fluid, a fan-shaped pattern, for 200mm wafers, the pressure about 10 to about 15 psi (pounds per square inch) and flow rate is from about 1 to about 3 gpm (gallons per minute).

本発明はまた、基板のエッジに沿う望ましくない堆積物を取り除いてエッジ除外領域を生じさせるのに用いることができる。 The present invention can also be used to produce edge exclusion remove the unwanted deposits along the edge of the substrate. ノズルの向き及び配置場所を、流体の流量、基板の回転速度及び流体の化学的組成を調節することにより、望ましくない堆積物を基板のエッジ及び(又は)エッジ除外領域から除去することもできる。 The orientation and location of the nozzles, the fluid flow rate, by adjusting the chemical composition of the rotational speed and the fluid of the substrate, the unwanted deposits can be removed from the edge and (or) the edge exclusion zone of the substrate. かくして、表側の表面上の堆積物質の溶解を実質的に阻止することは、必ずしも、基板のエッジ又はエッジ除外領域を含むわけではない。 Thus, it substantially prevents dissolution of the deposited material on the front surface does not necessarily include the edge or edge exclusion zone of the substrate. また、表側表面上の堆積物質の溶解を阻止することは、堆積物の付いた表側が商業的な価値を越えて損なわれないように少なくとも溶解を阻止することを含むものである。 Also, preventing dissolution of the deposited material on the front surface, as marked with the front side of the deposit is not impaired beyond a commercial value is intended to include blocking the least dissolved.

エッジ除外領域の溶解方法を達成する一方法は、溶解流体を基板の裏側上に小出ししながらディスクを遅い速度、例えば約100〜約1000rpmで回転させることである。 One way to achieve dissolution method edge exclusion region, slower speed disk while dispensing the dissolving fluid on the backside of the substrate, for example, it is to rotate at about 100 to about 1000 rpm. 遠心力により、溶解流体が基板のエッジに寄せられ、流体の表面張力によりエッジの周りに流体の層が生じ、したがって溶解流体が基板のエッジ領域の裏側から表側までオーバーラップするようになる。 By centrifugal force, dissolving fluid is provided by, the edges of the substrate, a layer of fluid occurs around the edge due to surface tension of the fluid, thus dissolving fluid is to overlap the back side of the substrate in the edge area to the front side. 基板の回転速度及び溶解流体の流量を用いると、表側上へのオーバーラップの度合を求めることができる。 With the flow rate of the rotational speed and the dissolution fluid substrate, it is possible to obtain the degree of overlap onto the front side. 例えば、回転速度を減少させ、又は流量を増加させると、その結果として、反対側の側部、例えば表側への流体のオーバーラップが少なくなる。 For example, to reduce the rotational speed or increasing the flow rate, as a result, the sides of the opposite side, for example fluid overlap to the front side is reduced. さらに、表側に送り出されるリンス流体の流量及び流れ角度を調節すると、基板のエッジ及び(又は)表側上への溶解流体の層をずらすことができる。 Furthermore, adjusting the flow rate and flow angle of the rinsing fluid delivered to the front side, can be shifted a layer of dissolving fluid to the edge of the substrate and (or) on the front side. 場合によっては、エッジ及び(又は)エッジ除外領域を除去するためにリンス流体を用いないで溶解流体をまず最初に用い、次に、上述したような本発明のリンス/溶解方法を行ってもよい。 In some cases, first using first dissolution fluid without using a rinsing fluid to remove edge and (or) the edge exclusion zone, then, may be subjected to rinsing / dissolving process of the present invention as described above .

図27は、エッジビード除去(エッジクリーンと呼ばれることがある)/スピン−リンス−ドライ(EBR/SRD)モジュールの組み合わせの断面図であり、基板を流体入口相互間に垂直方向に位置した処理位置で示している。 27, (sometimes referred to as edge clean) edge bead removal / spin - rinse - a cross-sectional view of a combination of dry (EBR / SRD) module, a substrate processing position located vertically between the fluid inlet cross shows. 本発明のこの実施形態は、エッジビーム除去(EBR)とスピン−リンス−ドライ(SRD)法の両方に有用である。 This embodiment of the invention, the edge bead removal and (EBR) spin - rinse - useful in both dry (SRD) processes. EBR/SRDモジュールは好ましくは、SRDステーション212内に設けられる(図3参照)。 EBR / SRD module is preferably provided in the SRD station 212 (see FIG. 3). EBR/SRDモジュール2200は、容器2100に、ウェーハホルダ組立体2104及び流体/化学薬品送出し組立体2106を有している。 EBR / SRD module 2200, the container 2100 has a wafer holder assembly 2104 and fluid / chemical delivery assembly 2106. 容器2102は好ましくは、円筒形側壁2108、中央開口部2112を備えた容器底部2110及び中央開口部2112の周縁部から上方に延びる上向き内壁2114を有する。 Vessel 2102 preferably has an upward inner wall 2114 cylindrical side wall 2108, from the periphery of the container equipped with a central opening 2112 bottom 2110 and a central opening 2112 extends upward. 使用済みの流体及び化学薬品をEBR/SRDモジュール2200から排出しやすくするために流体出口2116が容器の底部2110に連結されている。 Fluid outlet 2116 is connected to the bottom 2110 of the container used fluid and chemicals to easily discharged from the EBR / SRD module 2200.

ウェーハホルダ組立体2104は、中央開口部2112の上方に設けられ、このウェーハホルダ組立体は、リフト又は吊上げ組立体2118及び中央開口部2112を貫通して延びる回転組立体2120を有する。 Wafer holder assembly 2104 is provided above the central opening 2112, the wafer holder assembly includes a rotation assembly 2120 that extends through the lift or lifting assembly 2118 and the central opening 2112. リフト組立体2118は好ましくは、ベロータイプのリフト又は親ねじステッピングモータタイプのリフト組立体からなり、これらリフト組立体は当該技術分野では周知であって、市販されている。 Lifting assembly 2118 is preferably made from the lift assembly of the lift or a lead screw stepper motor type bellows type, there these lifting assembly is well known in the art and are commercially available. リフト組立体2118は、ウェーハ2122の搬送用にすると共に種々の垂直方向位置相互間におけるウェーハホルダ組立体2104上でのウェーハ2122の位置決めを容易にする。 Lifting assembly 2118, to facilitate positioning of the wafer 2122 on the wafer holder assembly 2104 between various vertical positions each other as well as for the transport of the wafer 2122. 回転組立体2120は好ましくは、リフト組立体の下に取り付けられた回転モータからなる。 Rotation assembly 2120 preferably consists of a rotary motor mounted beneath the lifting assembly. 回転組立体2120は、ウェーハ2122をエッジビード除去中、回転させる。 Rotation assembly 2120, in wafer 2122 edge bead removal, rotate.

ウェーハホルダ組立体2104は好ましくは、真空チャック2124を有し、この真空チャックは、ウェーハ2122をウェーハの裏側から固定し、ウェーハエッジ2126を妨害しない。 Wafer holder assembly 2104 preferably includes a vacuum chuck 2124, the vacuum chuck fixes the wafer 2122 from the back side of the wafer, it does not interfere with the wafer edge 2126. 好ましくは、環状シール2128、例えば圧縮可能なOリングが、エッジビード除去中に用いられる流体及び化学薬品から真空チャック2124を密封するために真空チャック表面の周囲部分のところに設けられている。 Preferably, an annular seal 2128, for example, compressible O-ring is provided at the peripheral portion of the vacuum chuck surface to seal the vacuum chuck 2124 from fluids and chemicals used during the edge bead removal. ウェーハホルダ組立体2104は好ましくは、ウェーハを搬送ロボットのロボットブレードからウェーハホルダ組立体2104へ搬送しやすくするウェーハリフト2130を有する。 Wafer holder assembly 2104 preferably has a wafer lift 2130 to facilitate transporting the wafer from the robot blade of the transfer robot to the wafer holder assembly 2104. ウェーハリフト2130は図27に示すように、スパイダクリップ組立体を有し、このスパイダクリップ組立体も又、ウェーハをスピン−リンス−ドライ作業中に固定するのに用いることができる。 Wafer lift 2130 as shown in FIG. 27, it has a spider clip assembly, the spider clip assembly also the wafer spin - can be used to secure in a dry working - rinse. スパイダクリップ組立体は、環状ペース2136から延びる複数のアーム2134及びアーム2134の末端部に回動自在に設けられたスパイダクリップ2138を有する。 Spider clip assembly comprises a spider clip 2138 rotatably mounted to the distal end of the plurality of arms 2134 and arms 2134 extending from the annular space 2136. 環状ベース2136は、処理中に用いられる流体を容器2102の内側に収容するよう上向き内壁2114とオーバーラップする下方に延びる壁2137を有する。 Annular base 2136 has a wall 2137 extending downwardly to overlap the upward inner wall 2114 to accommodate fluids used during processing inside the container 2102. スパイダクリップ2138は、ウェーハを受け入れる上面2140、ウェーハをクランプするクランプ部分2142及び下方部分2144を有し、この下方部分2144により、クランプ部分2142は、ウェーハホルダ組立体を回転させた時の遠心力によりウェーハのエッジに係合する。 Spider clip 2138 has an upper surface 2140 for receiving a wafer, has a clamping portion 2142 and lower portion 2144 to clamp the wafer by the lower portion 2144, clamp portion 2142, by the centrifugal force when rotating the wafer holder assembly to engage the edge of the wafer. 変形例として、ウェーハリフト2130は、種々のウェーハ処理装置において一般に用いられるウェーハリフト、例えばリフトプラットホーム上に設けられる1組のリフトピン又はリフトフープ又は真空チャック本体内又はその周りに設けられるリフトリングを有する。 Alternatively, the wafer lift 2130 has various wafer generally wafer lift used in the processing apparatus, for example, a set of lift pins or the lift hoop or vacuum chuck body or lift ring provided around the provided on the lift platform .

流体/化学薬品送出し組立体2106は、1又は2以上のディスペンスアーム2152上に設けられた1又は2以上のノズル2150を有する。 Fluid / chemical delivery assembly 2106 includes one or more nozzles 2150 provided on one or more dispense arms 2152. ディスペンスアーム2152は、容器側壁2108を貫通して延び、アクチュエータ2154に取り付けられており、このアクチュエータ2154は、基板2122上のノズル2150の位置を変えるよう伸縮する。 Dispense arm 2152 extends through the container sidewall 2108 is attached to the actuator 2154, the actuator 2154 expands and contracts to vary the position of the nozzle 2150 on the substrate 2122. 伸縮可能なディスペンスアーム2152を設けることにより、ノズルをウェーハの内側部分からウェーハのエッジに差し向けるようノズルをウェーハ上に位置決めすることができ、これにより、ウェーハエッジへのエッチング剤/流体の送出しの制御性がよくなる。 By providing extendable dispense arm 2152, a nozzle to direct the nozzle from the inner portion of the wafer to the edge of the wafer can be positioned on the wafer, thereby, the delivery of the etchant / fluids to the wafer edge better control of is. 変形例として、ディスペンスアーム2152は、容器の側壁2108にしっかりと取り付けられ、ノズル2150は、容器2102内での垂直方向のウェーハ運動を邪魔しない位置でディスペンスアームに固定される。 Alternatively, the dispense arm 2152 is rigidly attached to the side wall 2108 of the container, the nozzle 2150 is secured to the dispense arm in a position that does not interfere with vertical wafer movement in the container 2102.

好ましくは、ディスペンスアーム2152は、これを貫通して延びていて、ノズル2150をエッチング剤源に連結する1又は2以上の導管を有する。 Preferably, the dispense arm 2152 extend through this, with one or more conduits connecting the nozzle 2150 to the source of etchant. 堆積金属を基板から除去するための種々のエッチング剤、例えば硝酸及び市販の他の酸が当該技術分野で周知である。 Various etchants for removing deposited metal from a substrate, such as nitric acid and other commercially available acid is well known in the art. 変形例として、ノズル2150は、ディスペンスアーム2152内の導管を通って設けられた可撓性管2156中に連結される。 Alternatively, the nozzle 2150 is connected to a flexible tube 2156 that is provided through a conduit in the dispense arm 2152. ノズル2150を、1又は2以上の化学薬品/流体源、例えば、脱イオン水源2160及びエッチング剤源2162に選択的に連結でき、コンピュータ制御装置2164がこの連結状態を、所望のプログラムにしたがって1又は2以上の流体/化学薬品源相互間で切り換える。 The nozzle 2150, one or more chemical / fluid sources, for example, can be selectively connected to the deionized water source 2160 and the source of etchant 2162, computer controller 2164 the connection state, 1 according to a desired program or switching between two or more fluid / chemical sources other. 変形例として、第1の組をなすノズルが、脱イオン水源に連結され、第2の組をなすノズルがエッチング剤源に連結され、ノズルは流体をウェーハに送るよう選択的に動作状態にされる。 As a variant, the nozzles forming the first set, is connected to the deionized water source, a nozzle with the second set is connected to the source of etchant, the nozzles are selectively operating state to send a fluid to the wafer that.

好ましくは、追加の組をなす下側ノズル2170が、好ましくはノズル2150の位置に垂直方向に一致して整列した状態でウェーハの下の位置に設けられる。 Preferably, the lower nozzle 2170 which forms the additional set is preferably provided at a position below the wafer in a state of being aligned coincident with the vertical direction in the position of the nozzle 2150. 下方ノズル2170は、脱イオン水源2160及びエッチング剤源2162に選択的に連結され、ノズル2170によって送り出される流体は、制御装置2164によって制御される。 Lower nozzle 2170 is selectively coupled to the deionized water source 2160 and the source of etchant 2162, the fluid delivered by the nozzle 2170 is controlled by the controller 2164. 好ましくは、ノズル2170は、流体をウェーハの裏側の周囲部分に送り出すよう差し向けられる。 Preferably, the nozzle 2170 is directed so as to feed the fluid to the peripheral portion of the backside of the wafer. 下方ノズル2170は好ましくは、ウェーハリフト2130の動作を邪魔しない位置に設けられる。 Lower nozzle 2170 is preferably provided in a position that does not interfere with the operation of the wafer lift 2130. 下方ノズル2170を、アーム2176を介してアクチュエータ2174に取り付けてもよく、このアーム2176は、ノズル2170を所望位置に位置決めするよう伸縮する。 The lower nozzle 2170 may be mounted to the actuator 2174 via the arm 2176, the arm 2176 is expanded and contracted so as to position the nozzle 2170 in a desired position. 変形例として、下方ノズル2170を妨害しないようにするためにウェーハリフト2130を処理中回転させない。 As a variant, not rotated during processing wafers lift 2130 in order not to interfere with the lower nozzle 2170. EBR/SRDモジュール2200は好ましくは、脱イオン水をウェーハの上面の中央部分に送り出すよう設けられた専用脱イオン水ノズル2172をさらに有する。 EBR / SRD module 2200 preferably further comprises a dedicated deionized water nozzle 2172 provided so as to deliver deionized water to a central portion of the upper surface of the wafer.

好ましくは、ノズル2150は、流体を実質的に接線方向でウェーハの周囲部分の近くにもたらすような角度に配置されている。 Preferably, the nozzles 2150 are arranged at an angle that results in near peripheral portion of the wafer in a substantially tangential fluid. 図28は、エッジビーム除去を行うためのノズル位置の一例を示すEBR/SRDモジュールの平面図である。 Figure 28 is a plan view of the EBR / SRD module illustrating an example of a nozzle position for performing edge bead removal. 図示のように、3つのノズル2150は、容器の側壁2108の内面の周りに実質的に等間隔をおいて設けられている。 As shown, three nozzles 2150 are provided at a substantially equal intervals around the inner surface of the side wall of the container 2108. 角ノズル2150は、流体をウェーハのエッジ部分にもたらすよう配置されると共にウェーハを処理位置と搬送位置との間で垂直方向に運動させることができるのに十分なスペースを開けるよう位置決めされている。 Corner nozzle 2150 is positioned so as to open enough space to be able to exercise in a vertical direction between the wafer processing position and the transport position together with is arranged to provide fluid to the edge portion of the wafer. 好ましくは、流体送出し又はスプレーパターンは、ノズルの形状及び流体の圧力によって制御され、それにより流体の送出しを選択されたエッジ除外領域に限定する。 Preferably, the fluid delivery or spray pattern is controlled by the pressure of the shape and fluid nozzle, thereby limiting the selected edge exclusion region was fluid delivery. 例えば、エッチング剤は、3mm分のエッジ除外を達成するためウェーハの外側の3mm環状部分に制限される。 For example, the etchant is limited to the outside of 3mm annular portion of the wafer to achieve 3mm amount of edge exclusion. ノズルは、エッチング剤を、エッチング剤がウェーハに接触するとエッチングの跳ね掛けを制御するウェーハ表面への入射角度でもたらすよう位置決めされている。 Nozzle, an etchant, the etchant is positioned so as to provide at an incident angle to the wafer surface that controls splashing of etching in contact with the wafer. 図29は、処理中のウェーハ2122に対して設けられたノズル2150の側面図である。 Figure 29 is a side view of the nozzle 2150 provided for the wafer 2122 during processing. 好ましくは、ウェーハに対するエッチング剤の入射角αは、約0°〜約45°、より好ましくは約10°〜約30°である。 Preferably, the angle of incidence α of the etchant for wafers, from about 0 ° ~ about 45 °, more preferably about 10 ° ~ about 30 °.

ウェーハ2122を、エッジビーム除去中、回転させてウェーハの周囲部分のところでのエッチングに対する暴露を実質的に等しくする。 The wafer 2122, in the edge bead removal, rotate substantially equal exposure to etching at the peripheral portion of the wafer. 好ましくは、ウェーハ2122を、エッチング剤のスプレーパターンの方向と同一方向に回転させてエッジビーム除去の制御を容易にする。 Preferably, the wafer 2122, is rotated in the same direction as the direction of the spray pattern of the etching agent to facilitate control of the edge bead removal. 例えば、図28に示すように、ウェーハを、反時計回りのスプレーパターンと一致した反時計回りの方向(矢印A)に回転させる。 For example, as shown in FIG. 28, the wafer is rotated in the counter-clockwise spray pattern matching counter-clockwise direction (arrow A). ウェーハを好ましくは、約100rpm〜約1000rpm、より好ましくは約500rpm〜約700rpmで回転させる。 Preferably the wafer is about 100rpm~ about 1000 rpm, more preferably rotates at about 500rpm~ about 700 rpm. 有効エッチング速度(即ち、除去に必要な時間で割った銅の除去量)は、エッチング剤のエッチング速度、ウェーハのエッジに接触するエッチング剤の速度、エッチング剤の温度及びウェーハの回転速度の関数である。 Effective etch rate (i.e., removal of copper divided by the time required for removal), the etching rate of the etchant, the speed of the etchant contacting the wafer edge, as a function of the rotational speed of the temperature and wafer etching agent is there. これらパラメータを変化させると、特定の所望の結果を達成することができる。 Changing these parameters, it is possible to achieve a particular desired result.

動作原理を説明すると、ウェーハ2122をEBR/SRDモジュール2100のウェーハホルダ組立体2104上に配置し、2130がウェーハを搬送ロボットのブレードから持ち上げる。 In operation, the wafer 2122 is placed on the wafer holder assembly 2104 of EBR / SRD module 2100, 2130 lifts the wafer from the blade of the transfer robot. ロボットブレードが引っ込み、ウェーハリフト2130がウェーハを真空チャック2124上に下降させる。 Robot blade retracts, the wafer lift 2130 lowers the wafer onto the vacuum chuck 2124. 真空装置を作動させてウェーハ2122をこの上に固定し、ウェーハが載っているウェーハホルダ組立体2104を、ノズル2150がエッチング剤をウェーハ2122の周囲部分上に送り出しているときに回転させる。 By operating the vacuum device to secure the wafer 2122 thereon, the wafer holder assembly 2104 wafer rests, rotates when the nozzle 2150 has turned out etchant onto the peripheral portion of the wafer 2122. 好ましくは、下方ノズル2170もまた、エッチング剤を、エッジビーム除去中、ウェーハの裏側に送り出す。 Preferably, the lower nozzle 2170 also etchant, in the edge bead removal, sent out to the back side of the wafer. 好ましくは、脱イオン水ノズル2172が、エッジビーム除去中、脱イオン水をウェーハの中央部分に送り出してウェーハ表面の中央部分上に跳ね掛かったエッチング剤による意図しないエッチングを防止する。 Preferably, deionized water nozzle 2172, an edge beam during removal, to prevent unintended etching by etchants splashed applied onto a central portion of the wafer surface by feeding deionized water to the central portion of the wafer. エッチング作業を、ウェーハエッジ上の過剰の堆積部(即ち、エッジビード)を除去するのに十分な所定の期間にわたって実施する。 The etching operation, excess deposition portion on the wafer edge (i.e., edge bead) is carried out for a sufficient predetermined time period to remove. 好ましくは、スピン−リンス−ドライ法で脱イオン水を用いてウェーハをクリーニングする。 Preferably, the spin - rinse - cleaning the wafer with deionized water in a dry method. スピン−リンス−ドライ法は代表的には、脱イオン水をウェーハに送り出して残留エッチング剤をウェーハから洗い落とす段階及びウェーハを高速で回転させてウェーハを乾燥させる工程を含む。 Spin - rinse - drying method will typically include the step of drying the wafer stages and wafer wash out residual etchant feed deionized water to the wafer from the wafer is rotated at high speed. スピン−リンス−ドライ作業の場合、好ましくは、ノズル2150,2170,2172はすべて、脱イオン水を送り出してウェーハの回転中にウェーハをリンスする。 Spin - rinse - the case of dry working, preferably, the nozzle 2150,2170,2172 all to rinse the wafer during rotation of the wafer feeding deionized water. ウェーハのリンス後、ウェーハを回転乾燥させて、次の処理のためにEBR/SRDモジュール2200から運び出す。 After rinsing the wafer, the wafer is rotated dried, it carries away from EBR / SRD module 2200 for further processing.

EBR/SRDモジュール2200又はSRDモジュール238は、ローディングステーション210に隣接して設けられており、ローディングステーション210とメインフレーム214との間の連結手段として役立つ。 EBR / SRD module 2200 or SRD module 238 is disposed adjacent to the loading station 210 serves as a connection means between the loading station 210 and the mainframe 214. 図2及び図3に戻ると、メインフレーム214は、図示のように、互いに反対側の側部に設けられた2つの処理ステーション218を有し、各処理ステーション218は、2つの処理セル240を有している。 Returning to FIG. 2 and FIG. 3, the main frame 214, as illustrated, includes two processing stations 218 provided on the opposite side to each other, each processing station 218, two processing cells 240 It has. メインフレーム搬送ステーション216は、メインフレーム上における種々のステーション相互間の基板搬送を可能にするよう中央に設けられたメインフレーム搬送ロボット242を有している。 Mainframe transfer station 216 includes a mainframe transfer robot 242 provided in the center to allow substrate transfer between various stations mutually on the main frame. 好ましくは、メインフレーム搬送ロボット242は、複数の個々のロボットアーム2102を有し、これらロボットアーム2402は、処理ステーション218、SRDステーション212、シード層補修ステーション及びメインフレーム上に設けられ又はこれと関連して設けられた他の処理ステーション内のウェーハに別個独立に接近できる。 Preferably, the mainframe transfer robot 242 comprises a plurality of individual robot arm 2102, these robot arm 2402, the processing station 218, SRD station 212, provided on the seed layer repair station and on the main frame or associated therewith accessible separately independently wafer other processing stations provided. 図3に示すように、メインフレーム搬送ロボット242は、処理ステーション218の1個あたりの処理セル240の数に一致する2つのロボットアーム2402を有している。 As shown in FIG. 3, the mainframe transfer robot 242 includes two robot arms 2402 that matches the number of processing cells 240 per one processing station 218. 各ロボットアーム2402は、ウェーハ搬送中ウェーハを保持するエンドエフェクタ2404を有している。 Each robot arm 2402 has an end effector 2404 that holds the wafer during wafer transfer. 好ましくは、各ロボットアーム2402は、システム中におけるウェーハの別個独立の搬送を容易にするよう他のアームとは別個独立に動作可能である。 Preferably, each robot arm 2402, the other arm to facilitate separate and independent transfer of the wafer in the system is operable independently. 変形例として、ロボットアーム2402は、1つのロボットアームが延びる際に他のロボットアームが引っ込むようにリンクした状態で動作する。 As a variant, the robot arm 2402 is operated in a state linked to another robot arm in one robot arm extends retracts.

好ましくは、メインフレーム搬送ステーション216は、メインフレーム搬送ロボット242上に設けられた足ひれ状ロボットエンドエフェクタ2404を有し、この足ひれ状ロボットエンドエフェクタは、ウェーハの面を下にした処理を必要とする処理セル240の場合に、ウェーハを面を上向きにした位置から面を下向きにした位置に移しやすくする。 Preferably, mainframe transfer station 216 includes a flipper-like robot end effector 2404 provided on the mainframe transfer robot 242, the flipper-like robot end effector requires processing under the surface of the wafer in the case of processing cell 240 to be easily transferred to the wafer surface from a position upwardly to a position where the face downward. 足ひれ状ロボットエンドエフェクタ2404は、足ひれ状ロボットエンドエフェクタ2404に沿う水平方向軸線沿いの回転運動を可能にする。 Flipper-like robot end effector 2404 allows for rotational movement along a horizontal axis along the flipper like robot end effector 2404. 好ましくは、足ひれ状ロボットエンドエフェクタ2404の末端部のところに設けられた真空吸引グリッパ254が、ウェーハをひっくり返して足ひれ状ロボットエンドエフェクタ2404によって運ばれている時にウェーハを保持する。 Preferably, the vacuum suction gripper 254 disposed at the distal end of the flipper-like robot end effector 2404, for holding the wafer when being carried by the flipper shaped robot end effector 2404 is turned over the wafer. 足ひれ状ロボットエンドエフェクタ2404は、面を下にした処理が可能になるようウェーハ234を処理セル240内に位置決めする。 Flipper-like robot end effector 2404 to position the wafer 234 to process the surface and down becomes possible processing cell 240. 本発明の電気めっき処理セルの詳細については以下に説明する。 For details of the electroplating processing cell of the present invention will be described below.

図3は、足ひれ状ロボットが組み込まれたメインフレーム搬送ロボットを示している。 Figure 3 shows a mainframe transfer robot flipper-like robot is incorporated. メインフレーム搬送ロボット242は図24に示すように、ウェーハをメインフレームに取り付けられた種々のステーション相互間で搬送するのに役立ち、かかるステーションとしては、処理ステーション及びSRDステーションが挙げられる。 As mainframe transfer robot 242 is shown in FIG. 24, helps the wafer to transport between the various stations mutually attached to the main frame, Such stations include processing stations and SRD station. メインフレーム搬送ロボット242は、複数のロボットアーム2402(2つ示している)を有し、足ひれ状ロボット2402が、ロボットアーム2402の各々のエンドエフェクタとして取り付けられている。 Mainframe transfer robot 242 includes a plurality of robotic arms 2402 (which shows two), flipper-like robot 2402 is attached as an end effector of each of the robot arm 2402. 足ひれ状ロボットは当該技術分野で一般に知られており、これをウェーハ取扱いロボット、例えばカリフォルニア州ミルピタス所在のローゼ・オートメーション・インコーポレーテッド(Rorze Automation, Inc.)から入手できるモデルRR701のエンドエフェクタとして取り付けることができる。 The flipper-like robots are generally known in the art, attach it to the wafer handling robot, for example, Milpitas, CA whereabouts of Rose automation Inc. (Rorze Automation, Inc.) as an end effector of a model RR701 available from be able to. エンドエフェクタとして足ひれ状ロボットを備えたメインフレーム搬送ロボット242は、基板をメインフレームに取り付けられた種々のステーション相互間で搬送できると共に搬送中の基板を所望の表面配向状態にひっくり返すことができ、例えば、基板の処理面は、電気めっき法の場合、下向きになる。 Mainframe transfer robot 242 having a fin-like robot as an end effector can turn over the substrate in the conveying together can be transported between various stations mutually attached substrate to the main frame to the desired surface alignment state, for example, the processing surface of the substrate, in the case of electroplating, faces downward. 例えば、足ひれ状ロボットは、基板の処理面を、処理セル240内における電気めっきのために面を下にひっくり返し、そして他の処理、例えばスピン−リンス−ドライ作業の場合、基板の処理面を面を上にひっくり返す。 For example, flipper-like robot, the processing surface of the substrate, turned over face down for electroplating in the processing cell 240, and other processing, for example, spin - rinse - the case of dry working, surface of the substrate the upset on the surface. 好ましくは、メインフレーム搬送ロボット242は、ロボットアーム2402によってX−Y−Z軸に沿う別個独立のロボット運動を可能にすると共に足ひれ状ロボットエンドエフェクタ2402により別個独立の基板裏返し回転を可能にする。 Preferably, the mainframe transfer robot 242 enables the substrate upside down rotation independently of the flipper-like robot end effector 2402 as well as to allow separate and independent robot motion along the X-Y-Z-axis by the robot arm 2402 . 足ひれ状ロボット2404をメインフレーム搬送ロボットのエンドエフェクタとして組み込むことにより、ウェーハ搬送作業は、メインフレーム搬送ロボットから足ひれ状ロボットへのウェーハの移送段階が省略されるので単純化される。 By incorporating the flipper-like robot 2404 as an end effector of the mainframe transfer robot, the wafer transfer operation, the transfer stage of the wafer from mainframe transfer robot to the foot fin robot is simplified because it is omitted.

好ましくは、1又は2以上の無電気(又は、無電解)めっきセル又はモジュールが、シード層補修ステーション215内に設けられる。 Preferably, one or more of electroless (or electroless) plating cell or module is provided in the seed layer repair station 215. 無電気めっきセル(なお、本明細書においては、無電気めっき処理(EDP)セルという)は、無電気めっき法を行う。 Electroless deposition cell (In this specification, electroless plating (referred EDP) cell) performs electroless plating method. EDPセルを、基板の入口から見て遠くに位置した電気めっき装置プラットホーム200の後方部分のところに設けるのがよい。 The EDP cell, preferably provided at the rear portion of the electroplating apparatus platform 200 located remote from the entrance of the substrate. 図示の実施形態では、2つのEDPセルをスループット量を多くするため並置するのがよい。 In the illustrated embodiment, it is preferable to juxtapose order to increase the throughput quantity two EDP cells.

図24は、1つのEDPセル3010の断面図である。 Figure 24 is a cross-sectional view of one EDP cell 3010. EDPセル3010は、底部3012、側壁3014及び斜めに配置された上方シールド3016を有し、上方シールドは、側壁3014に取り付けられていて、その中間部は開口している。 EDP ​​cell 3010 includes a bottom 3012, upper shield 3016 disposed on the sidewalls 3014 and obliquely upward shield is attached to the side wall 3014, a middle portion is open. 変形例として、着脱自在なカバー(図示せず)を用いてもよい。 Alternatively, it may be used a removable cover (not shown). ペデスタル3018が、全体としてセル3010の中央部分内に設けられ、ペデスタルアクチュエータ3020を有している。 Pedestal 3018 is provided as a whole in the central portion of the cell 3010, and a pedestal actuator 3020. ペデスタルアクチュエータ3020は、ペデスタル3018を回転させてこの上に取り付けられた基板3022を約10〜約2000rpmで回転させる。 Pedestal actuator 3020 rotates the substrate 3022 mounted on the rotate the pedestal 3018 at about 10 to about 2000 rpm. 基板の温度が約15℃〜約100℃、好ましくは約60℃になるようにペデスタルを加熱するのがよい。 Temperature of the substrate is about 15 ° C. ~ about 100 ° C., and it is preferably to heat the pedestal to be about 60 ° C.. ペデスタルリフト3024が、ペデスタル3018を昇降させる。 Pedestal lift 3024, raising and lowering the pedestal 3018. 基板3022を、ペデスタル3018の頂部に取り付けられた真空チャック3026で定位置に保持するのがよい。 The substrate 3022, it is to hold in position by a vacuum chuck 3026 that is attached to the top of the pedestal 3018. 加うるに、ペデスタル3018は、基板3022を、複数のクランプ3028と整列した垂直位置まで下降させることができる。 In addition, the pedestal 3018, the substrate 3022 can be lowered to a vertical position aligned with a plurality of clamps 3028. クランプ3028は、遠心力で回動して基板3022に好ましくは基板のエッジのところに係合する。 Clamp 3028 is rotated by centrifugal force, preferably in a substrate 3022 engages at the edge of the substrate. ペデスタル3018は下方に設けられた環状シールド3030をさらに有し、この環状シールド3030は、セル3010の底部に結合された状態でこれに対応して上方に設けられた環状シールド3032よりも直径が大きい。 Pedestal 3018 further includes an annular shield 3030 disposed below, the annular shield 3030 is larger in diameter than the annular shield 3032 disposed above Correspondingly in a state bound to the bottom of the cell 3010 . 2つの環状シールド3030,3032の相互作用により、ペデスタル3018及び関連構成部品がセル3010内の流体から保護される。 The interaction of the two annular shield 3030,3032, pedestal 3018 and associated components are protected from the fluid in the cell 3010. 少なくとも1つの流体出口3034が、流体をセルから流出させることができるようセル3010の底部に設けられている。 At least one fluid outlet 3034 is provided on the bottom of the cell 3010 to be able to flow out the fluid from the cell.

無電気めっき流体を流通させる第1の導管3036が、セル3010に結合されている。 First conduit 3036 for circulating the electroless plating fluid is coupled to the cell 3010. 導管3036は、ホース、パイプ、管又は他の流体収容導管であるのがよい。 Conduit 3036, hoses, pipes may be from a tube or other fluid containing conduits. 無電気めっき流体弁3038が、無電気めっき流体の流量を制御し、本明細書で開示した弁は、ニードル弁、グローブ弁、蝶形弁又は他の形式の弁であるのがよく、またこれら弁は、弁アクチュエータ、例えばソレノイドを有するのがよい。 Electroless deposition fluid valve 3038 controls the flow rate of electroless plating fluid, a valve disclosed herein, needle valve, globe valve, it's good a butterfly or other types of valves, and these the valve, valve actuator, for example, may have a solenoid. 無電気めっき流体容器3044が、制御装置3040で制御できる弁3038に連結されている。 Electroless deposition fluid container 3044 is coupled to a valve 3038 that can be controlled by the controller 3040. 一連の弁3042a〜3042fが、種々の化学薬品源(図示せず)に結合されており、この場合、弁3042a〜3042fを制御装置3040を用いて別個独立に制御することができる。 Series of valves 3042A~3042f is coupled to the various chemicals source (not shown), in this case, can be controlled separately and independently by using the control unit 3040 of the valve 3042A~3042f. 好ましくは、無電気めっき流体を、必要に応じ、導管3036及びこれと関連した要素への時期尚早な無電気めっきを避けるために堆積前の時間をそれほど長くしないで基板3022上への堆積のための個々の塗布量で混合する。 Preferably, the electroless plating fluid, if necessary, for deposition onto the substrate 3022 without much longer deposition time before in order to avoid premature electroless plating to associated conduits 3036 and that this element mixing the individual coating amount of. したがって、弁3038,3042a〜3042fは好ましくは、セル3010に密接して配置される。 Accordingly, the valve 3038,3042a~3042f is preferably closely spaced to the cell 3010. 第1の導管3036が、基板を下方位置に配置したときに基板3022の上方に位置する第1の流体入口3046に連結され、好ましくは、関節連結部材3048、例えば玉継手に結合され、入口3046の運動を可能にすると共にセル3010内における入口3046の角度調整を可能にする。 First conduit 3036 is connected to the first fluid inlet 3046 positioned above the substrate 3022 when the substrate is placed at the lower position, preferably, the articulation member 3048, for example, coupled to a ball joint, an inlet 3046 to allow angular adjustment of the inlet 3046 in the cell 3010 as well as to allow movement. 第1のノズル3050が、入口3046の端部に連結され、ペデスタル3018に差し向けられている。 The first nozzle 3050 is connected to an end portion of the inlet 3046 and is directed to the pedestal 3018. 流体は全体として、スプレーパターンで送り出され、かかるスプレーパターンは、特定の所望ノズルスプレーパターンに応じて様々であるのがよく、かかるパターンとしては、扇形、ジェット形、円錐形及び他のパターンが挙げられる。 Overall fluid delivered by the spray pattern, such spray pattern may that vary depending on the particular desired nozzle spray pattern, as such pattern is fan-shaped, jet-shaped, cone-shaped and other patterns mentioned It is. 好ましくは、ノズル3050は、基板を妨害しないで昇降させることができるよう基板3022の周囲の外部に設けられる。 Preferably, the nozzles 3050 are provided outside the periphery of the substrate 3022 so as to be able to raise and lower without interfering with the substrate. 変形例として、ノズル3050を横方向、垂直方向又はこの幾つかの組み合わせの方向に移動させて基板を上昇させ又は下降させる時に基板の垂直方向隙間を生じさせるアクチュエータ(図示せず)を用いてノズル3050をセル3010の周囲に向かって関節連結してもよい。 Alternatively, the nozzle 3050 laterally, using an actuator (not shown) to cause the vertical clearance of the substrate when to raise or lower the substrate is moved in the direction of the vertical or the some combination nozzle 3050 may be towards the periphery of the cell 3010 articulated to.

第1の導管及び関連の要素と同様に、第2の導管3052は、側壁3014を貫通して設けられている。 Similar to the first conduit and related elements, the second conduit 3052 is provided through the side wall 3014. 第2の導管3052は、リンス流体、例えば脱イオン水又はアルコールの経路となり、このリンス流体は、無電気めっき後、基板3022をリンスするのに用いられる。 Second conduit 3052, the rinsing fluid, for example, deionized water or alcohol pathway, this rinsing fluid, after electroless plating is used to rinse the substrate 3022. 第2の入口3054が、第2の導管3052に連結され、第2のノズル3056が第2の入口3054に連結されている。 Second inlet 3054 is connected to the second conduit 3052, the second nozzle 3056 is connected to the second inlet 3054. 関節連結部材3059が第2の入口3054に結合され、かかる関節連結部材を用いてセル3010に対する入口の運動及び角度調整を可能にすることができる。 Articulating member 3059 is coupled to the second inlet 3054, it is possible to allow movement and angular adjustment of the inlet to the cell 3010 using such articulating members. 第2の弁3058が、第2の導管3052に連結され、この第2の弁は好ましくは、リンス流体のタイミング及び流量を制御する。 Second valve 3058 is coupled to the second conduit 3052, the second valve is preferably controls the timing and flow of the rinsing fluid. 第2の導管はまた、低濃度の酸又は流体の源及び流体を制御するための弁に結合するのがよい。 Second conduit is also good to bind to a valve for controlling the source and the fluid of low concentration of the acid or fluid. 変形例として、酸源を別個の導管(図示せず)に結合してもよい。 Alternatively, it may be bonded acid source into separate conduit (not shown). 例示の流体としては、塩酸、硫酸、燐酸、弗化水素酸又は電気めっき法に先立って酸化及び他の汚染要因物から層を保護するために無電気めっき後に基板表面を被覆するのに用いることができる他の液体又は流体が挙げられる。 Exemplary fluids, hydrochloric, be used to coat sulfuric acid, phosphoric acid, a substrate surface after electroless plating in order to protect the layer from oxidation and other contaminants prior to hydrofluoric acid or electroplating It includes other liquid or fluid capable. かくして、基板を次に行う処理、例えば「濡れた」状態で電気めっきを行うよう移送して酸化物及び他の汚染要因物を最小限に抑えるのがよい。 Thus, then performs processing a substrate, for example, "wet" it is preferable to minimize oxide was transferred to perform electroplating and other contaminants in the state. もし基板が無電気めっき法の実施後に所定期間にわたって面を上にした位置に維持されていれば濡れた状態での搬送を一段と行いやすくなる。 If the substrate is likely to perform further conveyance in a state wet if it is maintained in position on the surface for a predetermined period of time after performing the electroless plating method.

制御装置3040は好ましくは、各弁及びかくして各流体タイミング及び流量を制御する。 Controller 3040 preferably controls the valves and thus the fluid timing and flow. 制御装置3040は好ましくは、基板のスピン及びペデスタル、かくしてこの上に載置された基板の昇降を制御する。 Controller 3040 is preferably spin and the pedestal of the substrate, thus controlling the lifting of the substrate placed thereon. 制御装置3040を、例えば制御盤又は制御室内に遠隔配置するのがよく、給排水設備を遠隔アクチュエータで制御するのがよい。 A control unit 3040, for example, a control panel or control room good for remotely disposed, it is preferable to control remotely actuator plumbing.

動作原理を説明すると、ロボット(図示せず)は、基板3022を上向きにEDPセル3010まで送る。 In operation, a robot (not shown) sends a substrate 3022 to upwardly EDP cell 3010. 基板3022上にはシード層が既に例えばPVD又はIMP処理法により被着されている。 On the substrate 3022 is deposited by a seed layer already example PVD or IMP treatment. ペデスタル3018が上昇し、真空チャック3026が基板3022の下面に係合する。 Pedestal 3018 is increased, the vacuum chuck 3026 is engaged with the lower surface of the substrate 3022. ロボットが引っ込み、ペデスタル3018が処理高さ位置まで下降する。 Robot retracts, the pedestal 3018 is lowered to the processing height. 制御装置3040は、弁3042a〜3042fを作動させて化学薬品を無電気流体容器3044内に入れ、化学薬品を混合し、制御装置は、無電気めっき流体弁3038を作動させてこれを開き、それにより或る量の無電気めっき流体を第1の入口3046に注入しそして第1のノズル3050に通す。 Controller 3040 actuates the valve 3042a~3042f putting chemicals into the electroless fluid container 3044, a mixture of chemicals, the controller opens it by operating the electroless deposition fluid valve 3038, it injecting a quantity of electroless deposition fluid to the first inlet 3046 by then and passed to the first nozzle 3050. 好ましくは、ペデスタル3018は約10〜約500rpmの比較的遅い速度で回転し、かくしてある量の流体が基板3022を一様に被覆できるようになる。 Preferably, pedestal 3018 is rotated at a relatively slow rate of about 10 to about 500 rpm, thus an amount of fluid will be able to uniformly cover the substrate 3022. 流体を基板全体にわたり一様に広げるのに役立つようにするために基板の方向を交互に逆にするのがよい。 It is preferable to reverse the direction of the substrate alternately in order to help the fluid to spread evenly throughout the substrate. 無電気めっき流体弁3038を閉じる。 Close-free electroplating fluid valve 3038. 無電気めっき流体は、自動触媒作用であらかじめ被着されたシード層上に層を形成し、先に被着された層の空所を互いに結合して高いアスペクト比の特徴をしていてもより完全な被膜が得られるようにする。 Electroless plating fluid, a layer is formed on the seed layer which has been previously deposited automatically catalysis, more it is in the characteristics of bond to each other high aspect ratio voids of layers deposited previously complete coating to be obtained. 好ましくは、無電気めっき法は、たいていの基板について約100Å〜約400Åのめっきを行う。 Preferably, electroless plating method, carrying out plating of about 100Å~ about 400Å for most substrates.

第2の弁3058が開き、リンス流体が第2の導管3052を通って流れ、第2のノズル3056を通って基板3022上にスプレーされる。 Opens the second valve 3058, rinsing fluid flows through the second conduit 3052, are sprayed onto the substrate 3022 through the second nozzle 3056. 好ましくは、ペデスタル3018は残りの無電気めっき流体を基板3022からリンスし、出口3034を通って排出して廃棄しながら、約100〜約500rpmの早い速度で回転する。 Preferably, the pedestal 3018 to rinse the remaining electroless plating fluid from the substrate 3022, while waste is discharged through the outlet 3034, rotates at a fast rate of about 100 to about 500 rpm. 基板を酸又は他の被覆流体で被覆するのがよい。 It may be coated with an acid or other coating fluid substrate. 場合によっては、ペデスタル3018は、約500〜約2000rpmの早い速度でスピン(回転)して基板3022を回転乾燥させることができる。 Optionally, pedestal 3018 may be rotated dry the substrate 3022 at a fast rate of about 500 to about 2000rpm spin (rotate).

ペデスタル3018は、回転を停止し、基板3022をEDPセル3010の上方の位置まで上昇させる。 Pedestal 3018 stops rotating, raising the substrate 3022 to a position above the EDP cell 3010. 真空チャック3026は、基板3022を離し、ロボットは電気めっきセル内での次の処理のために基板を取り出す。 Vacuum chuck 3026, release the substrate 3022, the robot takes the substrate for subsequent processing in the electroplating cell.

図6は、本発明の電気めっき処理セル400の断面図である。 Figure 6 is a cross sectional view of an electroplating process cell 400 of the present invention. 図6に示すような電気めっき処理セル400は、図2及び図3に示すような電気めっき処理セル240と同一である。 Electroplating process cell 400 as shown in FIG. 6 is the same as the electroplating process cell 240 as shown in FIGS. 処理セル400は主要構成要素として、ヘッド組立体410、処理キット420及び電解液コレクタ440を有している。 Processing cell 400 as main components, and a head assembly 410, a process kit 420 and an electrolyte collector 440. 好ましくは、電解質コレクタ440は、処理キット420の配設場所を定める開口部443を覆った状態でメインフレーム214の本体442に固定されている。 Preferably, the electrolyte collector 440 is secured to the body 442 of the main frame 214 while covering the opening portion 443 for determining the installation place of the process kit 420. 電解液コレクタ440は、内壁446、外壁448及びこれらの壁を互いに連結する底部447を有している。 Electrolyte collector 440 includes a bottom portion 447 for connecting inner wall 446, outer wall 448 and these walls together. 電解液出口449が、電解液コレクタ440の底部447を貫通して設けられ、この出口は、管、ホース、パイプ又は他の流体搬送コネクタを介して電解液補給装置220(図2参照)に連結されている。 Electrolyte outlet 449 is provided through the bottom 447 of the electrolyte collector 440, the outlet connection tubes, hoses, pipe or other fluid carrying connector electrolyte replenishing device through the 220 (see FIG. 2) It is.

ヘッド組立体410は、ヘッド組立体フレーム452に取り付けられている。 Head assembly 410 is attached to the head assembly frame 452. ヘッド組立体フレーム452は、取付け支柱454及び片持ちアーム456を有している。 Head assembly frame 452 includes a mounting post 454 and cantilever arms 456. 取付け支柱454は、メインフレーム214の本体442に取り付けられ、片持ちアーム456は、取付け支柱454の上方部分から側方に延びている。 Mounting post 454 is attached to the body 442 of the mainframe 214, the cantilever arms 456 extend laterally from the upper portion of the mounting post 454. 好ましくは、取付け支柱454は、ヘッド組立体410の回転を可能にするために取付け支柱に沿う垂直方向軸線に対して回転運動を生じさせる。 Preferably, the mounting post 454 causes a rotational movement relative to the vertical axis along the mounting post to allow rotation of the head assembly 410. ヘッド組立体410は、片持ちアーム456の末端部のところに設けられた取付けプレート460に取り付けられている。 Head assembly 410 is mounted to a mounting plate 460 provided at the distal end of the cantilever arm 456. 片持ちアーム456の下端部は、取付け支柱454に取付けられた片持ちアームアクチュエータ457、例えば空気圧シリンダに連結されている。 The lower end of the cantilever arm 456 is connected to the arm actuator 457 cantilevered mounted on the mounting post 454, for example, a pneumatic cylinder. 片持ちアームアクチュエータ457は、片持ちアーム456と取付け支柱454との間の結合部に対する片持ちアーム456の回動運動を可能にする。 Arm actuator 457 cantilevered enables pivotal movement of the cantilever arm 456 with respect to connection between the struts 454 mounted cantilevered arm 456. 片持ちアームアクチュエータ457を引っ込めると、片持ちアーム456はヘッド組立体410を処理キット420から遠ざけて処理キット420を電気めっき処理セル400から取り出すと共に(或いは)交換するのに必要な間隔を生じさせる。 When retraction of the arm actuator 457 cantilevered cantilevered arm 456 causes the interval required to (or) replacement takes out the process kit 420 away the head assembly 410 from the process kit 420 from the electroplating process cell 400 . 片持ちアームアクチュエータ457を伸長させると、片持ちアーム456はヘッド組立体410を処理キット420に近付けてヘッド組立体410内のウェーハを処理位置に位置決めする。 When extending the arm actuator 457 cantilevered cantilevered arm 456 is positioned at the processing position the wafer in the head assembly 410 close to the head assembly 410 to the process kit 420.

ヘッド組立体410は主要構成要素として、ウェーハホルダ組立体450及びウェーハ組立体アクチュエータ458を有している。 Head assembly 410 as main components, and has a wafer holder assembly 450 and wafer assembly actuator 458. ウェーハ組立体アクチュエータ458は、取付けプレート460に取り付けられ、取付けプレート460を貫通して下方に延びるヘッド組立体シャフト462を有している。 Wafer assembly actuator 458 is mounted to mounting plate 460 has a head assembly shaft 462 extending downwardly through the mounting plate 460. ヘッド組立体シャフト462の下端部は、ウェーハホルダ組立体450を処理位置及びウェーハローディング位置に位置決めするようウェーハホルダ組立体450に連結されている。 The lower end of the head assembly shaft 462 is connected to the wafer holder assembly 450 to position the wafer holder assembly 450 in a processing position and a wafer loading position.

ウェーハホルダ組立体450は主要構成要素として、ウェーハホルダ464及び陰極接点リング466を有している。 Wafer holder assembly 450 as main components, and has a wafer holder 464 and cathode contact ring 466. 図7は、本発明の陰極接点リング466の一実施形態の断面図である。 Figure 7 is a cross-sectional view of one embodiment of a cathode contact ring 466 of the present invention. 一般に、接点リング466は、複数の導電性部材が設けられた環状本体を有している。 In general, the contact ring 466 has an annular body provided with a plurality of conductive members. 環状本体は、複数の導電性部材を電気的に絶縁するよう絶縁材料で作られている。 Annular body is made of an insulating material to electrically isolate the plurality of conductive members. 本体及び導電性部材は一緒になって、直径方向内側基板着座面を形成し、この着座面は、処理中、基板を支持し、これに電流を流す。 Body and conducting members together form a diametrical direction inner substrate seating surface, the seat surface during processing, supports a substrate, flow this current.

次に図7を詳細に参照すると、接点リング466は主要構成要素として、環状絶縁本体770内に少なくとも部分的に設けられた複数の導電性部材765を有している。 Referring now to FIG. 7 in detail, as a contact ring 466 major components, and has a plurality of conductive members 765 which are provided at least in part on the annular insulating body 770 within. 絶縁本体770は、フランジ762及び下方に傾斜した肩部分764を備えた状態で示されており、この肩部分は、フランジ762の下に位置した基板着座面768に通じていて、フランジ762及び基板着座面768が、互いにずれて実質的に互いに平行な平面内に位置するようになっている。 Insulating body 770 has been shown with a shoulder portion 764 which is inclined flange 762 and downwardly, the shoulder portion is not in communication with the substrate seating surface 768 located below the flange 762, the flange 762 and the substrate seating surface 768 is adapted to position the substantially parallel planes mutually displaced from one another. かくして、フランジ762は、第1の平面を構成すると考えることができ、基板着座面768は、第1の平面に平行な第2の平面を定め、肩764はこれら2つの平面相互間に位置する。 Thus, the flange 762 can be considered to constitute a first plane, the substrate seating surface 768 defines a second plane parallel to the first plane, the shoulder 764 is located between these two planes mutually . しかしながら、図7に示す設計の接点リングは、単なる例示であることが意図されている。 However, contact ring design shown in Figure 7, are intended to be merely illustrative. 別の実施形態では、肩部分764は、フランジ762と基板着座面768の両方に実質的に垂直であるように実質的に垂直な角度を含む急角度のものであってもよい。 In another embodiment, the shoulder portion 764 may be of a steep angle including a substantially vertical angle so as to be substantially perpendicular to both the flange 762 and the substrate seating surface 768. 変形例として、接点リング466は、実質的に平らであってもよく、それにより肩部分764が不要になる。 Alternatively, the contact ring 466 may be substantially flat, the shoulder portion 764 becomes unnecessary thereby. しかしながら、以下に説明する理由で、好ましい実施形態は、図6に示す肩部分764又はその或る程度の設計変更部分を有する。 However, for reasons explained below, the preferred embodiment has a shoulder portion 764 or redesign portions of some degree shown in FIG.

導電性部材765は、フランジ762上に環状に設けられた複数の外側電気接点パッド780、基板着座面768の一部上に設けられた複数の内側電気接点パッド772及びパッド772,780を互いに連結する複数の埋め込み状態の導電性コネクタ776によって構成されている。 The conductive member 765 is connected a plurality of outer electrical contact pads 780 disposed annularly on the flange 762, a plurality of inner electrical contact pads 772 and pads 772,780 provided on a portion of the substrate seating surface 768 to each other It is constituted by a conductive connector 776 of the plurality of embedded state. 導電性部材765は、絶縁本体770によって互いに絶縁されており、この絶縁本体は、プラスチック、例えばポリ弗化ビニリデン(PVDF)、ペルフルオロアルコキシ樹脂(PFA)、テフロン(Teflon:登録商標)、テフゼル(Tefzel:登録商標)又は任意他の絶縁材料、例えばアルミナ(Al 23 )又は他のセラミックスで作られたものであるのがよい。 The conductive member 765 are insulated from each other by an insulating body 770, the insulating body is plastic, for example polyvinylidene fluoride (PVDF), perfluoroalkoxy resin (PFA), Teflon (Teflon: registered trademark), Tefzel (Tefzel : registered trademark) or any other insulating material such as alumina (Al 2 O 3) or other better to those made of ceramic. 外側接点パッド780は、電源(図示せず)に結合されていて、処理中コネクタ776を介して電流及び電圧を内側接点パッド772に送るようになっている。 Outer contact pads 780, be coupled to a power source (not shown), adapted to deliver current and voltage to the inner contact pads 772 via the processing in the connector 776. 内側接点パッド772は、基板の周囲部分周りの接触を維持することにより基板に電流及び電圧を供給する。 Inner contact pads 772 supply the current and voltage to a substrate by maintaining contact around a peripheral portion of the substrate. かくして、動作中、導電性部材765は、基板に電気的に接続された別々の電流路として役立つ。 Thus, in operation, the conductive member 765 serves as a separate current paths electrically connected to the substrate.

抵抗率が低いこと、逆に言えば導電性が高いことは、良好なめっきと直接関連している。 It resistivity is low, it is highly conductive Conversely are related good plating directly. 抵抗率を低くするため、導電性部材765は好ましくは、銅(Cu)、プラチナ(Pt)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、金(Au)、銀(Ag)、ステンレス鋼又は他の導電性材料で作られる。 To the resistivity low, the conductive member 765 is preferably copper (Cu), platinum (Pt), tantalum (Ta), titanium (Ti), gold (Au), silver (Ag), stainless steel or other It made of conductive material. 低抵抗率及び低接触抵抗は又、導電性部材765を導電性材料で被覆することによっても達成できる。 Low resistivity and low contact resistance may also be achieved by coating the conductive member 765 with a conductive material. かくして、導電性部材765を例えば、銅(銅の抵抗率は、約2×10 -8 Ω・m)で作り、プラチナ(プラチナの抵抗率は、約10.6×10 -8 Ω・m)で被覆するのがよい。 Thus, the conductive member 765 for example, copper (resistivity of copper is about 2 × 10 -8 Ω · m) made with platinum (resistivity for platinum is approximately 10.6 × 10 -8 Ω · m) in may be coated. 被膜、例えば窒化タンタル(TaN)、窒化チタン(TiN)、ロジウム(Rh)、Au、Cu、又はAgを導電性基材、例えばステンレス鋼、モリブデン(Mo)、Cu及びTi上に被着させてもよい。 Film, such as tantalum nitride (TaN), titanium nitride (TiN), rhodium (Rh), Au, Cu, or a conductive substrate of Ag, for example, stainless steel, molybdenum (Mo), thereby deposited on Cu and Ti it may be. さらに、接点パッド772,780は代表的には、導電性コネクタ776に接着された別個のユニットなので、接点パッド772,780は、一方の材料、例えばCu及び他方の導電性部材765、例えばステンレス鋼から成るのがよい。 Further, the contact pads 772,780 are representative, since separate units bonded to the conducting connectors 776, the contact pads 772,780, one of the material, such as Cu and the other conductive member 765, for example, stainless steel It may comprise a. パッド772,780のいずれか一方又は両方及び導電性コネクタ776を導電性材料で被覆するのがよい。 It may be coated with either or both, and a conductive connector 776 of the pad 772,780 with a conductive material. さらに、めっきの再現性が絶縁体として働く酸化物によって悪影響を受ける場合があるので、内側接点パッド772は好ましくは、耐酸化性の材料、例えばPt、Ag又はAuから成る。 Further, since the reproducibility of plating be adversely affected by the oxide acting as an insulator, preferably the inner contact pads 772, the oxidation resistance of the material, made of, for example, Pt, Ag or Au.

各回路の全抵抗は、接点材料の関数であることに加えて、内側接点パッド772の幾何学的寸法又は形状及び接点リング466によって供給される力に依存している。 The total resistance of each circuit, in addition to being a function of the contact material is dependent on the force supplied by the geometrical size or shape and contact ring 466 of the inner contact pads 772. これら要因は、2つの表面相互間の凹凸に起因して内側接点パッド772と基板着座面768の境界部のところに集中抵抗R CRを定める。 These factors define a constriction resistance R CR due to irregularities between the two surfaces at the boundaries of the inner contact pads 772 and the substrate seating surface 768. 一般に、加えられた力が大きいと、見かけの面積もまた大きい。 In general, the applied force is large, also a large apparent area of. 見かけの面積は、R CRに反比例するので見かけの面積が増大すると、その結果R CRが減少する。 The apparent area of the the area of the apparent increases is inversely proportional to R CR, resulting R CR is reduced. かくして、全抵抗を最小限に抑えるためには、力を最大にすることが好ましい。 Thus, in order to minimize the total resistance, it is preferable that the force is maximized. 動作中加えられる最大の力は、過度の力及びその結果生じる圧力を受けた状態で損傷する場合のある基板の降伏強さによって制限される。 Maximum force applied in operation is limited by certain yield strength of the substrate may be damaged in the state that received excessive force and resulting pressure. しかしながら、圧力は力と面積の両方に関連しているので、耐えることができる最大の力もまた、内側接点パッド772の幾何学的形状に依存している。 However, since pressure is related to both force and area, the maximum force capable of withstanding also depends on the geometry of the inner contact pads 772. かくして、接点パッド772は、図7に示すような平らな上面を有するのがよいが、他の形状も又、有利に使用できる。 Thus, the contact pad 772 is may have a flat upper surface as shown in FIG. 7, other shapes can also advantageously be used. 例えば、2つの好ましい形状が、図8及び図9に示されている。 For example, two preferred shapes are shown in FIGS. 図8は、刃先(ナイフエッジ)の形をした接点パッドを示し、図9は、半球形の接点パッドを示している。 Figure 8 shows a contact pad in the shape of the cutting edge (knife edge), FIG. 9 shows the contact pads of the semi-spherical. 当業者であれば、他の形状を有利に使用できることは理解されよう。 Those skilled in the art will appreciate that can advantageously be used with other shapes. 接触の幾何学的形状、力及び抵抗相互間の関係についての一層詳しい説明が、ケニース・イー・ピットニイ(Kenneth E. Pitney )著“Ney Contact Manual”(The JM Companey, 1973)に記載されており、かかる文献の内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。 The geometry of the contact, the more detailed explanation of the relationship between force and resistance mutual is described in Kenisu E. Pittonii (Kenneth E. Pitney) Author "Ney Contact Manual" (The JM Companey, 1973) , reference the entire contents of such references herein as forming a part hereof.

コネクタ776の数を、所望の接点パッド772(図7に示す)の特定の数に応じて様々であってよい。 The number of connectors 776 may be varied depending on the particular desired number of contact pads 772 (shown in FIG. 7). 200mm基板の場合、好ましくは、少なくとも24個のコネクタ776が360°にわたって等角度間隔に設けられている。 For 200mm substrate, preferably at least 24 connectors 776 are provided at equal angular intervals over 360 °. しかしながら、コネクタの数が限界レベルに達すると、接点リング466に対する基板のコンプライアンスに悪影響が生じる。 However, the number of connectors reaches a critical level, adversely affect the substrate compliance with contact ring 466. したがって、25個以上のコネクタ776を用いることができるが、最終的には、接点パッド772の地形学的特徴及び基板の剛性に応じて接触の一様性が減少する場合がある。 Therefore, it is possible to use 25 or more connectors 776, in the end, there is a case where uniformity of contact is reduced in accordance with the topographic characteristics and rigidity of the substrate contact pads 772. これと同様に、23個以下のコネクタ776を用いた場合、電流はますます限流されて局所化され、これによりめっき結果が不良になる。 Similarly, when using the 23 or fewer connectors 776, current is localized been increasingly flowed limited, plating result is poor thereby. 本発明の寸法形状は特定の用途(例えば、300mm基板)に合わせて容易に変えられるので、最適の数を様々な比率及び実施形態に合わせて容易に決定できる。 Geometry of the present invention certain applications (e.g., 300 mm substrates) since it is easily changed to suit, can be readily determined to suit the number of ideal for a variety of ratios and embodiments.

図10に示すように、基板着座面768は、絶縁本体770上に設けられていて、接点リング466の内周部を構成するよう内側接点パッド772まで直径方向内側に延びる絶縁ガスケット782を有している。 As shown in FIG. 10, the substrate seating surface 768, the insulating body 770 to be provided on, an insulating gasket 782 which extends to the inner contact pads 772 in the diameter direction inwardly so as to constitute an inner peripheral portion of the contact ring 466 ing. 絶縁ガスケット782は好ましくは、内側接点パッド772の上に僅かに(例えば、数ミル)延び、好ましくは、エラストマ、例えばヴィトン(Viton :登録商標)、テフロン(Teflon:登録商標)、ブナラバ(buna rubber:登録商標)等から成る。 Insulating gasket 782 is preferably slightly above the inner contact pads 772 (e.g., a few mils) extending, preferably, the elastomer, e.g. Vuitton (Viton: registered trademark), Teflon (Teflon: registered trademark), Bunaraba (buna rubber : consisting of a registered trademark), and the like. 絶縁本体770も又、エラストマから成る場合、絶縁ガスケット782はこれと同一の材料で作られたものであるのがよい。 Insulating body 770 also if made of elastomer, it is preferable insulating gasket 782 are those made of the same material as this. かかる実施形態では、絶縁ガスケット782及び絶縁本体770は、一体形のもの、即ち、単一部品として形成されるのがよい。 In such an embodiment, the insulating gasket 782 and the insulating body 770 may be of integral, i.e., it is being formed as a single piece. しかしながら、絶縁ガスケット782は好ましくは、絶縁本体770とは別体であり、交換又はクリーニングが行えるよう容易に取り外すことができるようになっている。 However, the insulating gasket 782 is preferably the insulating body 770 are separate bodies, so that can be easily removed them to enable replacement or cleaning.

図10は、絶縁ガスケット全体が絶縁本体770上に着座する絶縁ガスケット782の好ましい実施形態を示しているが、図8及び図9は、変形実施形態を示している。 Figure 10 is an insulating entire gasket shows a preferred embodiment of the insulating gasket 782 seated on the insulating body 770, Figures 8 and 9 show a modified embodiment. かかる変形実施形態では、絶縁本体770は部分的に切削されて連結部材776の上面を露出させており、絶縁がスケット782はこの上に設けられている。 In such alternative embodiment, the insulating body 770 is to expose the top surface of the coupling member 776 is partially cut, insulation gasket 782 is provided on this. かくして、絶縁ガスケット782は、連結部材776の一部と接触している。 Thus, the insulating gasket 782 is in contact with a portion of the connecting member 776. この設計では、内側接点パッド772に用いられる所要材料の量が少なく、これは、材料費が相当高い場合、例えば内側接点パッド772が金で作られる場合に有利である。 In this design, it reduces the amount of required material used in the inner contact pads 772, which, if material cost is considerably higher, for example it is advantageous if the inner contact pads 772 are made of gold. 当業者であれば、本発明の範囲から逸脱しない他の実施形態を想到できよう。 Those skilled in the art will envision other embodiments without departing from the scope of the present invention.

処理中、絶縁ガスケット782は、基板めっき面の周囲部分との接触状態を保ち、残りの陰極接点リング466と基板との間のシールを構成するよう圧縮される。 During processing, the insulating gasket 782 will maintain contact with the peripheral portion of the substrate plating surface and is compressed so as to constitute a seal between the remaining cathode contact ring 466 and the substrate. このシールは、電解液が基板のエッジ及び裏面に接触しないようにする。 The seal electrolyte does not contact the edge and backside of the substrate. 上述のように、清浄な接触面を維持することは、高いめっき再現性を達成する上で必要である。 As noted above, maintaining a clean contact surface is necessary to achieving high plating repeatability. 従来設計の接点リングは、首尾一貫しためっき結果を生じさせない。 Contact ring of conventional design, does not cause a consistent plating results. というのは、接触面の地形学的特徴が時間の経過につれて変わるからである。 Because, since topographic features of the contact surface changes over time. 本発明の接点リングは、もし本発明のように構成しなければ、内側接点パッド772上に堆積し、これらの特性を変える場合のあるデポジットを無くし又は実質的に最小限に抑さえ、それにより、高い再現性、首尾一貫性及び基板のめっき表面全体上への一様なめっき度が得られる。 Contact ring of the present invention, must be configured as in the present invention if deposited on the inner contact pads 772, eliminate some deposits when varying these characteristics or substantially SomosomoSae minimized, thereby , high reproducibility, consistency and uniform plating of onto the entire plating surface of the substrate is obtained.

図11は、接点リング446の電気回路の考えられる構成を表す単純化された略図である。 Figure 11 is a simplified schematic diagram representing a possible configuration of the electrical circuit contact ring 446. 導電性部材765相互間に一様な電流分布を得るために、外部抵抗器700が、導電性部材765の各々に直列に接続されている。 In order to obtain a uniform current distribution in the conductive member 765 between them, the external resistor 700 is connected in series with each of the conductive members 765. 好ましくは、外部抵抗器700の抵抗値(R EXTで表される)は、回路の他のどの構成部品の抵抗よりも非常に大きい。 Preferably, the resistance value of the external resistor 700 (represented by R EXT) is much greater than the resistance of the other which components of the circuit. 図11に示すように、各導電性部材765を通る電気回路は、電源702に直列に接続された構成部品の各々の抵抗によって表される。 As shown in FIG. 11, the electrical circuit through each conducting member 765 is represented by each of the resistance component connected in series to the power source 702. Eは、電解質の抵抗を表し、これは、一般に、陽極と陰極接点リングとの間の距離及び電解液の化学的組成に依存している。 R E represents the resistance of the electrolyte, which generally rely on the chemical composition of the distance and the electrolyte between the anode and the cathode contact ring. かくして、R Aは、基板のめっき表面754に隣接した電解液の抵抗を表す。 Thus, R A represents the resistance of the electrolyte adjacent the plating surface 754 of the substrate. Sは、基板のめっき面754の抵抗を表し、R Cは、陰極導電性部材765の抵抗に、内側接点パッド772と基板めっき層754との間の境界部のところに結果的に得られる集中抵抗を加えたものを表す。 R S represents the resistance of the plating surface 754 of the substrate, R C is the resistance of the cathode conducting members 765 are consequently obtained at the interface between the inner contact pads 772 and the substrate plating layer 754 It represents a plus constriction resistance. 一般に、外部抵抗器からの抵抗値(R EXT )は、ΣRよりも少なくとも大きい(ここで、ΣRは、R E 、R A 、R S及びR Cの合計に等しい)。 In general, the resistance value of the external resistor (R EXT) is at least greater than .SIGMA.R (here, .SIGMA.R is R E, R A, is equal to the sum structured R S and R C). 好ましくは、外部抵抗器の抵抗値(R EXT )は、ΣRよりも非常に大きく、ΣRは無視できる程であり、各直列回路の抵抗はほぼR EXTである。 Preferably, the resistance value of the external resistor (R EXT) is much greater than .SIGMA.R, it is enough .SIGMA.R is negligible, the resistance of each series circuit is approximately R EXT.

代表的には、一つの電源が、陰極接点リング466の外側接点パッド780の全てに接続されていて、その結果、内側接点パッド772を通る並列回路が形成されている。 Typically, one power supply, which is connected to all of the outer contact pads 780 of the cathode contact ring 466, resulting in parallel circuits through the inner contact pads 772 are formed. しかしながら、内側接点パッドと基板の境界部の抵抗は、各内側接点パッド772で異なるので、抵抗が最も低いところでより多くの電流が流れ、かくして多量のめっきが生じることになろう。 However, the resistance of the boundary portion of the inner contact pads and the substrate is different in each inner contact pad 772, the resistance is more current flows at the lowest, and thus would be a large amount of the plating occurs. しかしながら、外部抵抗器を各導電性部材765に直列に設けることにより、各導電性部材765を通って流れる電流の値又は量は、主として外部抵抗器の値によって制御されるようになる。 However, by providing an external resistor in series with each conducting member 765, the value or amount of current flowing through each conductive member 765 will be controlled mainly by an external resistor values. その結果、内側接点パッド772相互間の電気的性質のばらつきは、基板上の電流分布に影響を及ぼさず、一様な電流密度がめっき面全体に生じ、これは一様なめっき厚さが得られる原因となる。 As a result, variations in the electrical properties between the inner contact pads 772 each other does not affect the current distribution on the substrate, resulting uniform current density across the plating surface, which is obtained uniform plating thickness cause to be. 内部抵抗器はまた、プロセスシーケンスの互いに異なる基板相互間の一様な電流分布を生じさせる。 Internal resistors also produces a uniform current distribution between the substrate mutually different process sequences.

本発明の接点リング466は内側接点パッド772上のデポジットの発生に抵抗するよう設計されているが、多数回の基板めっきサイクルにわたり、基板とパッドの境界部の抵抗は増大する場合があり、最終的に許容限度を越えるほどの値に達する。 Contact ring 466 of the present invention are designed to resist deposit of occurrence on the inner contact pads 772, over multiple substrate plating cycles, there is a case where the resistance of the boundary between the substrate and the pad is increased, final to reach a value of about exceeds the allowable limit. 電子センサ/アラーム704を外部抵抗器700の両端に接続して外部抵抗器の両端の電圧/電流をモニターしてこの問題を解決するのがよい。 Better to solve this problem by monitoring the voltage / current across the external resistor to connect the electronic sensor / alarm 704 across the external resistor 700. 外部抵抗器700両端の電圧/電流が基板とパッドとの間の高い抵抗を表す所定の動作範囲から外れると、センサ/アラーム704は是正措置、例えばめっき法の実施停止をトリガし、ついには問題がオペレータによって是正されるようになる。 When the voltage / current of the external resistor 700 across deviates from a predetermined operating range representing the high resistance between the substrate and the pad, the sensor / alarm 704 corrective action to trigger enforcement stop, for example plating, finally issues There will be corrected by the operator. 変形例として、別個の電源を各漏電性部材765に接続して、別々に制御すると共にモニターして基板全体に一様な電流分布を生じさせるようにしてもよい。 Alternatively, by connecting a separate power to each leakage resistant member 765, may be produce a uniform current distribution across the substrate to monitor controls separately. 電流の流れを調節するためにベリースマートシステム(very smart system :VSS)をさらに用いるのがよい。 Berry smart system to regulate the flow of current (very smart system: VSS) even better to use. VSSは代表的には、処理ユニット及び電流を供給すると共に(或いは)制御するのに用いられる当業界で知られた装置、例えば可変抵抗器、別個の電源等の任意の組合せから成る。 VSS is typically supplies the processing unit and the current (or the) control device known in the art used to, for example, a variable resistor, consisting of any combination of such separate power supplies. 内側接点パッド772の物理化学的性質及びそれ故に電気的性質は時間の経過につれて変わるので、VSSはデータフィードバックを処理して分析する。 Since the physicochemical properties and therefore the electrical properties of the inner contact pads 772 change over time, VSS are analyzed by processing the data feedback. データは、前もって設定した値と比べられ、VSSは次に、適当な電流及び電圧の変更を行って一様な堆積又はめっきが得られるようにする。 Data is compared with the preset value, VSS in turn, so that a uniform deposition or plating making any changes to appropriate current and voltage is obtained.

図18は、陰極接点リングの変形実施形態の斜視図である。 Figure 18 is a perspective view of a modified embodiment of a cathode contact ring. 図18に示すような陰極接点リング1800は、導電性金属又は金属合金、例えばステンレス鋼、銅、銀、金、プラチナ、チタン、タンタル及び他の導電性材料、或いは導電性材料、例えばプラチナで被覆されたステンレンス鋼の組合せからなる。 Cathode contact ring 1800 as shown in FIG. 18, a conductive metal or metal alloy, such as stainless steel, copper, silver, gold, platinum, titanium, tantalum and other conductive material, or conductive material, for example coated with platinum consisting of a combination of been a stainless-steel. 陰極接点リング1800は、陰極接点リングをウェーハホルダ組立体に取り付けるようになった上方取付け部分1810及び基板を受け入れるようになった下方基板受入れ部分1820を有している。 Cathode contact ring 1800 includes an upper mounting portion 1810 and the lower substrate receiving portion 1820 adapted to receive a substrate adapted to mount the cathode contact ring to the wafer holder assembly. 基板受入れ部分1820は、複数の接点パッド又はバンプ1824が好ましくは等角度間隔をおいて設けられた環状基板着座面1822を有している。 Substrate receiving portion 1820, a plurality of contact pads or bumps 1824 are preferably has an annular substrate seating surface 1822 disposed at equal angular intervals. 基板を基板着座面1822上におくと、接点パッド1824は、基板の周囲領域に物理的に接触して基板堆積面上の電気めっきシード層に電気的に接触する。 When placing the substrate on the substrate seating surface 1822, contact pads 1824, a peripheral region of the substrate in physical contact in electrical contact with the electroplating seed layer on the substrate deposition surface. 好ましくは、接点パッド1824は、酸化に対して耐性がある貴金属、例えばプラチナ又は金で被覆される。 Preferably, the contact pads 1824, a noble metal that is resistant to oxidation, for example, are coated with platinum or gold.

陰極接点リングの露出面は、基板と接触する接点パッドの表面を除き、好ましくは、親水性の表面となるよう処理され、或いは、親水性を示す材料で被覆される。 Exposed surface of the cathode contact ring, except for the surface of the contact pad in contact with the substrate, preferably, is treated to become hydrophilic surface or is coated with a material that exhibits hydrophilicity. 親水性物質及び親水性表面処理は、当該技術分野で公知である。 Hydrophilic substance and hydrophilic surface treatment are known in the art. 親水性表面処理法を提供する業者の一つは、マサチューセッツ州レッドフォード所在のミリポア・コーポレーション(Millipore Corporation )である。 One skilled in the art to provide a hydrophilic surface treatment is a Massachusetts Redford whereabouts of Millipore Corporation (Millipore Corporation). 親水性表面は、陰極接点リングの表面上への電解液のビード形成を著しく減少させて、陰極接点リングを電気めっき槽又は電解液から取り出した後、陰極接点リングからの電解液の滑らかな滴下を促進する。 Hydrophilic surface is significantly reduced electrolyte bead formation on the surface of the cathode contact ring, after removal of the cathode contact ring from the electroplating bath or electrolyte, smooth dropping of the electrolyte from the cathode contact ring to promote. 電解液を流出させやすくする親水性表面を陰極接点リングに設けることにより、陰極接点リング上の残留電解液により生じるめっき欠陥が著しく減少する。 By providing a hydrophilic surface to facilitate drained the electrolyte to the cathode contact ring, plating defects is significantly reduced caused by residual electrolyte on the cathode contact ring. 本発明者は、陰極接点リング上への残留電解液によるビード形成及びその結果生じる場合のある後で処理される基板上へのめっき欠陥を減少させるために陰極接点リングの他の実施形態にこの親水性処理又は被膜を利用することも計画している。 The present inventor has this to another embodiment of the cathode contact ring in order to reduce the plating defect on the substrate to be processed after some cases resulting bead formation and result due to the residual electrolyte onto the cathode contact ring and also it plans to use the hydrophilic treatment or coating. 本発明の電気めっき処理セルでは、他の設計の接点リング、例えば、1998年11月30日に出願された譲受人が同一の同時係属米国特許出願第09/201,486号(発明の名称:Cathode Contact Ring For Electrochemical Deposition )に記載された設計の接点リングが有用であり、かかる米国特許出願の開示内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。 The electroplating process cell of the present invention, the contact ring other designs, for example, Nov. 30, 1998 to No. filed transferees the same co-pending U.S. Patent Application No. 09 / 201,486 (entitled Cathode contact ring for Electrochemical Deposition) contact ring design described in a utility, herein incorporated by reference to disclose the entire contents of such U.S. patent application as forming a part hereof.

図12及び図12Aを参照すると、ウェーハホルダ464は好ましくは、陰極接点リング466の上に配置され、このウェーハホルダは、ウェーハの裏側に圧力を及ぼし、ウェーハめっき面と陰極接点リング466を互いに電気的に接触させるブラダ(袋)組立体470を有している。 Referring to FIGS. 12 and 12A, the wafer holder 464 is preferably disposed on the cathode contact ring 466, electrical The wafer holder exerts a pressure on the back side of the wafer, the wafer plating surface and the cathode contact ring 466 with each other and a bladder (bladder) assemblies 470 to contact. 膨まし可能なブラダ組立体470は、ウェーハホルダプレート832上に設けられている。 Rise better capable bladder assembly 470 is provided on the wafer holder plate 832. かくして、ウェーハホルダプレート832の下面上に設けられたブラダ836は、陰極接点リング466とこれとの間に介在した基板821との接点に隣接してこの反対側に設けられている。 Thus, the bladder 836 which is provided on the lower surface of the wafer holder plate 832 is provided on the opposite side adjacent to the contact with the substrate 821 interposed between the cathode contact ring 466 with it. 流体源838が、流体、即ちガス又は液体をブラダ836に供給してブラダ836を様々な度合に膨らますことができる。 Fluid source 838, may be inflated fluid, i.e. a gas or liquid is supplied to the bladder 836 to the bladder 836 to varying degrees.

次に図12、図12A及び図13を参照してブラダ組立体470の詳細を説明する。 Then 12, details of the bladder assembly 470 with reference to FIGS. 12A and 13. ウェーハホルダプレート832は、実質的にディスクの形をした状態で示されており、下面に形成された環状凹部840及び中央に設けられた真空ポート841を有している。 Wafer holder plate 832 is substantially is shown in a state in the form of a disk, it has a vacuum port 841 provided in the annular recess 840 and the center on the lower surface. 1又は2以上の入口842が、ウェーハホルダプレート832に形成され、比較的拡大された環状取付けチャネル843及び環状凹部840に通じている。 One or more inlets 842 are formed in the wafer holder plate 832, in communication with the annular mounting channel 843 and the annular recess 840 is relatively larger. 急速脱着式ホース844が、流体源838を入口842に結合してこれに流体をもたらすようになっている。 Quick disconnect type hose 844 is adapted to provide fluid thereto by combining fluid source 838 to the inlet 842. 真空ポート841は好ましくは、選択的に基板821の裏面に圧力を供給し又は真空を生じさせるようになった真空/加圧圧送装置859に取り付けられている。 Vacuum port 841 preferably is mounted to selectively vacuum / pressurizing pressure feeding apparatus 859 adapted to produce a supply pressure or vacuum to the backside of the substrate 821. 図12に示す圧送装置859は、ポンプ858、クロスオーバ弁847及び真空エゼクタ849(ベンチュリ管と通称されている)を有している。 Pumping device 859 shown in FIG. 12, a pump 858, and a cross-over valve 847 and a vacuum ejector 849 (which is venturi commonly called). 本発明で有利に使用できる真空エゼクタの一つは、インディアナ州インディアナポリス所在のエスエムシー・ニューマチックス・インコーポレーテッド(SMC Pneumatics, Inc.)から入手できる。 One vacuum ejector which can advantageously be used in the present invention are available from SM Sea Pneumatics, Inc. of Indianapolis, Ind (SMC Pneumatics, Inc.). ポンプ845は、市販の圧縮ガス源であるのがよく、ホース852の一端に結合され、ホース851の他端は、真空ポート841に結合されている。 Pump 845 may in the range of commercially available compressed gas source, coupled to one end of the hose 852, the other end of the hose 851 is coupled to the vacuum port 841. ホース851は、加圧ライン853と真空ライン855に分流関係で接続され、真空ライン855には真空エゼクタ849が設けられている。 Hose 851 is connected in shunt relation to the pressure line 853 and the vacuum line 855, the vacuum ejector 849 is provided in the vacuum line 855. 流体の流量はクロスオーバ弁847によって制御され、このクロスオーバ弁847は、加圧ライン853と真空ライン855にポンプ845の連通状態を選択的に切り換える。 The flow rate of fluid is controlled by the crossover valve 847, the crossover valve 847 selectively switches the communication state of the pump 845 to the pressure line 853 and the vacuum line 855. 好ましくは、クロスオーバ弁は、流体がホース851を通っていずれの方向にも流れないようにするOFF設定位置を有している。 Preferably, the cross-over valve has a OFF setting position to prevent flow in either direction fluid through the hose 851. 遮断弁861がホース851に設けられており、この遮断弁は、流体が真空エゼクタ849を通って加圧ライン855から上流側に流れるのを阻止する。 Shut-off valve 861 is provided in the hose 851, the shut-off valve prevents the fluid from flowing upstream from the pressure line 855 through the vacuum ejector 849. 流体の所望の流れ方向は矢印で示されている。 Desired direction of fluid flow is indicated by arrows.

当業者であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱しない他の構成例を容易に想到できよう。 Those skilled in the art will readily envision other configuration examples without departing from the spirit and scope of the invention. 例えば、流体源838がガス供給源である場合、これをホース851に結合し、それにより、別個の圧縮ガス供給源、即ちポンプ858を不要にしてもよい。 For example, if the fluid source 838 is a gas supply source, which binds to the hose 851, whereby a separate compressed gas supply source, may be unnecessary i.e. pump 858. さらに、別個のガス供給及び真空ポンプが、背圧及び真空条件を提供することができる。 Furthermore, a separate gas supply and vacuum pump, can provide back pressure and vacuum conditions. 背圧と裏側に加えられる真空の両方に対応することが望ましい場合、単純化された実施形態は、裏面への真空だけを供給できるポンプを有するのがよい。 If it is desired to correspond to both the vacuum applied to the back pressure and the back, simplified embodiment can include a pump capable of supplying only the vacuum to the back side. しかしながら、以下に説明するように、処理中に裏側への圧力を生じさせた場合、めっきの一様性が向上する。 However, as discussed below, when that caused the pressure to the backside, uniformity of the plating is improved during processing. したがって、真空エゼクタ及びクロスオーバ弁を含む上述の構成が好ましい。 Therefore, the above configuration including a vacuum ejector and a cross-over valve is preferred.

次に、図12A及び図14を参照すると、実質的に円形リングの形をしたマニホルド846が環状凹部840内に設けられている。 Referring now to FIGS. 12A and 14, substantially the manifold 846 in the form of a circular ring is provided in the annular recess 840. マニホルド846は、内側肩848と外側肩850との間に設けられた取付けレール852を有している。 The manifold 846 includes a mounting rail 852 disposed between the inner shoulder 848 and outer shoulder 850. 取付けレール852は、環状取付けチャネル843内へ少なくとも部分的に挿入されるようになっている。 Mounting rail 852 is adapted to be inserted at least partially into the annular mounting channel 843. マニホルド846に形成された複数の流体出口854が、入口842とブラダ836を互いに連通させる。 A plurality of fluid outlets 854 formed in the manifold 846 causes the inlet 842 and the bladder 836 communicate with each other. シール837、例えばOリングが、入口842及び出口854と整列した状態で環状マニホルドチャネル843内に設けられていて、機密シールが得られるようウェーハホルダプレート832によって固定されている。 Seal 837 such as O-ring, in alignment with inlet 842 and outlet 854 provided in the annular manifold channel 843, and is fixed by a wafer holder plate 832 so that the sensitive sealing obtained. 従来型締結具(図示せず)、例えばねじを用いて、マニホルド846及びウェーハホルダプレート832にこれと協働関係をなすように形成されたねじ穴(図示せず)を介してマニホルド846をウェーハホルダプレート832に固定するのがよい。 Conventional fasteners (not shown), for example using screws, wafer manifold 846 and the wafer holder plate 832 manifold 846 through a screw hole formed so as to form this cooperation relationship (not shown) it is preferable to fix the holder plate 832.

次に、図15を参照すると、ブラダ836は、各エッジのところに環状リップシール856又は突起を備えた細長い実質的に半管状の材料片として断面で示されている。 Referring now to FIG. 15, the bladder 836 is shown in cross-section as an elongated substantially semi-tubular piece of material with an annular lip seal 856 or protrusion at each edge. 図12Aでは、リップシール856は、内側肩848及び外側肩850に設けられた状態で示されている。 In Figure 12A, the lip seal 856 is shown with provided inside shoulder 848 and outer shoulder 850. ブラダ836の一部は、マニホルド836によって環状凹部840の壁に押し付けられ、このマニホルドは、環状凹部840よりも幅が僅かに(例えば、数mm)小さい。 Some bladder 836, pressed against the wall of the annular recess 840 by the manifold 836, the manifold, slightly in width than the annular recess 840 (e.g., several mm) smaller. かくして、マニホルド846とブラダ836と環状凹部840は互いに協働して、流体密シールを形成する。 Thus, the manifold 846 and the bladder 836 and the annular recess 840 cooperate with each other to form a fluid tight seal. 流体の損失を防止するため、ブラダ836は好ましくは、電解液に対して化学的に不活性であり、高信頼度の弾性を示す或る流体不浸透性材料、例えばシリコンゴム又はこれと同等な任意のエラストマで作られる。 To prevent fluid loss, the bladder 836 is preferably a chemically inert to the electrolyte, one fluid impermeable material exhibiting elasticity reliable, equivalent to the example, silicon rubber or this It is made of any elastomer. 必要があれば、柔軟性のある被覆材857を図15に示すようにブラダ836上に被せ、接着剤又は熱による接着法を用いて固定するのがよい。 If necessary, the covering material 857 having flexibility placed over the bladder 836 as shown in FIG. 15, it is preferable to fix using a bonding method with an adhesive or heat. 被覆材857は好ましくは、エラストマ、例えばヴィトン(Viton :登録商標)、ブナゴム(buna rubber 登録商標)等から成り、これらを例えばケブラー(Kevlar:登録商標)によって補強するのがよい。 Dressing 857 is preferably an elastomer, for example Vuitton (Viton: registered trademark), consists of buna rubber (buna rubber registered trademark) or the like, these example Kevlar: better to reinforce the (Kevlar ®). 一実施形態では、被覆材857とブラダ836は、同一材料からなる。 In one embodiment, the coating material 857 and the bladder 836, made of the same material. 被覆材857は、ブラダ836が破裂しがちな場合、特に利用される。 Dressing 857, when the bladder 836 is liable to rupturing, especially utilized. 変形例として、ブラダ836の厚さをその製造中、増大させるだけでも破裂の恐れが低くなる。 As a variant, during its manufacture the thickness of the bladder 836, the risk of explosion, even only increases decreases. 好ましくは、ブラダ836の露出面(被覆されていない場合)及び被覆材857の露出面は、ヘッド組立体を処理セルの上方に持ち上げた後、残留電解液の滴下及び除去を促進する親水性表面(陰極接点リングの表面について上述した)を備えるよう被覆され又は処理される。 Preferably, the exposed surface of the bladder 836 (if uncoated) and the exposed surface of the covering material 857 after lifting the head assembly above the processing cell, hydrophilic surface that promotes dropping and removal of the residual electrolyte It is coated as with a (described above for the surface of the cathode contact ring) or processing.

入口842及び出口854の正確な数は、本発明の範囲から逸脱することなく特定の用途に応じて変えることができる。 The exact number of inlet 842 and outlet 854 may vary depending on the particular application without departing from the scope of the present invention. 例えば、図12は、2つの入口及びこれに対応した出口を示しているが、変形実施形態は、流体をブラダ836に供給する単一の流体入口を採用してもよい。 For example, Figure 12 shows two inlets and outlets Correspondingly, alternative embodiments may employ a single fluid inlet which supplies fluid to the bladder 836.

動作原理を説明すると、基板821をこれをウェーハホルダプレート832の下側側部に固定することにより容器本体802内へ導入する。 In operation, it introduced into the container body 802 by securing it to the substrate 821 on the lower side of the wafer holder plate 832. これを達成するには、圧送装置159を連携させて基板821とウェーハホルダプレート832との間の空間をポート841を介して排気し、それにより、真空条件を生じさせる。 To achieve this, in cooperation with the pumping device 159 is evacuated through port 841 to the space between the substrate 821 and the wafer holder plate 832, thereby producing a vacuum condition. 次に、流体源838から流体、例えば空気又は水を入口842に供給することにより、ブラダ836を膨らます。 Then, by supplying fluid from the fluid source 838, for example air or water to the inlet 842, inflating the bladder 836. マニホルド出口854を介して流体をブラダ836内へ送り込み、それにより、基板821を陰極接点リング466のコンタクトに一様に押し付ける。 Through the manifold outlet 854 feeds a fluid into bladder 836, thereby uniformly pressing the substrate 821 to contact the cathode contact ring 466. 次に、電気めっき法を実施する。 Then, a electroplating process. 次に、電解液を基板822に向けて処理キット420内へ圧送し、露出した基板めっき面820に当てる。 Then, an electrolyte solution was pumped into the process kit 420 toward the substrate 822, applying to the substrate plating surface 820 exposed. 電源は、陰極接点リング466を介して負のバイアスを基板めっき面820にかける。 Power supply applies a negative bias to the substrate plating surface 820 via the cathode contact ring 466. 電解液を基板めっき面820全体にわたり流しているとき、電解溶液中のイオンが表面820に引き付けられて表面820上に付着し、それにより所望のフィルムが形成される。 When flowing the electrolytic solution across the substrate plating surface 820, ions in the electrolytic solution is attracted to the surface 820 adhered on the surface 820, whereby the desired film is formed.

ブラダ836は、可撓性があるので、基板の裏側及び陰極接点リング466のコンタクトの凹凸に順応するよう変形し、それにより、導電性陰極接点リング466との整列不良状態があってもかまわないようにする。 Bladder 836, there is a flexible, deforms so as to conform to irregularities of the contact of the back side of the substrate and the cathode contact ring 466, whereby there may be a misalignment state of the conductive cathode contact ring 466 so as to. 柔軟性のあるブラダ836は、基板821の裏側の周囲部分のところに流体密シールを形成することにより、電解液が基板821の裏面を汚染しないようにする。 The flexible bladder 836, by forming a fluid tight seal at the peripheral portion of the backside of the substrate 821, the electrolytic solution to prevent contamination of the rear surface of the substrate 821. いったん膨らませると、一様な圧力を陰極接点リング466に向かって下方に送って基板821と陰極接点リング466が境界を接するあらゆる箇所のところに実質的に等しい力を生じさせるようにする。 When the once inflated, a uniform pressure to produce a substantially equal force at any location where the substrate 821 and cathode contact ring 466 and send downward toward the cathode contact ring 466 is bounded. 力を流体源838によって加えられる圧力の関数として変化させることができる。 Force to can be varied as a function of the pressure exerted by the fluid source 838. さらに、ブラダ組立体470の有効性は、陰極接点リング466の形状で左右されることはない。 Furthermore, the effectiveness of the bladder assembly 470 is not to be left in the form of a cathode contact ring 466. 例えば、図12は、複数の別々の接点を備えたピン構造を示しているが、陰極接点リング466は連続した表面であってもよい。 For example, Figure 12 shows a pin structure comprising a plurality of separate contact points, the cathode contact ring 466 may be a continuous surface.

ブラダ836によって基板821に伝えられた力は可変的であるので、接触環466によって供給される流れに対して、調整がなされうる。 Since the force transmitted to the substrate 821 by the bladder 836 is variable, the flow supplied by the contact ring 466, the adjustment may be made. 上述のとおり、オキシド層は、カソード接触環466の上に形成され、および流れを制限するように振舞ってもよい。 As described above, oxide layer is formed on the cathode contact ring 466, and may be acting to restrict flow. しかしながら、ブラダ836の圧力を増加させることは、酸化によって流れの制限に、反対に作用するかもしれない。 However, increasing the pressure in the bladder 836, the flow restriction by oxidation, may act in the opposite. 圧力が増加すると、可鍛性のオキシド層が傷つけられ、カソード接触環466と基板821との間に上質の接触が生じる。 When the pressure increases, hurt the oxide layer of malleable, fine contact between the cathode contact ring 466 and the substrate 821 occurs. この性能におけるブラダ836の有効性は、カソード接触環466の形状を変えることによって、さらに向上するかもしれない。 Effectiveness of the bladder 836 in this performance, by changing the shape of the cathode contact ring 466, may be further improved. 例えば、ナイフ・エッジ(knife-edge)形状は、切れ味が悪い丸いエッジや、平坦なエッジよりも、簡単にオキシド層を貫通するであろう。 For example, a knife-edge (knife-edge) shape, sharpness and poor rounded edges, than planar edge would easily penetrate the oxide layer.

さらに、膨張したブラダ836によって供給される流体タイト・シール(fluid tight seal)によって、ポンプ845は、処理の前、処理中、および処理後に、選択的にまたは継続的に、裏面真空または圧力を維持することができる。 Further, maintained by the fluid tight seal provided by the bladder 836 inflated (fluid tight seal), the pump 845, prior to treatment, during treatment and post-treatment, selectively or continuously, the back surface vacuum or pressure can do. しかしながら、一般的に、ブラダ836は、継続的なポンピングをすることなく、処理中に、裏面真空状態を維持することができることがわかっているので、ポンプ845は、電気めっき処理セル400へ、およびそこからの基板の移動中のみ、真空を維持するようにランする。 However, in general, the bladder 836, without continuous pumping, during processing, since it has been found that it is possible to maintain a backside vacuum, pump 845, to the electroplating process cell 400, and only during movement of the substrate therefrom, to run to maintain vacuum. このように、上述の通り、ブラダ836を膨張させる間に、裏面真空状態は、例えば、交差バルブ847においてオフ位置を選択することによって、ポンピング・システム859を離すことによって、同時に解放される。 Thus, as described above, while inflating the bladder 836, the backside vacuum condition, for example, by selecting the off position in the cross valve 847, by separating the pumping system 859, it is released simultaneously. ポンピング・システム859を離すことは、突然であるかもしれず、真空状態が勾配を成す、漸次的処理を含むかもしれない。 Releasing the pumping system 859, Shirezu be a sudden vacuum forms a gradient, it might include gradual process. 勾配によって、膨張ブラダ836と、同時に低下した裏面真空状態との間に、制御された交換が可能になる。 Gradient, and inflatable bladder 836, between the back vacuum was simultaneously reduced, allowing controlled exchanged. この交換は、手動またはコンピュータによって制御されてもよい。 This exchange may be controlled manually or by computer.

上述のとおり、ブラダ836が膨張している間の、継続的な裏面真空ポンピングは必要ではなく、実際に、基板820を歪めたり、曲げたりさせて、好ましくない堆積結果を導くかもしれない。 As described above, while the bladder 836 is inflated, continuous backside vacuum pumping is not required and in fact, or distort the substrate 820, by bend, may lead to undesirable deposition results. しかしながら、基板の「バウイング(bowing)」効果が処理されるようにするために、裏面圧を基板820に与えることが望ましいかもしれない。 However, in order to be "Bauingu (bowing)" effect of the substrate is processed, it may be desirable to provide a backside pressure to the substrate 820. 本発明の発明者は、バウイング効果が、上質な堆積を生むことを発見した。 The inventors of the present invention, Bauingu effect was discovered that produce a fine deposition. ポンピング・システム859は、選択的に、真空または圧力状態を、基板裏面に与えることができる。 Pumping system 859 can be selectively providing a vacuum or pressure condition, the back surface of the substrate. 200ミリメートルのウェーハに対して、5psiまでの裏面圧は、基板を曲げるのに好ましい。 Respect 200mm wafer, the backside pressure up to 5psi is preferable to bend the substrate. 基板は、典型的にはある程度の柔軟性を示すので、裏面圧によって、前記基板は曲がり、または電解液の上方への流れに対して、窪んだ形状を呈する。 Substrate because typically exhibit a degree of flexibility, the backside pressure, the substrate is bent, or against the upward flow of the electrolyte solution, exhibits a recessed form. 曲がりの程度は、ポンピング・システム859によって供給される圧力に従って、可変的である。 The degree of bend, according to the pressure supplied by pumping system 859 is variable.

当業者は、本発明が意図する他の実施形態を、容易に理解するであろう。 Those skilled in the art, other embodiments contemplated by the present invention, will readily understand. 例えば、図12Aは、カソード接触環466に実質的に等しい直径で、基板裏面の比較的小さい周囲部分を覆うのに十分な表面領域を有する好ましいブラダ836を示す一方で、ブラダ・アセンブリ470は、形状的に変化してもよい。 For example, Figure 12A is a diameter substantially equal to the cathode contact ring 466, while indicating preferred bladder 836 having a sufficient surface area to cover a relatively small perimeter portion of the substrate backside, the bladder assembly 470, geometrically it may vary. このように、ブラダ・アセンブリは、基板821の増加した表面領域を覆うために、流体をより浸透させない素材を使用して構成されてもよい。 Thus, the bladder assembly, to cover the increased surface area of ​​the substrate 821 may be configured using a material which does not further penetrate the fluid.

図19は、ウェーハ・ホルダ・アセンブリ(wafer holder assembly)の代替的実施形態の部分的横断面図である。 Figure 19 is a partial cross-sectional view of an alternate embodiment of a wafer holder assembly (wafer holder assembly). 代替的なウェーハ・ホルダ・アセンブリ1900は、上述のとおり、中間ウェーハ・ホルダ・プレート1910の後面に取り付けられた、膨張可能ブラダ836を有するブラダ・アセンブリ470を具備する。 Alternative wafer holder assembly 1900, as described above, attached to the rear surface of the intermediary wafer holder plate 1910 comprises a bladder assembly 470 having an inflatable bladder 836. 好ましくは、膨張可能ブラダ836の一部は、粘着性または他の接合物質を使用して、中間ウェーハ・ホルダ・プレート1910の後面1912に密着して取り付けられる。 Preferably, a portion of the inflatable bladder 836, using an adhesive or other bonding materials is attached in close contact with the rear surface 1912 of the intermediary wafer holder plate 1910. 中間ウェーハ・ホルダ・プレート1910の前面1914は、処理されるべきウェーハまたは基板821を受けるように適応しており、エラストマ・オーリング(elastomeric o-ring)1916は、ウェーハ後面の周辺部分に接触するように、中間ウェーハ・ホルダ・プレート1910の前面1914上の、環状溝1918に配置される。 Front 1914 of the intermediary wafer holder plate 1910 is adapted to receive a wafer or substrate 821 to be processed, elastomeric O-ring (elastomeric o-ring) 1916 is in contact with the peripheral portion of the wafer rear surface as, on the front 1914 of the intermediary wafer holder plate 1910 is disposed in an annular groove 1918. エラストマ・オーリング1916は、中間ウェーハ・ホルダ・プレートのウェーハ後面と前面との間にシールを供給する。 Elastomeric O-ring 1916 provides a seal between the wafer rear surface and the front surface of the intermediary wafer holder plate. 好ましくは、中間ウェーハ・ホルダ・プレートは、前記ウェーハの後面に加えられる真空力(vacuum force)を使用して、前記ウェーハ・ホルダ上にウェーハを固定するのを容易にするために、真空ポート841と流体接触(fluid communication)している、プレートを通して伸びている複数の穴1920を含む。 Preferably, the intermediate wafer holder plate, using a vacuum force applied to the rear surface of the wafer (vacuuming force), in order to facilitate securing the wafer on the wafer holder, vacuum port 841 a fluid contact are (fluid communication), including a plurality of holes 1920 extending through plate. ウェーハ・ホルダ・アセンブリの、この代替的な実施形態に従って、膨張可能ブラダは、処理されているウェーハに直接接触せず、ウェーハ移動中に膨張可能ブラダを切り、または損害を与えるリスクは、顕著に低減される。 Wafer holder assembly, in accordance with this alternative embodiment, the inflatable bladder, not in direct contact with the wafer being processed, cut inflatable bladder during wafer movement, or damaging risk is significantly It is reduced. エラストマ・オーリング1916は、好ましくは、ウェーハに接触するための親水性の表面(カソード接触環に関して上述されたとおり)を供給するようにコートされまたは処理されており、エラストマ・オーリング1916は、前記ウェーハへの適切な接触およびシールを確実にするために必要とされれば、取り替えられる。 Elastomeric O-ring 1916, preferably, (as described above with respect to the cathode contact ring) hydrophilic surface for contacting the wafer being coated or treated so as to supply, elastomeric O-ring 1916, if it is required to ensure adequate contact and seal to the wafer is replaced. 他のブラダ・システムは、本発明に従って、例えば共通して譲渡され、係属中のアメリカ合衆国特許出願第09/201,796号、「膨張コンプライアント・ブラダ・アセンブリ(Inflatable Compliant Bladder Assembly)」、1998年11月30日提出、に記述されたブラダ・システム等、本発明に従った電気めっき処理セルにおいて有用であり、前記発明は、参照のために、そのすべてがここに採用されている。 Other bladder system according to the present invention, which is assigned for example commonly, US Patent Application No. 09 / 201,796 pending, "expansion compliant bladder assembly (Inflatable Compliant Bladder Assembly)", 1998 November 30 submitted bladder system described in such are useful in the electroplating processing cell according to the present invention, the invention provides for reference, all of which are employed here.

図25は、回転ヘッド・アセンブリ(rotatable head assembly)2410を有する処理ヘッド・アセンブリの代替的実施形態である。 Figure 25 is an alternative embodiment of a process head assembly having a rotary head assembly (rotatable head assembly) 2410. 好ましくは、回転アクチュエータは、カンチレバード・アーム(cantilevered arm)に配置され、およびウェーハ処理中に、前記ヘッド・アセンブリを回転させるために、前記ヘッド・アセンブリに取り付けられている。 Preferably, the rotary actuator is arranged in a cantilever de arm (cantilevered arm), and during wafer processing, in order to rotate the head assembly is attached to the head assembly. 回転ヘッド・アセンブリ2410は、ヘッド・アセンブリ・フレーム2452に搭載されている。 Rotary head assembly 2410 is mounted to the head assembly frame 2452. 代替的ヘッド・アセンブリ・フレーム2452および回転ヘッド・アセンブリ2410は、図6および上述のとおり、ヘッド・アセンブリ・フレーム452およびヘッド・アセンブリ410に類似したメインフレームに搭載されている。 Alternatively head assembly frame 2452 and the rotating head assembly 2410, FIG. 6 and as described above, is mounted to the main frame that is similar to the head assembly frame 452 and head assembly 410. ヘッド・アセンブリ・フレーム2452は、搭載ポスト2454、ポスト・カバー2455、およびカンチレバー・アーム2456を含む。 Head assembly frame 2452 may include mounting posts 2454, the post cover 2455, and a cantilever arm 2456. 搭載ポスト2454は、メインフレーム214の本体に搭載され、ポスト・カバー2455は搭載ポスト2454の上部を覆っている。 Mounting post 2454 is mounted to the body of the main frame 214, the post-cover 2455 covers the upper portion of the mounting post 2454. 好ましくは、搭載ポスト454は、ヘッド・アセンブリ・フレーム2452の回転を可能にするために、搭載ポストに沿った縦軸に関して、回転する動き(矢印A1で記載)を供給する。 Preferably, mounting post 454, and supplies to allow rotation of the head assembly frame 2452, with respect to the longitudinal axis along the mounting post, the movement of rotation (described by arrow A1). カンチレバー・アーム2456は、搭載ポスト2454の上部から横に伸びており、旋回ジョイント(pivot joint)2459において、ポスト・カバー2455に、旋回するように接続されている。 Cantilever arm 2456 extends laterally from the upper portion of the mounting post 2454, at a pivot joint (pivot joint) 2459, the post cover 2455 is connected to pivot. 回転ヘッド・アセンブリ2410は、カンチレバー・アーム2456の遠位端部に配置された搭載スライド(mounting slide)2460に取り付けられている。 Rotary head assembly 2410 is attached to the distal end portion arranged mounted slides cantilever arm 2456 (mounting slide) 2460. 搭載スライド2460は、ヘッド・アセンブリ2410の縦の動きを導く。 Equipped with slide 2460, it leads to a vertical movement of the head assembly 2410. ヘッド・リフト・アクチュエータ2458は、ヘッド・アセンブリ2410の縦の移動を供給するために、搭載スライド2460の頭部に配置される。 Head lift actuator 2458 in order to supply the movement of the vertical head assembly 2410 is placed on the head of the mounting slide 2460.

カンチレバー・アーム2456の低位端部は、例えば搭載ポスト2454に搭載された、空気シリンダまたは親ねじアクチュエータ等、カンチレバー・アーム・アクチュエータ2457のシャフト2453に接続される。 Lower end of the cantilever arm 2456, for example, mounted on the mounting post 2454, such as air cylinder or lead screw actuators, are connected to the shaft 2453 of the cantilever arm actuator 2457. カンチレバー・アーム・アクチュエータ2457は、カンチレバー・アーム2456とポスト・カバー2454との間のジョイント2459に関して、カンチレバー・アーム2456の旋回する動き(矢印A2で記載)を供給する。 Cantilever arm actuator 2457 with respect joint 2459 between the cantilever arm 2456 and the post cover 2454, and supplies the motion (described by arrow A2) to pivot the cantilever arm 2456. カンチレバー・アーム・アクチュエータ2457が引き込まれると、カンチレバー・アーム2456は、電気めっき処理セル240から処理キット420を除去しおよび/または取りかえるために必要とされる空間を供給するために、処理キット420からヘッド・アセンブリ2410を離す。 When the cantilever arm actuator 2457 is retracted, the cantilever arm 2456, to provide the space required for removing the process kit 420 from the electroplating process cell 240 and / or replace the process kit 420 release the head assembly 2410 from. カンチレバー・アーム・アクチュエータ2457が伸びると、カンチレバー・アーム2456は、ヘッド・アセンブリ2410におけるウェーハを処理位置に配置するために、ヘッド・アセンブリ2410を処理キット420へと動かす。 When the cantilever arm actuator 2457 extends cantilever arm 2456, to position the wafer in the head assembly 2410 to the processing position, moving the head assembly 2410 to the processing kit 420.

回転ヘッド・アセンブリ2410は、搭載スライド2460に、スライドするように接続された回転アクチュエータ2464を含む。 Rotary head assembly 2410 includes a mounting slide 2460, the connected rotary actuator 2464 to slide. ヘッド・リフト・アクチュエータ2458のシャフト2468は、回転アクチュエータ2464の本体に取り付けられたリフト・ガイド2466を通して挿入される。 Shaft 2468 of the head lift actuator 2458 is inserted through the lift guide 2466 attached to the body of the rotary actuator 2464. 好ましくは、シャフト2468は、様々な縦の位置の間でリフト・ガイドを動かす(矢印A3で記載)親ネジ・タイプのシャフトである。 Preferably, the shaft 2468 is a different vertical during location of moving the lift guide shaft of the lead screw type (described by arrow A3). 回転アクチュエータ2464は、シャフト2470を通してウェーハ・ホルダ・アセンブリ2450に接続され、およびウェーハ・ホルダ・アセンブリ2450を回転させる(矢印A4で記載)。 Rotary actuator 2464 is connected through the shaft 2470 to the wafer holder assembly 2450, and (wherein the arrow A4) to the wafer holder assembly 2450 is rotated. ウェーハ・ホルダ・アセンブリ2450は、図12乃至15ならびに19に関して上述された実施形態等のブラダ・アセンブリ、および図7乃至10ならびに18に関して上述された実施形態等のカソード接触環を含む。 Wafer holder assembly 2450 includes a cathode contact ring embodiment or the like which is above the bladder assembly such as the embodiments described above, and with respect to FIGS. 7 to 10 and 18 with respect to FIGS. 12 through 15 and 19.

電気めっき処理中のウェーハの回転は、通常堆積結果を促進させる。 Rotation of the wafer during the electroplating process, to promote the normal deposition results. 好ましくは、ヘッド・アセンブリは、電気めっき処理中、約2rpmから約20rpmの間で回転する。 Preferably, the head assembly during the electroplating process, rotates at between about 2rpm to about 20 rpm. ヘッド・アセンブリは、処理セルにおいて電解液からウェーハを除去するために持ち上げられる時と同様に、処理中に電解液に接触するように、ウェーハを配置するために下げられるときも、回転しうる。 Head assembly, as if lifted to remove the wafer from the electrolyte in the processing cell, so as to be in contact with the electrolyte solution during processing, even when it is lowered to place the wafer can rotate. ヘッド・アセンブリは、好ましくはヘッド・アセンブリにおける残余電解液の除去を促進するために、処理セルからヘッド・アセンブリが持ち上げられた後、高速で回転する(すなわち、>20rpm)。 Head assembly, preferably to promote the removal of residual electrolytic solution in the head assembly, after the head assembly is lifted from the processing cell, rotating at high speed (i.e.,> 20 rpm).

一つの実施形態において、標準電気めっき処理は、通常最善で約5.5%以内の均一性を達成する一方で、本発明者は、堆積したフィルムの均一性を、約2%以内に向上させた(すなわち、堆積したフィルムの厚みの最大偏差は、平均のフィルムの厚みの約2%である)。 In one embodiment, the standard electroplating process, while achieving about 5.5% within the uniformity usually best, the present inventors have uniformity of the deposited film, thereby improving within about 2% and (i.e., the maximum deviation of the thickness of the deposited film is about 2% of the average film thickness). しかしながら、ある例において、特に、電気めっき堆積の均一性が、電解液の化学的作用、電解液の流れおよび他のパラメータ等、処理パラメータを調節することによって達成される場合、均一した電気めっき堆積を達成するためには、ヘッド・アセンブリの回転は必要ではない。 However, in some instances, in particular, the uniformity of the electroplating deposition, chemical action of the electrolyte, flow and other parameters such as the electrolyte, as achieved by adjusting the process parameters, uniform electric plating deposition to achieve the rotation of the head assembly is not necessary.

図6に戻って参照してみると、電気めっき処理セル400の横断面図であり、ウェーハ・ホルダ・アセンブリ450は処理キット420の上に配置されている。 Looking Referring back to FIG. 6, a cross sectional view of an electroplating process cell 400, the wafer holder assembly 450 is disposed above the process kit 420. 処理キット420は通常、ボウル(bowl)430、コンテナ本体472、アノード・アセンブリ(anode assembly)474およびフィルタ476を具備する。 The process kit 420 generally bowl (bowl) 430, comprises a container body 472, the anode assembly (anode assembly) 474 and a filter 476. 好ましくは、アノード・アセンブリ474は、コンテナ本体472の下に配置され、コンテナ本体472の低位部分に取り付けられ、およびフィルタ476は、アノード・アセンブリ474とコンテナ本体472との間に配置される。 Preferably, the anode assembly 474 is disposed below the container body 472, attached to a lower portion of the container body 472, and filters 476 are disposed between the anode assembly 474 and container body 472. コンテナ本体472は、セラミック、プラスチック、プレキシガラス(アクリル性)、レキセイン(lexane)、PVC、CPVC、およびPVDF等、電気的絶縁物質でできた円筒形本体である。 Container body 472, ceramic, plastic, plexiglass (acrylic), Rekisein (lexane), PVC, CPVC, and PVDF, etc., are cylindrical body made of electrically insulating material. 代替的に、コンテナ本体472は、ステンレス・スチール、ニッケル、およびチタン等の金属で作ることができ、それはテフロン(登録商標)、PVDF、プラスチック、ゴム、および電解液で溶解せず、電気的に電極(すなわち、電気めっきシステムのアノードおよびカソード)から絶縁されうる物質の他の組み合わせで覆われている。 Alternatively, the container body 472, stainless steel, can be made of metal nickel, and titanium, it is Teflon (registered trademark), PVDF, plastic, do not dissolve in rubber, and the electrolytic solution, electrically electrodes (i.e., anode and cathode of the electroplating system) is covered with other combinations of materials that can be isolated from the. コンテナ本体472は、好ましくは、ウェーハめっき表面および前記システムを通して処理されるウェーハの形状、通常は円形または長方形の形状に適合するような大きさであり、およびそのように適応している。 Container body 472 is preferably the shape of a wafer to be processed through the wafer plating surface and the system, usually sized to conform to the shape of a circular or rectangular, and is adapted as such. コンテナ本体472の一つの好ましい実施形態は、ウェーハの直径とおよそ同じ大きさまたはやや大きい内径を有する、円筒形セラミック管を具備する。 One preferred embodiment of the container body 472 has a diameter approximately the same size or slightly larger inner diameter of the wafer, comprises a cylindrical ceramic tube. 本発明者は、通常の電気めっきシステムで求められる回転動作は、コンテナ本体のサイズが、ウェーハめっき表面の大きさにおよそ適合する時は、均一なめっき結果を達成するためには、必要とされないことを発見した。 The present inventors, the rotational movement required in conventional electroplating system, the size of the container body, when approximately conform to the size of the wafer plating surface, in order to achieve uniform plating results are not required It was discovered that.

コンテナ本体472の上部は、環状堰478を形成するように、放射状に外側に向かって伸びる。 Top of the container body 472 so as to form an annular dam 478, extending radially outward. 堰478は、電解液コレクタ440の内壁446の上へ伸び、電解液が電解液コレクタ440へと流れ込むようにする。 Weir 478 extends onto the inner wall 446 of the electrolyte collector 440, the electrolytic solution to flow into the into the electrolyte collector 440. 堰478の上位表面は、好ましくは、カソード接触環466の低位表面に適合する。 Top surface of the weir 478 is preferably adapted to a lower surface of the cathode contact ring 466. 好ましくは、堰478の上位表面は、内側環状平坦部分480、中間傾斜部分482、および外側下方傾斜部分484を含む。 Preferably, the upper surface of the weir 478 includes an inner annular flat portion 480, an intermediate inclined portion 482 and the outer lower inclined portion 484,. ウェーハが処理位置に配置されると、ウェーハめっき表面は、コンテナ本体472の円筒形開口部の上に配置され、電解液の流れのための間隙が、カソード接触環466の低位表面と、堰478の上位表面との間に形成される。 When the wafer is placed in the processing position, the wafer plating surface is positioned above the cylindrical opening of the container main body 472, a gap for electrolyte flow, and low surface of the cathode contact ring 466, weir 478 It is formed between the upper surface. カソード接触環466の低位表面は、堰478の内側平坦部分480および中間傾斜部分の上に配置される。 Lower surface of the cathode contact ring 466 is placed over the inner flat portion 480 and intermediate inclined portion of the weir 478. 外側下方傾斜部分484は、容易に電解液が電解液コレクタ440へと流れ込むようにするために、下方に傾斜している。 Outer lower inclined portion 484 is easily electrolyte in order to flow into the electrolyte collector 440 is inclined downward.

コンテナ本体472の低位部分は、コンテナ本体472をボウル430に固定するための、低位環状フランジ(lower annular flange)を形成するように、放射状に外側に向かって伸びる。 Lower portion of the container body 472, for securing the container body 472 to the bowl 430, to form a low annular flange (lower annular flange), extend radially outward. 環状フランジ486の外側の大きさ(すなわち、周囲)は、処理キット420の、電気めっき処理セル400からの除去および取り替えを可能にするために、電解液コレクタ440の開口部444および内周の大きさよりも小さい。 Outer dimensions of the annular flange 486 (i.e., ambient), the process kit 420, in order to allow removal and replacement of the electroplating process cell 400, the opening 444 and the inner circumferential size of the electrolyte collector 440 less than of. 好ましくは複数のボルトが、環状フランジ486に固定されており、ボウル430にある適合するボルト穴を通して下方に伸びる。 Preferably a plurality of bolts are secured to an annular flange 486 extends downwardly through matching bolt holes on the bowl 430. 複数の取り外し可能ファスナ・ナット490は、処理キット420をボウル430に固定する。 A plurality of removable fastener nuts 490 secure the process kit 420 to the bowl 430. エラストマ・オーリング等のシール487は、処理キット420からのリークを防ぐために、ボルト488から内側へと放射状に、コンテナ本体472とボウル430との間に配置される。 Seal 487 of elastomeric O-ring or the like, in order to prevent leakage from the process kit 420, radially from the bolt 488 inwards, is arranged between the container body 472 and the bowl 430. ナット/ボルトの組み合わせによって、メンテナンス中の処理キット420の構成要素の、迅速かつ容易な除去および取り替えが促進される。 The combination of nuts / bolts, components of the process kit 420 during maintenance, quick and easy removal and replacement is facilitated.

好ましくは、フィルタ476は、コンテナ本体472の低位開口部に取り付けられ、およびそれを完全に覆い、およびアノード・アセンブリ474は、フィルタ476の下に配置される。 Preferably, filter 476 is attached to the lower opening of the container main body 472, and completely covers it, and the anode assembly 474 is disposed under the filter 476. スペーサ(spacer)492は、フィルタ476とアノード・アセンブリ474との間に配置される。 Spacers (location spacer) 492 is disposed between the filter 476 and the anode assembly 474. 好ましくは、フィルタ476、スペーサ492、およびアノード・アセンブリ474は、ネジおよび/またはボルト等、取り外し可能ファスナを使用して、コンテナ本体472の低位表面に取り付けられる。 Preferably, the filter 476, the spacer 492 and the anode assembly 474, the screw and / or bolt or the like, using a detachable fastening attached to the lower surface of the container body 472. 代替的に、フィルタ476、スペーサ492、およびアノード・アセンブリ474は、取り外すことができるように、ボウル430に固定される。 Alternatively, the filter 476, the spacer 492 and the anode assembly 474, is such that can be removed and secured to the bowl 430. フィルタ476は、好ましくは、基板めっき表面への、電解液の流れのパターンを制御するようにも機能する、セラミック・ディフューザ(ceramic diffuser)を具備する。 Filter 476 is preferably of the substrate plating surface, also serves to control the pattern of the electrolyte flow, comprising a ceramic diffuser (ceramic diffuser).

アノード・アセンブリ474は、好ましくは、電解液において金属ソース(metal source)として機能する消耗アノードを具備する。 The anode assembly 474 preferably comprises a consumable anode that serves as a metal source (metal source) in the electrolytic solution. 代替的には、アノード・アセンブリ474は非消耗アノードを具備し、および電気めっきされるべき金属は、電解液補充システム220から、電解液内に供給される。 Alternatively, the anode assembly 474 comprises a non-consumable anode, and the metal to be electroplated from the electrolyte replenishing system 220 is supplied to the electrolytic solution. 図6に記載のとおり、アノード・アセンブリ474は、好ましくは銅等、電気めっきされるべき金属と同じ金属で作られている多孔質アノード・エンクロージャ(porous anode enclosure)494を有する自己内包モジュールである。 As described in FIG. 6, the anode assembly 474 is preferably self-contained module having a copper, a porous anode enclosure are made of the same metal as the metal to be electroplated (porous anode enclosure) 494 . 代替的に、アノード・エンクロージャ494は、セラミックまたは重合膜(polymeric membranes)等、多孔質物質で作られている。 Alternatively, the anode enclosure 494 is a ceramic or polymer membrane (Polymeric membranes), etc., is made of a porous material. 銅の電気化学的堆積のための高純度の銅等、可溶性金属496が、アノード・エンクロージャ494の中に配置される。 High purity copper for the electrochemical deposition of copper, the soluble metal 496 is disposed within the anode enclosure 494. 可溶性金属496は、好ましくは金属粒子、ワイヤまたは穿孔シート(perforated sheet)を具備する。 Soluble metal 496, preferably metallic particles, comprising a wire or perforated sheet (perforated sheet). 多孔質アノード・エンクロージャ494はまた、アノード・エンクロージャ494内の溶解金属によって生成される粒子を保持するフィルタとしても機能する。 The porous anode enclosure 494 also acts as a filter for retaining the particles generated by the molten metal of the anode enclosure 494. 非消耗アノードと比較して、消耗(すなわち、可溶性)アノードは、ガスを生成しない電解液を供給し、および電解液において、金属を継続的に補充する必要性を最小限にする。 Compared to non-consumable anode, the consumable (i.e., soluble) anode supplies the electrolytic solution does not produce a gas, and in the electrolytic solution, to minimize the need to continuously replenish the metal.

アノード電極接触子498は、電源から可溶性金属496への電気的接続を供給するために、アノード・エンクロージャ494を通して挿入される。 The anode electrode contact 498 to provide electrical connection to the soluble metal 496 from a power source, is inserted through the anode enclosure 494. 好ましくは、アノード電極接触子498は、チタン、プラチナ、およびプラチナめっきされたステンレス・スチール等、電解液において不可溶性である伝導性物質から作られる。 Preferably, the anode electrode contact 498, titanium, platinum, and platinum-plated stainless steel and the like, made of a conductive material which is insoluble in the electrolytic solution. アノード電極接触子498は、ボウル430を通って伸びており、電源に接続されている。 The anode electrode contact 498 extends through the bowl 430, is connected to the power supply. 好ましくは、アノード電気接触子498は、アノード電気接触子498をボウル430に固定するために、ファスナ・ナット499のためのスレッデド部分(threaded portion)497を含み、エラストマ・ウォッシャ(elastomer washer)等、シール495は、処理キット420からのリークを防ぐために、ファスナ・ナット499とボウル430との間に配置される。 Preferably, the anode electrical contact 498 to secure the anode electrical contact 498 to the bowl 430 comprises a Sureddedo portion (threaded portion) 497 for the fastener nut 499, elastomeric washer (Elastomer washer) or the like, seals 495 to prevent leakage from the process kit 420 is disposed between the fastener nut 499 and the bowl 430.

ボウル430は通常、円筒形部分502および底部504を具備する。 Bowl 430 typically comprises a cylindrical portion 502 and a bottom 504. 上部環状フランジ506は、円筒形部分502の上部から、放射状に外側に向かって伸びる。 Upper annular flange 506, from the top of the cylindrical portion 502, extending radially outward. 上部環状フランジ506は、コンテナ本体472の低部環状フランジ486からのボルト488の数に適合する複数の穴508を含む。 Upper annular flange 506 includes a lower portion annular flange 486 a plurality of holes 508 adapted to the number of bolts 488 from the container body 472. ボウル430の上部環状フランジ506およびコンテナ本体472の低部環状フランジ486を固定するために、ボルト488は、穴508を通して挿入され、およびファスナ・ナット490は、ボルト488へと固定される。 To secure the lower portion annular flange 486 of the upper annular flange 506 and the container body 472 of the bowl 430, the bolt 488 is inserted through the holes 508, and the fastener nuts 490 are secured to the bolts 488. 好ましくは、上部環状フランジ506の外側の大きさ(すなわち、円周)は、低部環状フランジ486の外側の大きさ(すなわち、円周)とほぼ同じである。 Preferably, the outer size of the upper annular flange 506 (i.e., circumference) of the outer size of the lower portion an annular flange 486 (i.e., circumference) and is substantially the same. 好ましくは、ボウル430の上部環状フランジ506の低位表面は、処理キット420がメインフレーム214に配置されている時は、メインフレーム214の支持フランジに載っている。 Preferably, lower surface of the upper annular flange 506 of the bowl 430, when the process kit 420 is disposed on the main frame 214 are on the support flange of the mainframe 214.

円筒形部分502の内周は、アノード・アセンブリ474およびフィルタ476を収容する。 The inner periphery of the cylindrical portion 502 accommodates the anode assembly 474 and filter 476. 好ましくは、電解液の相当な部分を、フィルタ476を通って流れる前に、最初にアノード・アセンブリ474を通して強制的に流すために、フィルタ476およびアノード・アセンブリ474の外側の大きさは、円筒形部分502の内側の大きさよりもやや小さい。 Preferably, a substantial portion of the electrolyte, before flowing through the filter 476, in order to flow to force the first through the anode assembly 474, the outer size of the filter 476 and the anode assembly 474, a cylindrical slightly smaller than the inner size of the portion 502. ボウル430の底部504は、電解液補充システム220からの電解液供給線に接続している電解液流入口510を含む。 Bottom 504 of the bowl 430 includes an electrolyte inlet 510 that is connected to the electrolyte supply line from the electrolyte replenishing system 220. 好ましくは、アノード・アセンブリ474は、底部504において、アノード・アセンブリと電解液流入口510との間に、電解液の流れのための間隙を供給するために、ボウル430の円筒形部分502の中間部分の辺りに配置される。 Preferably, the anode assembly 474, the bottom 504, between the anode assembly and the electrolyte inlet 510, to provide clearance for the electrolyte flow, an intermediate cylindrical portion 502 of the bowl 430 It is placed around the part.

電解液流入口510および電解液供給線は、好ましくは、処理キット420の簡単な除去および取り替えを促進する、解放可能コネクタによって接続される。 Electrolyte inlet 510 and the electrolyte supply line, preferably, promotes easy removal and replacement of the process kit 420 are connected by releasable connectors. 処理キット420がメンテナンスを必要とする時、電解液は、処理キット420から排出され、および電解液供給線における電解液の流れは、停止され、排出される。 When the process kit 420 needs maintenance, the electrolyte is discharged from the process kit 420, and the electrolyte flow in the electrolyte supply line is stopped and discharged. 電解液供給線のためのコネクタは、電解液流入口510から解放され、アノード・アセンブリ474への電気的接続も切断される。 Connector for the electrolyte supply line is released from the electrolyte inlet 510, electrical connection to the anode assembly 474 is also disconnected. ヘッド・アセンブリ410は、処理キット420の一掃除去を供給するために、持ち上げられまたは回転させられる。 Head assembly 410, to supply the wipe removal of the process kit 420 is then lifted or rotated. 処理キット420は、メインフレーム214から取り除かれ、新しいまたは再調整された処理キットが、メインフレーム214へと取り替えられる。 The process kit 420 is removed from the main frame 214, a new or reconditioned process kit is replaced into the mainframe 214.

代替的に、ボウル430は、メインフレーム214の支持フランジへと固定されることができ、およびコンテナ本体472は、アノードおよびフィルタとともに、メンテナンスのために除去される。 Alternatively, the bowl 430 can be secured to the support flange of the mainframe 214, and the container body 472 along with the anode and the filter are removed for maintenance. この場合、アノード・アセンブリ474およびコンテナ本体472をボウル430に固定しているナットは、アノード・アセンブリ474およびコンテナ本体472の除去を容易にするために取り除かれる。 In this case, a nut securing the anode assembly 474 and container body 472 to the bowl 430 are removed to facilitate removal of the anode assembly 474 and container body 472. 新しい、または再調整されたアノード・アセンブリ474およびコンテナ本体472は、メインフレーム214へと取りかえられ、およびボウル430に固定される。 The new anode assembly 474 and container body 472 or readjusted, is replaced into the mainframe 214, and is secured to the bowl 430.

図20は、封入アノード(encapsulated anode)の第一の実施形態の横断面図である。 Figure 20 is a cross-sectional view of a first embodiment of the sealed anode (encapsulated anode). 封入アノード2000は、金属がアノード・プレート2004から溶解するときに生成される「アノード・スラッジ(anode sludge)」または粒子をフィルタにかけ、または捕える、透過性アノード・エンクロージャを含む。 Encapsulating the anode 2000, multiplied by the "anode sludge (Anode sludge)" or particles generated when the metal is dissolved from the anode plate 2004 to the filter, or capture, including permeable anode enclosure. 図20に記載のとおり、消耗アノード・プレート2004は、固体の銅、好ましくは、親水性アノード封入メンブレン2002に包まれた高純度の、無酸素銅を含む。 As described in Figure 20, the consumable anode plate 2004 is solid copper, preferably comprises a high-purity wrapped in a hydrophilic anode encapsulation membrane 2002, the oxygen-free copper. アノード・プレート2004は、ボウル430の底部を通って伸びる複数の電気接触子またはフィードスルー2006によって固定されおよび支持されている。 Anode plate 2004 is fixed and supported by a plurality of electrical contacts or feed-through 2006 extending through the bottom of the bowl 430. 電気接触子またはフィードスルー2006は、アノード封入メンブレン2002を通って、アノード・プレート2004の底面へと伸びる。 Electrical contacts or feed through 2006, through the anode encapsulation membrane 2002, extend to the bottom surface of the anode plate 2004. 電解液の流れは、矢印Aによって、ボウル430の底部に配置された電解液流入口510から、アノードとボウル側壁との間の間隙を通るように、示されている。 Electrolyte flow by the arrow A, from the electrolyte inlet 510 located at the bottom of the bowl 430 so as to pass through the gap between the anode and the bowl side wall, is shown. 電解液はまた、矢印Bで示されたとおり、アノード封入メンブレンとアノード・プレートとの間の間隙へ、またはそこから出る透過によって、アノード封入メンブレン2002を通っても流れる。 Electrolyte addition, as indicated by arrow B, flows into the gap between the anode encapsulation membrane and the anode plate, or by transmission emanating therefrom, even through the anode encapsulation membrane 2002. 好ましくは、アノード封入メンブレン2002は、改質ポリビニリデン・フッ素メンブレン等、およそ60%から80%の間、より好ましくは約70%の多孔度を有し、および孔の大きさは、およそ0.025μmおよび約1μmの間、より好ましくは約0.1μmから約0.2μmの間である、親水性多孔質メンブレンを具備する。 Preferably, the anode encapsulation membrane 2002, modified polyvinylidene fluorine membrane, etc., between approximately 60% and 80%, more preferably about 70% porosity, and the pore size is approximately zero. between 025μm and about 1 [mu] m, more preferably between about 0.1μm to about 0.2 [mu] m, comprising a hydrophilic porous membrane. 親水性多孔質メンブレンの一例は、マサチューセッツ州、ベッドフォードにあるMillipore Corporationから入手可能である、デュラポア・ハイドロフィリック・メンブレン(Durapore Hydrophilic Membrane)である。 An example of a hydrophilic porous membrane, Massachusetts, is available from Millipore Corporation in Bedford, a Durapore Hydro Fi Rick membrane (Durapore Hydrophilic Membrane). 電解液が封入メンブレンを通って流れると、溶解アノードによって生成されるアノード・スラッジおよび粒子は、封入メンブレンによってフィルタにかけられ、または捕えられる。 When the electrolyte flows through the encapsulation membrane, anode sludge and particles are produced by dissolving anode, it is filtered by the inclusion membrane, or captured. このように、封入メンブレンは、電気めっき処理中の電解液の純度を向上させ、およびアノード・スラッジおよび汚染粒子によって生じる、電気めっき処理中の基板上の欠陥形成(defect formation )が、顕著に低減される。 Thus, encapsulation membrane improves the purity of the electrolyte during the electroplating process, and produced by the anode sludge and contaminating particles, defect formation on the substrate in the electroplating process (defect formations) is significantly reduced It is.

図21は、封入アノードの第二の実施形態の横断面図である。 Figure 21 is a cross-sectional view of a second embodiment of the encapsulated anode. 封入アノードの第一の実施形態と類似して、アノード・プレート2004は、電気フィードスルー2006に固定されおよび支持されている。 Similar to the first embodiment of the sealed anode, the anode plate 2004 is fixed to the electrical feed-through 2006 and supported. それぞれアノード・プレート2004の上および下に配置された、上部封入メンブレン2008および底部封入メンブレン2010は、アノード・プレート2004周辺に配置されたメンブレン支持環2012に取り付けられる。 Respectively disposed above and below the anode plate 2004, upper sealed membrane 2008 and bottom sealed membrane 2010 is mounted to the membrane support ring 2012 disposed around the anode plate 2004. 上部および底部封入メンブレン2008、2010は、封入されたアノードの第一の実施形態の封入メンブレンのための、上記リストからの物質を具備する。 Top and bottom sealed membrane 2008,2010 are for encapsulation membrane of the first embodiment of the encapsulated anode comprises a material from the above list. メンブレン支持環2012は、好ましくは、プラスチックまたは他の重合体等、(封入メンブレンと比較して)相対的に硬い物質を含む。 Membrane support ring 2012 preferably comprises a plastic or other polymer such as a relatively hard material (compared to the encapsulating membrane). バイパス流体流入口2014は、電解液を、封入メンブレンとアノード・プレートとの間の間隙に導くために、ボウル430の底部を通って、および底部封入メンブレン2010を通って配置される。 Bypass fluid inlet 2014, an electrolytic solution, in order to guide into the gap between the encapsulation membrane and the anode plate, through the bottom of the bowl 430, and is disposed through the bottom encapsulation membrane 2010. バイパス流出口2016は、メンブレン支持環2012へと接続され、および封入されたアノードから出たアノード・スラッジまたは生成された粒子を伴った、過剰な電解液の、排出ドレイン(図示されていない)への流れを容易にするために、ボウル430を通って伸びる。 Bypass outlet 2016 is connected to a membrane support ring 2012, and was accompanied encapsulated anode sludge or generated particles exiting from the anode, the excess electrolyte, to the discharge drain (not shown) the flow in order to facilitate, extends through the bowl 430.

好ましくは、バイパス流体流入口2014および主電解液流入口510の中の電解液の流れは、それぞれ流入口に接続された流体ラインに沿って配置された、フロー制御バルブ2020、2022によって個別に制御され、およびバイパス流体流入口2014における流体圧は、好ましくは、主電解液流入口510における圧力よりも高圧に維持される。 Preferably, the electrolyte flow in the bypass fluid inlet 2014 and a main electrolyte inlet 510 is disposed along the fluid line connected to each inlet, individually controlled by flow control valves 2020,2022 It is, and the fluid pressure in the bypass fluid inlet 2014 is preferably maintained in a pressure higher than the pressure in the main electrolyte inlet 510. 主電解液流入口510からの、ボウル430内での電解液の流れは、矢印Aによって示され、封入アノード2000の内側の電解液の流れは、矢印Bによって示される。 From the main electrolyte inlet 510, the electrolyte flow in the bowl 430 is indicated by arrow A, the inside of the electrolyte flow encapsulation anode 2000 is indicated by the arrow B. 封入アノードへと導かれる電解液の一部は、封入アノードから出て、バイパス流出口2016を通って流れる。 Some of the electrolyte is led to the inclusion anode exits the sealed anode, flowing through the bypass flow outlet 2016. 封入アノードへの専用バイパス電解液供給を供給することによって、溶解消耗アノードから生成されるアノード・スラッジまたは粒子は、継続的にアノードから除去され、それによって電気めっき処理中の電解液の純度は向上する。 By providing a dedicated bypass electrolyte supply to the enclosed anode, anode sludge or particles generated from lysis consumable anode is continuously removed from the anode, the improvement whereby the purity of the electrolyte during the electroplating process to.

図22は、封入アノードの第三の実施形態の横断面図である。 Figure 22 is a cross-sectional view of a third embodiment of the encapsulated anode. 封入アノード2000の第三の実施形態は、複数の電気フィード・スルー2006に固定されおよび支持されたアノード・プレート2004と、メンブレン支持環2012に取り付けられた上部ならびに底部封入メンブレン2008、2010と、およびメンブレン支持環2012に接続され、ボウル430を通って伸びるバイパス流出口2016とを含む。 A third embodiment of the encapsulated anode 2000 includes an anode plate 2004 is fixed and supported by a plurality of electrical feed-through 2006, and has top and bottom sealed membrane 2008,2010 attached to the membrane support ring 2012, and connected to the membrane support ring 2012, and a bypass outlet 2016 that extends through the bowl 430. この、封入アノードの第三の実施形態は、好ましくは、封入アノードの第一および第二の実施形態に関して上述された物質を含む。 The third embodiment of the sealed anode, preferably, comprises the aforementioned substance with respect to the first and second embodiment of the encapsulated anode. 第三の実施形態に従った底部封入メンブレン2010は、主電解液流入口510の上に実質的に配置された一つ以上の開口部2024を含む。 Bottom sealed membrane 2010 according to the third embodiment includes one or more openings 2024 that are substantially disposed on the main electrolyte inlet 510. 開口部2024は、主電解液流入口510からの電解液の流れを受けるように適応しており、好ましくは主電解液流入口510の内周とおよそ同じ大きさである。 Opening 2024 is adapted to receive a flow of electrolyte from the main electrolyte inlet 510, preferably inner circumference approximately the same size as the main electrolyte inlet 510. 主電解液流入口510からの電解液の流れは、矢印Aによって示され、封入アノード内の電解液の流れは、矢印Bによって示される。 Flow of electrolyte from the main electrolyte inlet 510 is indicated by arrow A, the electrolyte flow in the sealed anode is indicated by arrow B. 電解液の一部は、封入アノードから出て、バイパス流出口2016を通って流れ、アノード溶解から生成されるノード・スラッジおよび粒子の一部を運搬する。 Some of the electrolyte exits the sealed anode flows through the bypass flow outlet 2016, carrying a part of the node sludge and particles are generated from the anode dissolution.

図23は、封入アノードの第四の実施形態の横断面図である。 Figure 23 is a cross-sectional view of a fourth embodiment of the encapsulated anode. 封入アノード2000の第四の実施形態は、複数の電気フィードスルー2006に固定されおよび支持されたアノード・プレート2002と、メンブレン支持環2012に取り付けられた上部ならびに底部封入メンブレン2008、2010と、および封入メンブレンとアノード・プレートとの間の間隙に電解液を導くために、ボウル430の底部を通って、ならびに底部封入メンブレン2010を通って配置された、バイパス流体流入口2014とを含む。 Fourth embodiment of the encapsulated anode 2000 includes a fixed to a plurality of electrical feedthroughs 2006 and supported anode plate 2002, a top and bottom sealed membrane 2008,2010 attached to the membrane support ring 2012, and encapsulation to guide the electrolyte into the gap between the membrane and the anode plate, including through the bottom of the bowl 430, and disposed through the bottom encapsulation membrane 2010, and a bypass fluid inlet 2014. この、封入アノードの第四の実施形態は、好ましくは、封入アノードの第一ならびに第二の実施形態に関して上述された物質を含む。 This, the fourth embodiment of the encapsulated anode, preferably, comprises the aforementioned substance with respect to the first and second embodiment of the encapsulated anode. 好ましくは、バイパス流体流入口2014および主電解液流入口510を通る電解液の流れは、それぞれ制御バルブ2020、2022によって個別に制御される。 Preferably, the electrolyte flow through the bypass fluid inlet 2014 and a main electrolyte inlet 510 is individually controlled by respective control valves 2020,2022. 主電解液流入口510からの電解液の流れは、矢印Aによって示される一方で、封入アノードを通る電解液の流れは、矢印Bによって示される。 Flow of electrolyte from the main electrolyte inlet 510, while indicated by the arrow A, the electrolyte flow through the sealed anode is indicated by arrow B. この実施形態に関して、溶解アノード・プレートによって生成されるアノード・スラッジおよび粒子は、電解液がメンブレンを通過する時に、封入メンブレンによってフィルタにかけられ、および捕えられる。 For this embodiment, anode sludge and particles are produced by dissolving anode plate, when the electrolytic solution passed through the membrane, was filtered by encapsulation membrane and trapped.

図16は、電解液補充システム220の概要図である。 Figure 16 is a schematic diagram of the electrolyte replenishing system 220. 電解液補充システム220は、電気めっき処理のために、電気めっき処理セルに電解液を供給する。 Electrolyte replenishing system 220 for electroplating processes, and supplies the electrolytic solution in the electroplating processing cell. 電解液補充システム220は、通常、主電解液タンク602、ドージング・モジュール(dosing module)603、ろ過モジュール605、化学的アナライザ・モジュール616、および電解液廃液ドレイン620によって解析モジュール616に接続された、電解液廃液廃棄システム622を含む。 Electrolyte replenishing system 220 is typically a main electrolyte tank 602, dosing module (dosing module) 603, connected to the analysis module 616 by filtration module 605, a chemical analyzer modules 616 and the electrolyte solution waste drain 620, including the electrolyte waste disposal system 622. 一つ以上のコントローラが、主タンク602における電解液の合成および電解液補充システム220のオペレーションを制御する。 One or more controllers, control the operation of the synthesis and the electrolyte replenishing system 220 of the electrolytic solution in the main tank 602. 好ましくは、前記コントローラは、個別に操作可能であるが、電気めっきシステム・プラットフォーム200の制御システム222と統合されていてもよい。 Preferably, the controller is a separately operable, may be integrated with the control system 222 of the electroplating system platform 200.

主電解液タンク602は、電解液のための貯蔵槽を供給し、および一つ以上の流体ポンプ608ならびにバルブ607を通って、電気めっき処理セルの各々に接続される、電解液供給ライン612を含む。 The main electrolyte tank 602, supplies the reservoir for the electrolyte, and through one or more fluid pumps 608 and valves 607, is connected to each of the electroplating processing cell, the electrolyte supply line 612 including. 主タンク602と熱的に接続するように配置された熱交換器624またはヒータ(heater)/チラー(chiller)は、主タンク602に貯蔵された電解液の温度を制御する。 The main tank 602 and thermally arranged to connected heat exchanger 624 or a heater (Heater) / chiller (chiller) controls the temperature of the stored in the main tank 602 electrolyte. 熱交換器624は、コントローラ610に接続され、およびそれによって操作される。 The heat exchanger 624 is connected to the controller 610, and is thereby operated.

ドージング・モジュール603は、供給ラインによって主タンク602に接続されており、複数のソース・タンク606、またはフィード・ボトル(feed bottle)、複数のバルブ609、およびコントローラ611を含む。 Dosing module 603 is connected to the main tank 602 by a supply line, comprising a plurality of source tanks 606 or feed bottle, (feed bottle), a plurality of valves 609, and the controller 611. ソース・タンク606は、電解液を合成するために必要な化学物質を含み、通常は、電解液を合成するための脱イオン水源タンクおよび硫酸銅(CuSO 4 )ソース・タンクを含む。 Source tank 606 includes a chemical substance required for the synthesis of the electrolytic solution, generally, it includes a deionized water source tank and copper sulfate (CuSO 4) source tank for the synthesis of the electrolytic solution. 他のソース・タンク606は、硫酸水素塩(H 2 SO 4 )、塩酸塩(HCL)およびグリコール等の様々な添加物を含んでもよい。 Other source tank 606, hydrogen sulfate (H 2 SO 4), may include various additives such as hydrochloride (HCL) and glycol. 各ソース・タンクは、好ましくは色でコード化され、およびドージング・モジュールにおける適合流入コネクタに接続するように適応した、独自の接続流出コネクタを備える。 Each source tanks are preferably color coded, and the dosing module adapted to be connected to the adaptation inlet connector comprises its own connection outflow connectors. ソース・タンクを色でコード化し、およびソース・タンクに独自のコネクタを備えることによって、ソース・タンクを交換し、または取りかえる時に、人間のオペレータによって生じる誤りが、顕著に低減される。 The source tank color coded, and by providing its own connector on the source tank, when exchanging the source tank, or replace, the error caused by a human operator, is significantly reduced.

脱イオン水源タンクは、好ましくは、脱イオン水を、メンテナンス中のシステムの清浄のためのシステムにも供給する。 Deionized water source tank preferably deionized water, is supplied to a system for cleaning the system during maintenance. 各ソース・タンク606と関連するバルブ609は、主タンク602への化学物質の流れを調整し、およびバタフライ・バルブ(butterfly valves)、スロットル・バルブ(throttle valves)等、数多くの商業上入手可能なバルブのいずれでもよい。 Valve 609 associated with each source tanks 606, adjusts the flow of chemicals into the main tank 602, and butterfly valves (butterfly Valves), the throttle valve (throttle Valves), etc., available numerous commercially It may be any of the valve. バルブ609の作動は、好ましくはそこからの信号を受信するために、システム制御222に接続された、コントローラ611によって達成される。 Actuation of the valve 609, preferably for receiving signals therefrom, connected to the system control 222 is accomplished by the controller 611.

電解液ろ過モジュール605は、複数のフィルタ・タンク604を含む。 Electrolyte filtration module 605 includes a plurality of filter tanks 604. 電解液返送ライン614は、処理セルの各々と、一つ以上のフィルタ・タンク604との間に接続される。 Electrolyte return line 614, and each of the processing cells are connected between the one or more filter tanks 604. フィルタ・タンク604は、再利用のために、電解液を主タンク602に戻す前に、使用された電解液における望ましくない含有物を除去する。 Filter tanks 604 for reuse, before returning the electrolyte to the main tank 602, to remove inclusions undesirable in the electrolytic solution used. 主タンク602は、主タンク602における電解液の再循環およびろ過を容易にするために、フィルタ・タンク604にも接続されている。 The main tank 602, the recirculation and filtration of the electrolyte in the main tank 602 in order to facilitate, is also connected to the filter tank 604. 主タンク602からフィルタ・タンク604を通して電解液を再循環させることによって、電解液内の望ましくない含有物は、一定のレベルの純度を維持するために、フィルタ・タンク604によって継続的に除去される。 By recycling the electrolyte from the main tank 602 through the filter tanks 604, undesired inclusions in the electrolytic solution, in order to maintain the purity of the constant level, is continuously removed by the filter tanks 604 . さらに、主タンク602とろ過モジュール605との間で電解液を再循環させることで、電解液内の様々な化学物質が、完全に混合される。 Further, by recirculating the electrolyte solution between the main tank 602 and the filtration module 605, various chemicals in the electrolytic solution is thoroughly mixed.

電解液補充システム220は、電解液の化学的合成の、リアルタイムな化学的解析を供給する、化学的アナライザ・モジュール616も含む。 Electrolyte replenishing system 220, the chemical synthesis of the electrolytic solution, real time supplies chemical analysis, including chemical analyzer module 616. アナライザ・モジュール616は、サンプル・ライン613によって主タンク602へと、および流出ライン621によって廃液廃棄システム622へと流体的に結合される。 Analyzer module 616, to the main tank 602 by the sample line 613, and is fluidly coupled to a waste disposal system 622 by outlet line 621. アナライザ・モジュール616は、通常、アナライザを操作するために、少なくとも一つのアナライザおよびコントローラを具備する。 Analyzer modules 616, typically, in order to operate the analyzer comprises at least one analyzer and controller. 特定の処理ツールに必要となるアナライザの数は、電解液の合成による。 The number of analyzers required for a particular processing tool, by synthesis of the electrolytic solution. 例えば、第一のアナライザは、有機物質の濃度を監視するために使用されてもよい一方で、第二のアナライザは、無機化学物質に必要とされる。 For example, the first analyzer, while that may be used to monitor the concentration of the organic material, the second analyzer is required to inorganic chemicals. 図16に記載の特定の実施形態において、化学的アナライザ・モジュール616は、自動滴定アナライザ615およびサイクリック・ボルタメトリック・ストリッパ(cyclic voltametric stripper)(CVS)617を具備する。 In certain embodiments according to FIG. 16, the chemical analyzer module 616 comprising an automatic titration analyzer 615 and cyclic voltametric stripper (cyclic voltametric stripper) (CVS) 617. どちらのアナライザも、様々な供給者から商業的に入手可能である。 Both of the analyzer is also commercially available from a variety of suppliers. 効果的に使用されてもよい自動滴定アナライザは、Parker Systemsから入手可能であり、サイクリック・ボルタメトリック・ストリッパは、ECIから入手可能である。 Effectively use good automatic titration analyzers be is available from Parker Systems, cyclic voltametric stripper is available from ECI. 自動適定アナライザ615は、塩化銅等の無機物質および酸の濃度を決定する。 Automatic suitable constant analyzer 615 determines the concentration of the inorganic material and acid copper chloride. CVS617は、電解液において使用されるかもしれない様々な添加物、および処理セルから主タンク602に戻される、処理から生じる副産物等、有機物質の濃度を決定する。 CVS617 a variety of additives may be used in the electrolytic solution, and is returned from the processing cell in the main tank 602, by-products such as resulting from the processing to determine the concentration of organic substances.

図16に記載のアナライザ・モジュールは、単なる例示である。 Analyzer module according to FIG. 16 are merely illustrative. 他の実施形態において、各アナライザは、個別の供給ラインによって主電解液タンクに結合され、および個別のコントローラによって操作されてもよい。 In other embodiments, each analyzer is coupled to the main electrolyte tank by individual supply lines, and may be operated by a separate controller. 当業者は、他の実施形態を認識するであろう。 Those skilled in the art will recognize other embodiments.

操作において、電解液のサンプルが、サンプル・ライン613を介してアナライザ・モジュール616へと流れる。 In operation, a sample of the electrolytic solution flows to the analyzer module 616 via the sample line 613. サンプルは周期的に取られてもよいが、好ましくは、アナライザ・モジュール616へ、電解液の継続的な流れが維持される。 Samples may be taken periodically, but preferably, the analyzer module 616, continuous flow of the electrolyte is maintained. サンプルの一部は、自動滴定アナライザ615に運ばれ、および一部は、適切な解析のためにCVS617に運ばれる。 Some samples are transported to the automatic titration analyzer 615, and some are transported to CVS617 for proper analysis. コントローラ619は、データを生成するために、アナライザ615、617を操作するためのコマンド信号を開始する。 The controller 619, in order to generate the data, start a command signal for operating the analyzer 615, 617. 化学的アナライザ615、617からの情報は、制御システム222に送られる。 Information from the chemical analyzers 615, 617 are sent to the control system 222. 制御システム222は前記情報を処理し、およびユーザが定義する化学的適正量パラメータ(chemical dosage parameters)を含む信号を、ドージング・コントローラ611に送信する。 The control system 222 processes the information, and the user signals, including chemical proper amount parameter defines (chemical dosage parameters), and transmits to the dosing controller 611. 受信された情報は、バルブ609のうち一つ以上を操作することによって、ソース化学物質補充速度へのリアルタイムな調整を供給するために使用され、それによって、電気めっき処理の間、電解液の所望の、好ましくは一定した化学的合成を維持する。 Information received by operating one or more of the valves 609 are used to provide real-time adjustments to the source chemical replenishment rates, thereby, during the electroplating process, the desired electrolyte , preferably to maintain a constant chemical synthesis. アナライザ・モジュールからの廃液電解液は、流出ライン621を介して廃液廃棄システム622へと流れる。 Waste electrolyte from the analyzer module flows to waste disposal system 622 via the outlet line 621.

好ましい実施形態は、電解液のリアルタイムな監視および調整を利用するが、様々な代替例が本発明に従って採用されてもよい。 Although the preferred embodiment utilizes a real-time monitoring and adjustment of the electrolyte, may be employed in accordance with the present invention are various alternatives. たとえば、ドージング・モジュール603は、化学的アナライザ・モジュール616によって供給される出力値を見ているオペレータによって、手動で制御されてもよい。 For example, dosing module 603, by an operator viewing the output values ​​supplied by the chemical analyzer module 616 may be controlled manually. 好ましくは、システム・ソフトウェアによって、オペレータ(手動)モードと同様に、自動リアルタイム調整モードの両方が可能になる。 Preferably, the system software, as with the operator (manual) mode allows both automatic real-time adjustment mode. さらに、複数のコントローラが図16に記載されているが、一つのコントローラが、化学的アナライザ・モジュール616、ドージング・モジュール603、および熱交換器624等、システムの様々な構成要素を操作するために使用されてもよい。 Further, although multiple controllers are described in Figure 16, one controller is chemical analyzer module 616, the dosing module 603, and the heat exchanger 624, etc., to operate the various components of the system it may also be used. 他の実施形態は、当業者には明らかであろう。 Other embodiments will be apparent to those skilled in the art.

好ましくは、アナライザは、アナライザにおける電極またはセンサが、繰り返して使用されることによって腐食されると、コントローラが、計測におけるドリフト(drift)を補うことを容易にする標準および基準体系を含む。 Preferably, the analyzer comprises electrodes or sensors in analyzer, when corroded by being used repeatedly, the controller, standards and reference systems make it easy to compensate for the drift (drift) in the measurement. 標準および基準体系は、好ましくは、アナライザによって解析されている物質に従って分類される。 Standards and reference systems are preferably classified according to the material being analyzed by the analyzer. 例えば、自動滴定アナライザ615は、無機物質のための標準および基準体系を含み、およびCVS617は、有機物質のための標準および基準体系を含む。 For example, automatic titration analyzer 615 includes standard and reference system for the inorganic material, and CVS617 includes standards and criteria Architecture for the organic material. 例えば、表1に記載のとおり、三つの標準が、電解液における銅および塩化物含有の解析のために示される。 For example, as described in Table 1, three standard is shown for analysis of copper and chloride content in the electrolytic solution.

表1:銅および塩化物含有に関する標準 Table 1: copper and standards for chloride content
銅 塩化物 標準1(低) 49g/l 40ppm Copper chloride standard 1 (low) 49 g / l 40 ppm
標準2(中) 50g/l 70ppm Standard 2 (medium) 50g / l 70ppm
標準3(高) 60g/l 100ppm Standard 3 (high) 60g / l 100ppm

アナライザは、銅および塩化物含有に関するアナライザのための電極またはセンサが、繰返しの使用によって腐食されるにつれて、電極またはセンサの偏差または計測ドリフトを決定するために、前記標準を使用する。 Analyzer, electrodes or sensors for the analyzer relating containing copper and chloride, as are corroded by the use of repetition, to determine the deviation or measurement drift of the electrodes or sensors, using the standard. 標準における既知の含有物と、アナライザによる計測との間に、線形関係(linear relationship)を補間することによって、アナライザは、電解液サンプルにおける物質の正確な解析を供給するために基準化される。 The known inclusions in the standard, between the measurement by the analyzer, by interpolating the linear relationship (linear relationship), the analyzer is scaled to provide an accurate analysis of a substance in the electrolyte sample. 電解液サンプルから計測されたデータは、正確な計測を供給するために、電極またはセンサの計測ドリフトに関して補われる。 Data measured from the electrolyte sample in order to provide an accurate measurement is compensated with respect to measurement drift of the electrode or sensor. 標準および基準体系を使用することによって、本発明は、電解液の、正確でリアルタイムな、オンライン解析を供給し、前記システムに取り付けられたアナライザによって実行されうる閉ループ解析を容易にする。 By using the standard and reference systems, the present invention is the electrolytic solution, accurate and real-time, to supply the line analysis, to facilitate closed loop analysis may be performed by the attached analyzer to the system. 本発明はまた、電極またはセンサの有効寿命を延長し、およびこれらの構成要素の取り替えによるシステムの遮断の頻度を下げる。 The present invention also extends the useful life of the electrodes or sensors, and reduce the frequency of blocking of the system due to replacement of these components.

電解液補充システム220はまた、使用された電解液、化学物質、および電気めっきシステムにおいて使用された他の流体の安全な廃棄のための、電解液廃液廃棄システム622へと接続された、電解液廃液ドレイン620も含む。 Electrolyte replenishing system 220 also includes an electrolyte solution used, chemicals, and for the safe disposal of other fluids used in the electroplating system, is connected to the electrolyte solution waste disposal system 622, the electrolyte waste drain 620 also includes. 好ましくは、電気めっきセルは、電解液補充システム220を通して電解液を戻すことなく、電気めっきセルを排出するために、電解液廃液ドレイン620または電解液廃液廃棄システム622への直接ライン接続を含む。 Preferably, the electroplating cell without returning the electrolyte through the electrolyte replenishing system 220, in order to discharge the electroplating cell, comprising a direct line connection to the electrolyte waste drain 620 or the electrolyte waste disposal system 622. 電解液補充システム220は、好ましくは、過剰な電解液を、電解液廃液ドレイン620に抜き取るための、ブリード・オフ接続(bleed off connection)も含む。 Electrolyte replenishing system 220 preferably excess electrolyte, for extracting the electrolyte solution waste drain 620, the bleed-off connection (bleed off connection) including.

好ましくは、電解液補充システム220はまた、電解液から望ましくないガスを除去するように適応した、一つ以上のガス抜きモジュール630も含む。 Preferably, the electrolyte replenishing system 220 also includes adapted to remove undesirable gases from the electrolyte, also one or more degassing module 630. ガス抜きモジュールは、通常、解放されたガスを除去するためのガス抜きモジュールおよび真空システムを通過する流体から、ガスを分離するメンブレンを具備する。 Degassing module, usually from the fluid passing through the degassing module and a vacuum system for removing the freed gas, comprising a membrane to separate gas. ガス抜きモジュール630は、好ましくは、処理セル240に隣接する電解液供給ライン612に一列で配置される。 Degassing module 630 is preferably arranged in a row in the electrolyte supply line 612 adjacent to the processing cell 240. ガス抜きモジュール630は、好ましくは、電解液補充システムからのガスのほとんどが、電解液が処理セルに入る前に、ガス抜きモジュールによって除去されるように、処理セル240のできるだけ近くに配置される。 Degassing module 630 is preferably, most of the gas from the electrolyte replenishing system, before the liquid electrolyte enters the processing cell, to be removed by degassing module, is placed as close as possible to the processing cell 240 . 好ましくは、各ガス抜きモジュール630は、ガス抜きされた電解液を、各処理ステーション218の二つの処理セル240に供給するための二つの流出口を含む。 Preferably, the venting module 630 includes two outlet for supplying the degassed electrolytic solution, the two processing cells 240 of each processing station 218. 代替的に、ガス抜きモジュール630は、各処理セルのために供給される。 Alternatively, degassing module 630 is provided for each processing cell. ガス抜きモジュールは、多くの他の場所に配置されうる。 Degassing modules may be located in many other places. 例えば、ガス抜きモジュールは、電解液補充システムにおける他の場所に、例えばフィルタ・セクションとともに、または主タンクまたは処理セルを伴う閉ループ・システムに配置されうる。 For example, degassing module elsewhere in the electrolytic solution replenishment system, for example, with the filter section, or may be arranged in a closed loop system with the main tank or the processing cell. 他の例として、一つのガス抜きモジュールは、ガス抜きされた電解液を、電気化学堆積システムの処理セル240のすべてに供給するために、電解液供給ライン612と、一列で配置される。 As another example, one degassing module, a degassed electrolytic solution, in order to supply to all of the processing cell 240 of the electrochemical deposition system, the electrolytic solution supply line 612, are arranged in a row. さらに、個別のガス抜きモジュールは、直列に、または脱イオン水供給ラインを伴う閉ループに配置され、および脱イオン水源から酸素を除去することに専念する。 Furthermore, the individual degassing module, in series, or arranged in a closed loop with deionized water supply line, and dedicated to the removal of oxygen from deionized water source. 脱イオン水は処理された基板を洗うために使用されるので、遊離酸素ガスは、好ましくは、電気めっきされた銅が、洗う処理によって酸化しにくいように、SRDモジュールに到達する前に、脱イオン水から除去される。 Because deionized water is used to wash the substrate treated, free oxygen gas is preferably electroplated copper, as hardly oxidized by treatment washing, before reaching the SRD module, de It is removed from the ionized water. ガス抜きモジュールは、当業界ではよく知られており、商業的実施形態が、様々な応用における使用に関して利用可能であり、適応している。 Degassing module is well known in the art, commercially embodiments are available for use in various applications, are adapted. 商業的に入手可能なガス抜きモジュールは、マサチューセッツ州、ベッドフォードにある、Millipore Corporationから入手可能である。 Commercially degassing module available, Massachusetts, located in Bedford, which is available from Millipore Corporation.

図26aに記載のとおり、ガス抜きモジュール630の一つの実施形態は、メンブレン632の一方に流体(すなわち、電解液)通路634を、およびメンブレンの反対側に配置された真空システム636を有する、疎水性メンブレン632を含む。 As described in Figure 26a, one embodiment of the degassing module 630, the fluid in one of the membrane 632 (i.e., electrolyte solution) passage 634, and a vacuum system 636 which is arranged on the opposite side of the membrane, the hydrophobic including the sexual membrane 632. ガス抜きモジュールのエンクロージャ638は、流入口640および一つ以上の流出口642を含む。 Enclosure 638 venting module includes an inlet 640 and one or more outlet ports 642. 電解液が、ガス抜きモジュール630を通過すると、電解液におけるガスおよび他の微小バブル(micro-bubbles)が、疎水性メンブレンを通る電解液から分離され、および真空システムによって除去される。 Electrolyte, passes through the degassing module 630, gas and other micro-bubbles in the electrolytic solution (micro-bubbles) are separated from the electrolyte through the hydrophobic membrane, and is removed by a vacuum system. ガス抜きモジュール630'の他の実施形態は、図26bに記載のとおり、疎水性メンブレンの管632'および疎水性メンブレンの管632'の周辺に配置された真空システム636を含む。 Degassing module 630 'another embodiment of the, as described in FIG. 26b, the tube 632 of the hydrophobic membrane' includes a vacuum system 636 which is arranged around the and tube 632 of the hydrophobic membrane '. 電解液は、疎水性メンブレンの管の内側に導かれ、電解液が前記管における流体通路634を通過すると、電解液におけるガスおよび他の微小バブルが、疎水性メンブレンの管632'を通る電解液から分離され、および前記管を取り巻く真空システム636によって除去される。 Electrolyte is introduced into the inside of the hydrophobic membrane tube, the electrolyte passes through the fluid passage 634 in the tube, gas and other micro-bubbles in the electrolytic solution, the electrolytic solution through the tube 632 'of the hydrophobic membrane It is separated from, and is removed by the vacuum system 636 surrounding the tube. ガス抜きモジュールのより複雑な設計が本発明によって意図されており、それは、メンブレンを横切る電解液の蛇行したパス(paths)を有する設計、およびガス抜きモジュールの、他のマルチ・セクションな(multi-sectioned)設計を含む。 More complex design of the degassing module are contemplated by the present invention, it is designed with a serpentine path of the electrolyte solution across the membrane (paths), and the degassing module, other multi-section (multi- sectioned), including the design.

図16には記載されていないが、電解液補充システム220は、多くの他の構成要素を含んでもよい。 Although not described in FIG. 16, the electrolyte replenishing system 220 may include many other components. 例えば、電解液補充システム220は、好ましくは、ウェーハ清浄システム、例えばSRDステーションに関する化学物質の貯蔵のための一つ以上の付加的タンクも含む。 For example, the electrolyte replenishing system 220 preferably also includes one or more additional tanks for storage of chemicals wafer cleaning system, for example, to SRD station. 有害物質コネクション(hazardous material connection)のための二重包含されたパイピング(piping)も、前記システム全体における化学物質の安全な輸送を供給するために採用されてもよい。 Double encompassed been piping for hazardous material connections (hazardous material connection) (piping) may also be employed to provide safe transportation of chemicals throughout the system. 任意で、電解液補充システム220は、電気めっきシステムへの付加的な電解液供給を供給するために、付加的なまたは外部の電解液処理システムへの接続を含む。 Optionally, the electrolyte replenishing system 220 to provide additional electrolyte supplies to the electroplating system includes connections to additional or external electrolyte processing system.

図17は、本発明に従った、急速熱アニール・チャンバ(thermal anneal chamber)の横断面図である。 17, according to the present invention, a cross-sectional view of a rapid thermal anneal chamber (thermal anneal chamber). 急速熱アニール(RTA)チャンバ211は、好ましくはローディング・ステーション(loading station)210に接続され、および基板は、ローディング・ステーション移送ロボット228によって、RTAチャンバ211へ、またはそこから移送される。 Rapid thermal anneal (RTA) chamber 211 is preferably connected to the loading station (loading station) 210, and the substrate, the loading station transfer robot 228, the RTA chamber 211 or is transferred therefrom. 電気めっきシステムは、図2および3に記載のとおり、好ましくは、ローディング・ステーション210の対称的な設計に対応して、ローディング・ステーションの反対側に配置された、二つのRTAチャンバ211を具備する。 Electroplating system, as described in FIGS. 2 and 3, preferably, corresponds to the symmetrical design of the loading station 210, disposed on the opposite side of the loading station comprises two RTA chambers 211 . 熱アニール処理チャンバは、当業界で一般的によく知られており、急速熱アニール・チャンバは、典型的には、堆積した物質の属性を向上させるために、基板処理システムにおいて利用される。 Thermal annealing chamber is generally well known in the art, rapid thermal anneal chambers are typically in order to improve the attributes of the deposited material is used in the substrate processing system. 本発明は、電気めっきの結果を向上させるために、ホット・プレート設計および熱ランプ設計を含む、様々な熱アニール・チャンバ設計を利用することを意図する。 The present invention, in order to improve the results of the electroplating, including hot plate designs and heat lamp designs intended to utilize a variety of thermal anneal chamber designs. 本発明に有効な、一つの特定的な熱アニール・チャンバは、カリフォルニア州、Santa Claraにある、Applied material Inc. Useful in the present invention, a specific thermal anneal chamber is California, the Santa Clara, Applied Material Inc. ,から入手可能な、WxZチャンバである。 , Available from, it is a WxZ chamber. 本発明は、ホット・プレート急速熱アニール・チャンバを使用して記述されているが、本発明は、他の熱アニール・チャンバのアプリケーションも、同様に意図する。 The present invention has been described using a hot plate rapid thermal anneal chamber, the invention also other thermal anneal chambers application, similarly intended.

RTAチャンバ211は、通常、エンクロージャ902、ヒータ・プレート904、ヒータ907および複数の基板支持ピン906を具備する。 RTA chamber 211 is generally an enclosure 902, a heater plate 904 comprises a heater 907 and a plurality of substrate support pins 906. エンクロージャ902は、基盤908、側壁910、および上部912を含む。 Enclosure 902, base 908, side walls 910, and an upper 912. 好ましくは、冷プレート913が、エンクロージャの上部912の下に配置される。 Preferably, the cold plate 913 is disposed below the enclosure top 912. 代替的には、冷プレートは、エンクロージャの上部912の一部として、一体的に形成される。 Alternatively, the cold plate, as part of the top 912 of the enclosure are integrally formed. 好ましくは、反射絶縁皿(reflector insulator dish)914は、基盤908上のエンクロージャ902の内側に配置される。 Preferably, the reflective insulation dish (reflector insulator dish) 914 is disposed inside the enclosure 902 on the base 908. 反射絶縁皿914は、典型的には、石英、アルミナ、または高温(すなわち、約500℃以上)に耐えることができ、およびヒータ907とエンクロージャ902との間の熱絶縁体として機能することができる他の物質で作られる。 Reflective insulating plates 914 are typically quartz, alumina or high temperatures, (i.e., about 500 ° C. or higher) can withstand, and can function as a thermal insulator between the heater 907 and the enclosure 902 It is made of other materials. 皿914は、熱をヒータ・プレート906に戻るように導くために、金等の反射性物質で覆われていてもよい。 Pan 914 to guide back the heat to the heater plate 906, it may be covered with a reflective material such as gold.

ヒータ・プレート904は、好ましくは、システムで処理されている基板と比較して質量が大きく、好ましくは、例えば、炭化ケイ素、石英、またはRTAチャンバにおける周囲のガスに反応せず、または基板素材と反応しない他の物質等、の物質から製造される。 Heater plate 904, preferably greater mass compared to the substrate being processed in the system, preferably, for example, do not respond to the periphery of the gas in the silicon carbide, quartz or RTA chamber, or with the substrate material such as the reaction was not other materials are made from materials. ヒータ907は、典型的には、抵抗性加熱素子または伝導性/放射性熱源を具備し、および被加熱プレート906と反射絶縁皿914との間に配置される。 The heater 907 typically comprises a resistive heating element or a conductive / radiant heat source and is disposed between the heated plate 906 and the reflective insulating plates 914. ヒータ907は、ヒータ907を熱するために必要なエネルギを供給する電源906に接続される。 The heater 907 is connected to a power supply 906 for supplying the energy needed to heat the heater 907. 好ましくは、熱電対920は、コンジット922に配置され、基盤908および皿914を通るように配置され、ヒータ・プレート904へと伸びる。 Preferably, the thermocouple 920 is disposed in the conduit 922 is arranged so as to pass through the base 908 and dish 914, and extends into the heater plate 904. 熱電対920は、コントローラ(すなわち、後述のシステム・コントローラ)に接続され、前記コントローラに温度計測を供給する。 Thermocouple 920 includes a controller (i.e., the system controller described below) is connected to supply the temperature measurement to said controller. コントローラは、温度計測および所望のアニール温度に従って、ヒータ907によって供給される熱を上げたり下げたりする。 The controller, according to the temperature measurements and the desired anneal temperature and increase or decrease the heat supplied by the heater 907.

エンクロージャ902は、好ましくは、エンクロージャ902を冷却するために、側壁910と熱的に接触するエンクロージャ902の外側に配置された、冷却メンバ918を含む。 Enclosure 902 is preferably used to cool the enclosure 902, disposed outside the sidewall 910 and the enclosure 902 in thermal contact, comprising a cooling member 918. 代替的には、一つ以上の冷却チャネル(図示されていない)が、エンクロージャ902の温度を制御するために、側壁910内に形成される。 Alternatively, one or more cooling channels (not shown), in order to control the temperature of the enclosure 902, are formed in the sidewall 910. 上部912の内側表面に配置された冷プレート913は、冷プレート913の近くに配置されている基板を冷却する。 Cold plate disposed on the interior surface of the upper 912 913, cooling the substrate that is placed close to the cold plate 913.

RTAチャンバ211は、RTAチャンバへの、およびそこからの基板の移送を容易にするために、エンクロージャ902の側壁910に配置されたスリット・バルブ(slit valve)922を含む。 RTA chamber 211 includes into the RTA chamber, and the transport of substrate in order to facilitate therefrom, the slit valve (slit valve) 922 disposed on the side wall 910 of the enclosure 902. スリット・バルブ922は、選択的に、ローディング・ステーション210と通じているエンクロージャの側壁910にある開口部924を密閉する。 Slit valve 922 selectively seals an opening 924 in the sidewall 910 of the enclosure that communicates with the loading station 210. ローディング・ステーション移送ロボット228(図2参照)は、開口部924を通って、RTAチャンバへと、およびそこから基板を移送する。 Loading station transfer robot 228 (see FIG. 2) passes through the opening 924, is transported to the RTA chamber, and from there to the substrate.

基板支持ピン906は、好ましくは、石英、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、または他の高温耐性物質で作られた、末端に向かって先細りになったメンバを具備する。 The substrate support pins 906, preferably, quartz, aluminum oxide, made of silicon carbide or other high temperature resistant material, comprises a member which tapers towards the end. 各基板支持ピン906は、管状コンジット926の中に配置され、好ましくは、熱および酸化耐性素材で作られており、ヒータ・プレート904を通って伸びる。 Each substrate support pin 906 is disposed in the tubular conduit 926, preferably, are made of heat and oxidation resistance material, extends through the heater plate 904. 基板支持ピン906は、統一的な方法で、基板支持ピン906を動かすためのリフト・プレート928に接続されている。 The substrate support pins 906 in a uniform manner, and is connected to a lift plate 928 for moving the substrate support pins 906. リフト・プレート928は、RTAチャンバ内の様々な縦の位置に基板を配置することを容易にするためにリフト・プレート928を動かす、リフト・シャフト932を通って、ステッパ・モータ(stepper motor)等、アクチュエータ930に取り付けられる。 Lift plate 928 moves the lift plate 928 to facilitate placing a substrate in a variety of vertical positions within the RTA chamber through the lift shaft 932, a stepper motor (stepper motor), etc. attached to an actuator 930. リフト・シャフト932は、エンクロージャ902の基盤908を通って伸び、前記シャフト周辺に配置された密閉フランジ(sealing flange)934によって密閉される。 Lift shaft 932 extends through the base 908 of the enclosure 902 is sealed by the sealing flange disposed around the shaft (sealing flange) 934.

基板をRTAチャンバ211に移送するために、スリット・バルブ922は開けられ、ローディング・ステーション移送ロボット228は、そこに配置された基板を持っているそのロボット・ブレード(robot blade)を、開口部924を通って、RTAチャンバへと伸ばす。 In order to transfer substrates into the RTA chamber 211, the slit valve 922 is opened, loading station transfer robot 228, its robot blade having a substrate disposed therein (robot blade), opening 924 through the, extend to the RTA chamber. ローディング・ステーション移送ロボット228のロボット・ブレードは、前記基板を、ヒータ・プレート904の上のRTAチャンバに配置し、および基板支持ピン906は、基板をロボット・ブレードの上に持ち上げるために、上方へと伸びる。 Robot blade of the loading station transfer robot 228, the substrate was placed in the RTA chamber above the heater plate 904, and substrate support pins 906 to lift the substrate above the robot blade, upwardly extend the. ロボット・ブレードは、RTAチャンバから引き込まれ、スリット・バルブ922は開口部を閉じる。 Robot blade is drawn from the RTA chamber, the slit valve 922 closes the opening. 基板支持ピン906は、ヒータ・プレート904から所望の距離だけ、前記基板を下げるために引き込まれる。 The substrate support pins 906, a desired distance from the heater plate 904 is retracted to lower the substrate. 任意で、基板支持ピン906は、基板がヒータ・プレートに直接接触するように配置するために、完全に引き込まれてもよい。 Optionally, the substrate support pins 906, since the substrate is placed in direct contact with the heater plate may be fully retracted.

好ましくは、ガス流入口936は、アニール加工処理中に、RTAチャンバ211へ、選択されたガスが流れ込むようにするために、エンクロージャ902の側壁910を通して配置される。 Preferably, the gas inlet 936, during the annealing processing, the RTA chamber 211, in order to flow is selected gas, it is disposed through the sidewall 910 of the enclosure 902. ガス流入口936は、RTAチャンバ211へのガスの流れを制御するためのバルブ940を通してガス・ソース(gas source)938に接続される。 Gas inlet 936 is connected to a gas source (gas source) 938 through a valve 940 for controlling the flow of gas into the RTA chamber 211. ガス流出口942は、好ましくは、RTAチャンバにおけるガスを排出するために、エンクロージャ902の側壁910の低位部分に配置され、および好ましくはチャンバの外側からの大気のバックストリーム(backstreaming)を防ぐために、リリーフ/チェック・バルブ(relief/check valve)944に接続される。 Gas outlet 942, preferably, in order to discharge the gas in the RTA chamber, disposed lower portion of the side wall 910 of the enclosure 902, and preferably to prevent back stream (backstreaming) of air from outside the chamber, It is connected to the relief / check valve (relief / check valve) 944. 任意で、ガス流出口942は、アニール加工中、所望の真空レベルに、RTAチャンバを排気するために、真空ポンプ(図示されていない)に接続される。 Optionally, a gas outlet 942, in the annealing process, a desired vacuum level, in order to exhaust the RTA chamber and is connected to a vacuum pump (not shown).

本発明に従って、基板は、電気めっきセルにおいて電気めっきされ、SRDステーションにおいて清浄された後、RTAチャンバ211においてアニールされる。 In accordance with the present invention, the substrate is electroplated in the electroplating cell, after being cleaned in the SRD station, is annealed in the RTA chamber 211. 好ましくは、RTAチャンバ211は、およそ大気圧に維持され、RTAチャンバ211内の酸素含有量は、アニール加工処理中は、およそ100ppm以下に制御される。 Preferably, the RTA chamber 211 is maintained at about atmospheric pressure, oxygen content in the RTA chamber 211 during the annealing processing is controlled below approximately 100 ppm. 好ましくは、RTAチャンバ211内の周辺環境は、窒素(N 2 )または窒素(N 2 )化合物および約4%以下の水素(H 2 )を含み、RTAチャンバ211への周辺ガスの流れは、酸素含有量を100ppm以下に制御するために、20リットル/分(20 liters/min)以上に維持される。 Preferably, the ambient environment inside the RTA chamber 211 comprises nitrogen (N 2) or nitrogen (N 2) compound and about 4% or less of hydrogen (H 2), the flow near the gas into the RTA chamber 211, oxygen to control the content of the 100ppm or less, it is maintained at 20 liters / minute (20 liters / min) or more. 電気めっきされた基板は、好ましくは、約30秒から30分間、約摂氏200度から約摂氏450度の間の温度で、より好ましくは、約1分から5分間、約摂氏250度から約摂氏400度の温度でアニールされる。 Substrate electroplated is preferably from about 30 seconds to 30 minutes, at a temperature between about 200 degrees Celsius to about 450 degrees Celsius, more preferably, from about 1 minute to 5 minutes, from about 250 degrees Celsius to about C 400 It is annealed at every temperature. 急速熱アニール処理は、典型的には、少なくとも摂氏50度毎秒の温度上昇を必要とする。 Rapid thermal anneal processing typically requires a temperature increase of at least 50 degrees Celsius per second. アニール加工中、基板のために必要とされる速度の温度上昇を供給するために、ヒータ・プレートは、好ましくは、約摂氏350度から約摂氏450度の間に維持され、および基板は、好ましくは、アニール加工処理中、ヒータ・プレートから約0mm(すなわち、ヒータ・プレートに接している)から約20mmの間で配置される。 During annealing process, to provide a temperature increase of the rate required for the substrate, the heater plate is preferably maintained between about Celsius 350 degrees to about 450 degrees Celsius, and the substrate is preferably during the annealing processing, about 0mm from the heater plate (i.e., are in contact with the heater plate) are arranged in between about 20 mm. 好ましくは、制御システム222は、RTAチャンバにおける所望の周辺環境およびヒータ・プレートの温度を維持することを含む、RTAチャンバ211のオペレーションを制御する。 Preferably, the control system 222 includes maintaining the temperature of the desired environment and heater plate in the RTA chamber, and controls the operation of the RTA chamber 211.

アニール加工処理が完了した後、基板支持ピン906は、RTAチャンバ211からの移送のための位置に、前記基板を持ち上げる。 After annealing processing is completed, the substrate support pins 906 in position for transfer from the RTA chamber 211, lifting the substrate. スリット・バルブ922が開き、ローディング・ステーション移送ロボット228のロボット・ブレードは、RTAチャンバの中へと伸び、前記基板の下に配置される。 Slit valve 922 is opened, the robot blade of the loading station transfer robot 228 extends and into the RTA chamber and positioned below the substrate. 基板支持ピン906は、前記基板をロボット・ブレードへと下げるために引き込まれ、ロボット・ブレードは、RTAチャンバから引き込まれる。 The substrate support pins 906, the substrate is drawn in order to reduce to the robot blade, the robot blade is drawn from the RTA chamber. ローディング・ステーション移送ロボット228は、電気めっき処理システムからの除去のため、処理された基板をカセット(cassette)232の中へと移送する(図2および3参照)。 Loading station transfer robot 228, for removal from the electroplating processing system, for transferring the processed substrate into the cassette (cassette) 232 (see FIGS. 2 and 3).

図2に戻って参照すると、電気めっきシステム・プラットフォーム200は、前記プラットフォームの各構成要素の機能を制御する制御システム222を含む。 Referring back to FIG. 2, the electroplating system platform 200 includes a control system 222 for controlling the functions of the respective components of the platform. 好ましくは、制御システム222は、メインフレーム214の上に搭載され、およびプログラム可能マイクロプロセッサを具備する。 Preferably, the control system 222 is mounted on the main frame 214, and includes a programmable microprocessor. プログラム可能マイクロプロセッサは、典型的には、電気めっきシステム・プラットフォーム200のすべての構成要素を制御するために、特に設計されたソフトウェアを使用してプログラムされる。 The programmable microprocessor is typically to control all of the components of the electroplating system platform 200 is programmed using software that is specifically designed. 制御システム222は、前記システムの構成要素へ電力も供給し、およびオペレータが、電気めっきシステム・プラットフォーム200を監視しおよび操作することができるようにする制御パネル223を含む。 Control system 222, power is also supplied to the components of the system, and the operator includes a control panel 223 to be able to monitor the electroplating system platform 200 and operation. 制御パネル223は、図2に記載のとおり、ケーブルを通して制御システム222に接続され、オペレータに簡単なアクセスを供給する、スタンドアロン・モジュールである。 Control panel 223, as described in FIG. 2, is connected to the control system 222 via a cable, supplies easy access to an operator, a stand-alone module. 通常は、制御システム222は、ローディング・ステーション210、RTAチャンバ211、SRDステーション212、メインフレーム214および処理ステーション218のオペレーションを調整する。 Typically, the control system 222, loading station 210, RTA chamber 211, SRD station 212, to adjust the operation of the mainframe 214 and the processing station 218. さらに、制御システム222は、電気めっき処理のための電解液を供給するために、電解液補充システム220のコントローラと調整される。 Furthermore, the control system 222, for supplying the electrolytic solution for the electroplating process, is adjusted with the controller of the electrolyte replenishing system 220.

以下の記述は、図2に記載されたとおり、電気めっきシステム・プラットフォーム200を通した、典型的なウェーハ電気めっき処理シーケンスの記述である。 The following description, as described in FIG. 2, through the electroplating system platform 200, a description of a typical wafer electroplating process sequence. 後述の処理シーケンスは、本発明に従って、電気化学堆積システムを利用して実行されうる、様々な他の処理シーケンスまたは組み合わせの例示である。 Processing sequence will be described later, in accordance with the present invention may be performed by using an electrochemical deposition system, it is illustrative of various other process sequence or combination. 複数のウェーハを含むウェーハ・カセットは、電気めっきシステム・プラットフォーム200のローディング・ステーション210におけるウェーハ・カセット受け取り領域224へとロードされる。 Wafer cassette containing a plurality of wafers is loaded into the wafer cassette receiving area 224 in the loading station 210 of the electroplating system platform 200. ローディング・ステーション移送ロボット228は、ウェーハ・カセットにおけるウェーハ・スロット(wafer slot)からウェーハを取り上げ、前記ウェーハをウェーハ・オリエンタ(wafer orientor)230に配置する。 Loading station transfer robot 228 picks up the wafer from the wafer slot (Wafer slot) at the wafer cassette and places the wafer on the wafer orienter (wafer orientor) 230. ウェーハ・オリエンタ230は、前記システムを通した処理のための所望の位置に、前記ウェーハを決定しおよび向ける。 Wafer orienter 230, a desired position for treatment through the system, to determine the wafer and directing. ローディング・ステーション移送ロボット228はそれから、位置付けされたウェーハをウェーハ・オリエンタ230から移送し、前記ウェーハを、SRDステーション212におけるウェーハ通過カセット238におけるウェーハ・スロットの一つに配置する。 Loading station transfer robot 228 then, transferring the positioning has been wafer from the wafer orienter 230, the wafer is placed in one of the wafer slots in the wafer pass cassette 238 in SRD station 212. メインフレーム移送ロボット242は、前記ウェーハを、ウェーハ通過カセット238から取り上げ、および前記ウェーハをフリッパ・ロボット・エンド・イフェクタ2404(flipper robot end effector)2404に固定する。 Mainframe transfer robot 242, the wafer, picked up from the wafer passes through the cassette 238, and securing the wafer to the flipper robot end-effector 2404 (flipper robot end effector) 2404. メインフレーム移送ロボット242は、前記ウェーハをEDPセル3010へ移送し、シード層修復処理(seed layer repair process)は、無電解堆積を利用して実行される。 Mainframe transfer robot 242 may transfer the wafer to the EDP cell 3010, a seed layer repair process (seed layer repair process) is performed using an electroless deposition.

シード層修復処理の後、メインフレーム移送ロボットは、電気めっき処理のために、前記ウェーハを処理セル240に移送する。 After the seed layer repair process, the mainframe transfer robot for electroplating process, transferring the wafer to the processing cell 240. フリッパ・ロボット・エンド・イフェクタ2404は、ウェーハの表面が下になるように、ウェーハ・ホルダ・アセンブリ450において回転させ、配置する。 Flipper robot end-effector 2404 such that the surface of the wafer becomes lower, rotate the wafer holder assembly 450 is disposed. 前記ウェーハは、ウェーハ・ホルダ464の下に配置されるが、カソード接触環466の上に配置される。 The wafer is placed under the wafer holder 464 is disposed on the cathode contact ring 466. フリッパ・ロボット・エンド・イフェクタ2404はそれから、ウェーハをカソード接触環466へと配置するために、前記ウェーハを解放する。 Flipper robot end-effector 2404 may then, in order to place the wafer into the cathode contact ring 466, releasing the wafer. ウェーハ・ホルダ464は、前記ウェーハに向かって動き、真空チャック(vacuum chuck)は、前記ウェーハをウェーハ・ホルダ464に固定する。 Wafer holder 464 moves toward the wafer, a vacuum chuck (vacuuming chuck) secures the wafer to wafer holder 464. ウェーハ・ホルダ・アセンブリ450上にあるブラダ・アセンブリ470は、ウェーハめっき表面とカソード接触環466との間に電気的接触を確保するために、ウェーハの裏面に対して圧力をかける。 Bladder assembly 470 on the wafer holder assembly 450 on, in order to ensure electrical contact between the wafer plating surface and the cathode contact ring 466 applies pressure against the backside of the wafer.

ヘッド・アセンブリ452は、処理キット420の上の処理位置へと下げられる。 Head assembly 452 is lowered to a processing position above the process kit 420. この点において、ウェーハは、堰478の上面(upper plane)の下にあり、処理キット420に含まれる電解液と接触する。 In this regard, the wafer is below the upper surface of the weir 478 (upper plane), in contact with the electrolyte contained in the process kit 420. 電源は、電気めっき処理を可能にするために、電力(すなわち、電圧および電流)をカソードおよびアノードに供給するように稼動する。 Power supply, to enable electroplating process, the power (i.e., voltage and current) running to supply the cathode and the anode. 電解液は、典型的には、電気めっき処理中、処理キットへと継続的に汲み込まれる。 Electrolyte is typically during the electroplating process, are Kumikoma continuously to the processing kit. カソードおよびアノードに供給される電力、および電解液の流れは、所望の電気めっき結果を達成するために、制御システム222によって制御される。 Power is supplied to the cathode and the anode, and the electrolyte flow, in order to achieve the results desired electroplating, are controlled by the control system 222. 好ましくは、ヘッド・アセンブリは、ヘッド・アセンブリが下がると、また電気めっき処理中も回転する。 Preferably, the head assembly when the head assembly is lowered and also rotated during the electroplating process.

電気めっき処理が完了した後、ヘッド・アセンブリ410は、ウェーハ・ホルダ・アセンブリを持ち上げ、前記ウェーハを電解液から除去する。 After electroplating process is completed, the head assembly 410 lifts the wafer holder assembly and removes the wafer from the electrolyte. 好ましくは、ヘッド・アセンブリは、ウェーハ・ホルダ・アセンブリからの残余電解液の除去を促進するために、一定時間、回転する。 Preferably, the head assembly is to facilitate the removal of residual electrolyte from the wafer holder assembly, a predetermined time, rotates. 真空チャックおよびウェーハ・ホルダのブラダ・アセンブリは、ウェーハ・ホルダからウェーハを解放し、およびウェーハ・ホルダは、フリッパ・ロボット・エンド・イフェクタ2404が、カソード接触環から処理されたウェーハを取り上げることができるようにするために、持ち上げられる。 Bladder assembly of the vacuum chuck and wafer holder releases the wafer from the wafer holder, and wafer holder, flipper robot end-effector 2404 can pick up wafers processed from the cathode contact ring in order to so, lifted. フリッパ・ロボット・エンド・イフェクタ2404は、カソード接触環における処理されたウェーハの裏面の上の位置に動かされ、およびフリッパ・ロボット・エンド・イフェクタ上の真空吸入グリッパ(vacuum suction gripper)を使用して、前記ウェーハを取り上げる。 Flipper robot end-effector 2404 is moved to a position above the rear surface of the processed wafer in the cathode contact ring, and using a vacuum suction gripper on the flipper robot end-effector (vacuum suction gripper) , pick up the wafer. メインフレーム移送ロボットは、処理セル240から、ウェーハとともにフリッパ・ロボット・エンド・イフェクタを引き込み、フリッパ・ロボット・エンド・イフェクタは、表面が下を向いた位置から、表面を上に向けた位置へと、前記ウェーハをめくる。 Mainframe transfer robot, from the processing cell 240, the wafer draws the flipper robot end-effector with, flipper robot end-effector from the position where the surface is facing down, to a position towards the top surface , turning the wafer.

前記ウェーハは、EBR/SRDモジュール2200へと移送される。 The wafer is transferred to the EBR / SRD module 2200. EBR/SRDウェーハ支持は前記ウェーハを持ち上げ、およびメインフレーム移送ロボットは、EBR/SRDモジュール2200から引き込まれる。 EBR / SRD wafer support lifts the wafer, and the mainframe transfer robot is drawn from the EBR / SRD module 2200. ウェーハは、EBR/SRDセルにおける真空ウェーハ・ホルダへと配置され、詳細に上述されたとおり、ウェーハのエッジ部分での過剰な堆積を除去するために、エッジ・ビード除去処理(edge bead removal process)が実行される。 The wafer is placed into the vacuum wafer holder in EBR / SRD cell, as described above in detail, in order to remove the excess deposition at the edge portion of the wafer, the edge bead removal process (edge ​​bead removal process) There is executed. ウェーハは、詳細に上述されたとおり、脱イオン水、または脱イオン水と清浄流体との組み合わせを使用して、EBR/SRDモジュールにおいて、スピン・リンス・ドライ処理(spin-rinse-dry process)を使用して清浄される。 Wafer, as described above in detail, using a combination of deionized water, or deionized water with clean fluid, the EBR / SRD module, spin rinse dry processes (spin-rinse-dry process) It is cleaned using. ウェーハは、EBR/SRDモジュールからの移送のために配置される。 The wafer is positioned for transfer from EBR / SRD module.

ローディング・ステーション移送ロボット228は、EBR/SRDモジュール236からウェーハを取り上げ、堆積した物質の属性を向上させるための、アニール加工処理のために、RTAチャンバ211へと処理されたウェーハを移送する。 Loading station transfer robot 228 picks up the wafer from the EBR / SRD module 236, to improve the attributes of the deposited material, for annealing processing, to transfer the processed wafer into the RTA chamber 211. アニールされたウェーハは、ローディング・ステーション・ロボット228によってRTAチャンバ211から移送され、電気めっきシステムからの除去のために、ウェーハ・カセットへと戻され、配置される。 Annealed wafer is transferred from the RTA chamber 211 by the loading station robot 228, for removal from the electroplating system, it is returned to the wafer cassette is placed. 上述されたシーケンスは、本発明の電気めっきシステム・プラットフォーム200において、実質的に同時に、複数のウェーハに関して実行されうる。 Above-described sequence, the electroplating system platform 200 of the present invention, substantially simultaneously, may be performed on a plurality of wafers. また、本発明に従った電気めっきシステムは、マルチスタック(multi-stack)のウェーハ処理を供給するように適応しうる。 Also, the electroplating system according to the present invention may be adapted to provide a wafer processing multi-stack (multi-stack).

前述の内容は、本発明の好ましい実施形態のためのものである一方で、本発明の他の、およびさらなる実施形態が、その基本的な範囲から逸脱することなく考案されてもよい。 The foregoing, while those for the preferred embodiment of the present invention, other and further embodiments of the invention may be devised without departing from the basic scope thereof.

Claims (63)

  1. a) メインフレーム・ウェーハ移送ロボットを有するメインフレームと; a) a main frame having a main frame wafer transfer robot;
    b) 前記メインフレームに接続するように配置されたローディング・ステーションと; b) a loading station arranged to be connected to the main frame;
    c) 前記メインフレームと接続するように配置された一つ以上の処理セルと;および d) 前記一つ以上の処理セルに流体で接続された電解液供給とを具備する、電気化学堆積システム。 c) the arranged one or more processing cells so as to connect with the main frame; and d) said comprises one or more processing cells and connected to electrolyte solution supply in fluid, the electrochemical deposition system.
  2. e) 電気化学堆積処理を制御するためのシステム・コントローラをさらに具備することを特徴とする、請求項1に記載のシステム。 Characterized by further comprising a system controller for controlling the e) electrochemical deposition processing system of claim 1.
  3. f) 前記ローディング・ステーションに隣接した前記メインフレーム上に配置された、エッジ・ビード除去/スピン・リンス・ドライ(EBR/SRD)ステーションをさらに具備することを特徴とする、請求項2に記載のシステム。 f) disposed on said main frame adjacent the loading station, characterized by further comprising an edge bead removal / spin-rinse-dry (EBR / SRD) station, according to claim 2 system.
  4. g) 前記ローディング・ステーションと接続するように配置された熱アニール・チャンバをさらに具備することを特徴とする、請求項3に記載のシステム。 Characterized by further comprising a placement thermal anneal chamber so as to connect with g) the loading station, the system according to claim 3.
  5. 前記ローディング・ステーションは: The loading station is:
    1) 一つ以上のウェーハ・カセット受け取り領域と; 1) and one or more wafer cassette receiving area;
    2) 前記ローディング・ステーション内でウェーハを移送するための、一つ以上のローディング・ステーション・ウェーハ移送ロボットと;および 3) ウェーハ・オリエンタとを具備することを特徴とする、請求項1に記載のシステム。 For transferring the wafers 2) the loading station, and one or more loading station wafer transfer robot; characterized by comprising a and 3) a wafer orienter, according to claim 1 system.
  6. 前記メインフレーム・ウェーハ移送ロボットは、複数の個別に操作可能なロボット・アームを具備することを特徴とする、請求項1に記載のシステム。 The mainframe wafer transfer robot is characterized in that it comprises a plurality of individually operable robotic arm, according to claim 1 system.
  7. 各ロボット・アームは、真空グリッパ・ロボット・ブレードを有するフリッパ・ロボットを具備するエンド・イフェクタを含むことを特徴とする、請求項6に記載のシステム。 Each robot arm, characterized in that it comprises an end-effector having a flipper robot having a vacuum gripper robot blade system according to claim 6.
  8. 前記処理セルは: The processing cell:
    1) カソードと、前記カソードの上に配置されたウェーハ・ホルダとを具備するヘッド・アセンブリと; 1) cathode and a head assembly comprising a wafer holder disposed on said cathode;
    2) 堰および電解液流入口を有する電解液コンテナと、前記電解液コンテナに配置されたアノードとを具備する処理キットと; 2) an electrolyte container having a weir and an electrolyte inlet, a process kit comprising an anode disposed in the electrolyte solution container;
    3) 前記堰の下に配置された過剰電解液受け(electrolyte overflow catch)と;および 4) 前記カソードおよび前記アノードに接続された電源とを具備することを特徴とする、請求項1に記載のシステム。 3) the receiving excess electrolyte disposed below the weir (Electrolyte overflow catch) and; characterized by comprising a and 4) connected to said cathode and said anode power supply of claim 1 system.
  9. 前記ヘッド・アセンブリは、前記ヘッド・アセンブリを、前記処理キットから離すように回転させるよう適応した回転アームに取り付けられることを特徴とする、請求項8に記載のシステム。 The head assembly is characterized in that it is mounted the head assembly, a rotating arm adapted to rotate and away from the process kit system according to claim 8.
  10. 前記ヘッド・アセンブリは、前記回転アームから伸びるカンチレバー・アームに取り付けられることを特徴とする、請求項9に記載のシステム。 The head assembly is characterized in that it is attached to the cantilever arm extending from the rotary arm, according to claim 9 system.
  11. 前記処理キットは、前記メインフレームに、取り外すことができるように配置されることを特徴とする、請求項8に記載のシステム。 Wherein the processing kit, the main frame, characterized in that it is arranged so that it can be removed, the system of claim 8.
  12. 前記電解液供給は、前記メインフレームと接続するように配置された電解液補充システムを具備し: Said electrolyte supply is provided with a deployed electrolyte refill system so as to be connected to the main frame:
    (1) 電解液供給タンクと; (1) and the electrolyte supply tank;
    (2) 前記電解液供給タンクと通じる一つ以上の化学的アナライザを具備する化学的アナライザ・モジュールと; (2) chemically analyzer module comprising one or more chemical analyzer in communication with said electrolyte supply tank;
    (3) 前記電解液供給タンクと通じる化学供給モジュールと;および (4) 前記電解液補充ステーションを操作するための一つ以上のコントローラとを具備する、請求項1に記載のシステム。 (3) the the electrolyte supply tank and the chemical supply module leads; includes and (4) and one or more controllers for operating said electrolyte refill station system according to claim 1.
  13. 前記化学供給モジュールは、個別の適合コネクタを有する、色でコード化されたモジュール・タンクを具備する、一つ以上のソース・タンクを具備することを特徴とする、請求項12に記載のシステム。 The chemical supply module has an individual adaptation connector comprises a coded module tanks color, characterized by including one or more source tanks, according to claim 12 systems.
  14. 前記電解液補充システムは: The electrolyte replenishing system:
    (5) 前記電解液供給タンクに接続された一つ以上のフィルタを含むろ過モジュールをさらに具備することを特徴とする、請求項12に記載のシステム。 (5) the electrolyte further filtration module including one or more filters connected to a supply tank, characterized in that it comprises, according to claim 12 systems.
  15. 前記一つ以上の化学アナライザは、有機化学アナライザおよび無機化学アナライザを具備することを特徴とする、請求項12に記載のシステム。 Wherein the one or more chemical analyzer, characterized by including the organic chemistry analyzer and inorganic chemistry analyzer system according to claim 12.
  16. 前記有機化学アナライザは、サイクリック・ボルタメトリック・ストリッパを具備することを特徴とする、請求項15に記載のシステム。 The organic chemistry analyzer, characterized by including a cyclic voltametric stripper system of claim 15.
  17. 前記無機化学アナライザは、自動滴定アナライザを具備することを特徴とする、請求項15に記載のシステム。 The inorganic chemistry analyzer, characterized by comprising an automatic titration analyzer system according to claim 15.
  18. 前記一つ以上の化学アナライザは、一つ以上の標準および一つ以上の基準体系を含むことを特徴とする、請求項12に記載のシステム。 Wherein the one or more chemical analyzer, characterized in that it comprises one or more standards and one or more reference systems The system of claim 12.
  19. e) 前記電解液供給と前記処理セルとの間に配置された一つ以上のガス抜き装置をさらに具備することを特徴とする、請求項1に記載のシステム。 Characterized by further comprising one or more venting device disposed between e) the electrolyte supply and the processing cell system of claim 1.
  20. g) 前記メインフレームに配置されたシード層修復ステーションをさらに具備することを特徴とする、請求項1に記載のシステム。 Characterized by further comprising a seed layer repair station disposed in g) the main frame system of claim 1.
  21. 前記シード層ステーションは、無電解堆積セルを具備することを特徴とする、請求項20に記載のシステム。 The seed layer station, characterized by comprising an electroless deposition cell system of claim 20.
  22. 前記メインフレームは、保護コーティングを有する基盤を含むことを特徴とする、請求項1に記載のシステム。 The main frame, characterized in that it comprises a base having a protective coating system according to claim 1.
  23. 前記コーティングは、エチレン・クロロ・トリ・フルオロ・エチレン(ethylen-chloro-tri-fluoro-ethaylene)(ECTFE)を具備することを特徴とする、請求項22に記載のシステム。 The coating is characterized by comprising ethylene-chloro-tri-fluoro-ethylene (ethylen-chloro-tri-fluoro-ethaylene) (ECTFE), The system of claim 22.
  24. a) 一つ以上の電気化学処理セルと流体で通じている電解液供給タンクと;および b) 前記電解液供給タンクと通じている一つ以上の化学アナライザを具備する化学アナライザ・モジュールとを具備する、電気化学堆積システム。 And a chemical analyzer module comprising one or more chemical analyzer in communication with and b) the electrolyte supply tank; a) and one or more electrochemical processing cell and electrolyte supply tank is in fluid communication to, electrochemical deposition system.
  25. 前記一つ以上の化学アナライザに接続されたコントローラをさらに具備することを特徴とする、請求項24に記載のシステム。 Further characterized by comprising a controller connected to the one or more chemical analyzer system according to claim 24.
  26. 前記電解液供給タンクに接続された一つ以上のフィルタを含むろ過モジュールを、さらに具備することを特徴とする、請求項24に記載のシステム。 The filtration module including one or more filters connected to the electrolyte supply tank, further characterized in that it comprises, according to claim 24 systems.
  27. 前記一つ以上の化学アナライザは、有機化学アナライザおよび無機化学アナライザを具備することを特徴とする、請求項24に記載のシステム。 Wherein the one or more chemical analyzer, characterized by including the organic chemistry analyzer and inorganic chemistry analyzer system according to claim 24.
  28. 前記有機化学アナライザは、サイクリック・ボルタメトリック・ストリッパを具備することを特徴とする、請求項27に記載のシステム。 The organic chemistry analyzer, characterized by including a cyclic voltametric stripper 28. The system of claim 27.
  29. 前記無機化学アナライザは、自動滴定アナライザを具備することを特徴とする、請求項27に記載のシステム。 The inorganic chemistry analyzer, characterized by comprising an automatic titration analyzer system according to claim 27.
  30. c) 前記電解液供給タンクと流体で通じている化学供給モジュールをさらに具備することを特徴とする、請求項24に記載のシステム。 Characterized by further comprising a chemical supply module that communicates with c) the electrolyte supply tank and the fluid system of claim 24.
  31. d) 前記化学アナライザ・モジュールおよび前記化学供給モジュールに結合された、電気化学堆積処理を操作するための制御システムをさらに具備することを特徴とする、請求項30に記載のシステム。 d) coupled to the chemical analyzer module and the chemical supply module, and further comprising a control system for operating an electrochemical deposition process, the system according to claim 30.
  32. 前記化学供給モジュールに接続されたコントローラをさらに具備することを特徴とする、請求項30に記載のシステム。 Further characterized by comprising a controller connected to the chemical supply module, system according to claim 30.
  33. 前記化学供給モジュールおよび前記化学アナライザ・モジュールに接続されたコントローラをさらに具備することを特徴とする、請求項30に記載のシステム。 Characterized by further comprising a controller connected to the chemical supply module and the chemical analyzer module system according to claim 30.
  34. 主電解液供給タンクと通じる一つ以上の処理セルを具備する、電気化学堆積システムにおける電解液を解析するための方法であって: Comprising one or more processing cells in communication with the main electrolyte supply tank, a method for analyzing the electrolytic solution in the electrochemical deposition system:
    a) 前記電解液の少なくとも一部を、前記主電解液供給タンクから、一つ以上の化学アナライザへ流し;および b) 前記電解液を解析するステップを具備する前記方法。 It said method comprising the step of analyzing the and b) the electrolyte; at least a portion of a) the electrolyte, from the main electrolyte supply tank, one flow to or more chemical analyzers.
  35. 前記電解液を解析するステップは、無機物質および有機物質の濃度を決定するステップを具備することを特徴とする、請求項34に記載の方法。 The step of analyzing the electrolytic solution, characterized by comprising the step of determining the concentration of the inorganic material and organic material, A method according to claim 34.
  36. 前記電解液を解析するステップは、自動滴定アナライザおよびサイクリック・ボルタメトリック・ストリッパを操作するステップを具備することを特徴とする、請求項34に記載の方法。 Step is characterized by comprising the step of operating the automatic titration analyzer and cyclic voltametric stripper method of claim 34 for analyzing the electrolytic solution.
  37. c) 一つ以上の化学物質を、一つ以上のソース・タンクから、前記主電解液供給タンクへと流すステップをさらに具備することを特徴とする、請求項34に記載の方法。 c) one or more chemical substances, from one or more source tanks, further characterized by comprising the step of flowing into the main electrolytic solution supply tank, the method according to claim 34.
  38. c) 前記電解液の少なくとも一部を、一つ以上の処理セルへと流すステップをさらに具備することを特徴とする、請求項34に記載の方法。 At least a portion of c) the electrolyte, characterized by comprising further the step of flowing into one or more processing cells, The method of claim 34.
  39. プロセッサによって実行される時には、一つ以上のコントローラに: When executed by the processor, one or more controller:
    a) 電解液の少なくとも一部を、電解液供給タンクから一つ以上の化学アナライザへと流すステップと;および b) 前記電解液の合成を評価するデータを生成するステップとを実行させるプログラムを含む単一ベアリング媒体(a single-bearing medium)。 Including a program and a step of generating data to evaluate the synthesis of and b) the electrolyte; at least a portion of the a) electrolyte, steps and flow into one or more chemical analyzers from the electrolytic solution supply tank single bearing medium (a single-bearing medium).
  40. ステップ(b)は、自動滴定アナライザおよびサイクリック・ボルタメトリック・ストリッパを操作するステップを具備することを特徴とする、請求項39に記載の単一ベアリング媒体。 Step (b) it is characterized by comprising the step of operating the automatic titration analyzer and cyclic voltametric stripper, single bearing medium of claim 39.
  41. ステップ(b)は、無機物質および有機物質の濃度を決定するステップを具備することを特徴とする、請求項39に記載の単一ベアリング媒体。 Step (b) it is characterized by comprising the step of determining the concentration of inorganic materials and organic materials, a single bearing medium of claim 39.
  42. (c) ステップ(b)において生成されたデータに基づいて、一つ以上の化学物質を、一つ以上のソース・タンクから前記電解液供給タンクへと流すステップをさらに具備することを特徴とする、請求項39に記載の単一ベアリング媒体。 (C) based on the generated data in step (b), characterized in that one or more chemicals, the step further comprises flowing into said electrolyte supply tank from one or more source tanks , single bearing medium of claim 39.
  43. a) a)
    1)カソードと;および 2)前記カソードの上に配置されたウェーハ・ホルダと を具備するヘッド・アセンブリと b) 1) cathode and; and 2) the head assembly and b; and a wafer holder disposed on the cathode)
    1)堰および電解液流入口を有する電解液コンテナと;および 2)前記電解液コンテナに配置されたアノードと を具備する、前記ヘッド・アセンブリの下に配置された処理キットと c) 電解液流出口を有する、前記堰の下に配置された過剰電解液受けと;および d) 前記カソードおよび前記アノードに接続された電源とを具備する、金属を基板に電気化学的に堆積させるための装置。 1) an electrolyte container having a weir and an electrolyte inlet; and 2) and a said arranged in the electrolyte container anode, process kit disposed below said head assembly and c) an electrolyte flow having an outlet, and excess electrolyte liquid receiving disposed below the weir; and d) comprises a said cathode and connected to said anode power supply, apparatus for depositing metal electrochemically to the substrate.
  44. 前記カソードは、カソード接触環を具備することを特徴とする、請求項43に記載の装置。 The cathode is characterized by having a cathode contact ring, according to claim 43.
  45. 前記カソード接触環は、複数のウェーハ接触パッドを有するウェーハ・シーティング表面(wafer seating surface)を具備することを特徴とする、請求項44に記載の装置。 The cathode contact ring is characterized by having a wafer seating surface (wafer seating surface) having a plurality of wafer contact pads, according to claim 44.
  46. 前記カソード接触環は、親水性表面を有することを特徴とする、請求項44に記載の装置。 The cathode contact ring is characterized by having a hydrophilic surface, according to claim 44.
  47. 前記処理キットは、前記アノードの上の前記電解液コンテナに配置されたフィルタをさらに具備することを特徴とする、請求項43に記載の装置。 Wherein the processing kit, characterized by further comprising a filter disposed in the electrolyte solution container over the anode, according to claim 43.
  48. e) e)
    1)ポンプを通して、前記電解液コンテナ上の前記電解液流入口へと接続された主タンクと; 1) through the pump, it has been a main tank connected to the electrolyte inlet on the electrolyte container;
    2)前記主タンクに接続された一つ以上のフィルタ・タンクと;および 3)前記主タンクに接続された一つ以上のソース・タンクと を具備する電解液供給をさらに具備することを特徴とする、請求項43に記載の装置。 2) the main and one or more filter tank connected to the tank; and 3) and characterized by further comprising an electrolyte supply comprising a one or more source tanks that are connected to the main tank to apparatus according to claim 43.
  49. 前記アノードは: Wherein the anode is:
    a) 消耗アノード・プレートと;および b) 前記消耗アノード・プレートを包囲する透過性封入メンバとを具備することを特徴とする、請求項43に記載の装置。 a) a consumable anode plate; and b) the characterized by comprising a transparent encapsulating member surrounding the consumable anode plate, according to claim 43.
  50. 前記アノードは: Wherein the anode is:
    c) 前記封入メンバを通して前記アノード・プレートへと伸びる複数の電気接触メンバであって、その各々は前記電解液コンテナを通して伸び、およびそれに固定されている前記電気接触メンバをさらに具備することを特徴とする、請求項49に記載の装置。 c) a plurality of electrical contact members extending into the anode plate through said enclosing member, and characterized in that each extends through said electrolyte container, and further comprising the electrical contact member is fixed thereto to apparatus according to claim 49.
  51. 前記封入メンバは、親水性メンブレンを具備することを特徴とする、請求項49に記載の装置。 The encapsulation member is characterized by comprising a hydrophilic membrane according to claim 49.
  52. 前記封入メンバは、それらの間に配置されたメンブレン支持環に取り付けられた、上部親水性メンブレンおよび底部親水性メンブレンを具備することを特徴とする、請求項49に記載の装置。 The encapsulation member is attached to the placed membrane support ring therebetween, characterized in that it comprises an upper hydrophilic membrane and a bottom hydrophilic membrane device according to claim 49.
  53. 前記底部親水性メンブレンは、前記封入メンバと前記アノード・プレートとの間の間隙への、電解液の流れを容易にするように適応した開口部を含むことを特徴とする、請求項52に記載の装置。 Said bottom hydrophilic membrane, characterized in that it comprises an opening into the gap, adapted to facilitate the flow of electrolyte between the enclosing member and the anode plate, according to claim 52 device.
  54. 前記アノードは: Wherein the anode is:
    d) 前記メンブレン支持環に接続され、および前記電解液コンテナを通って伸びるバイパス流出口をさらに具備することを特徴とする、請求項53に記載の装置。 d) connected to said membrane support ring, and said to characterized by comprising an electrolyte bypass flow outlet extending through the container further, apparatus according to claim 53.
  55. 前記アノードは: Wherein the anode is:
    d) 前記底部親水性メンブレンを通って接続されるバイパス電解液流入口をさらに具備することを特徴とする、請求項52に記載の装置。 Characterized by further comprising a bypass electrolyte inlet connected through d) said bottom hydrophilic membrane device according to claim 52.
  56. 前記アノードは: Wherein the anode is:
    e) 前記メンブレン支持環に接続され、および前記電解液コンテナを通って伸びるバイパス流出口をさらに具備することを特徴とする、請求項55に記載の装置。 e) connected to said membrane support ring, and the electrolyte bypass flow outlet extending through the container and further characterized in that it comprises apparatus according to claim 55.
  57. 前記バイパス流入口は、フロー制御バルブを含むことを特徴とする、請求項55に記載の装置。 The bypass inlet is characterized in that it comprises a flow control valve apparatus of claim 55.
  58. 前記電解液流入口は、フロー制御バルブを含むことを特徴とする、請求項57に記載の装置。 The electrolyte inlet is characterized in that it comprises a flow control valve apparatus of claim 57.
  59. e) 前記ヘッド・アセンブリに接続され、および前記ヘッド・アセンブリを回転させるように適応した回転アクチュエータをさらに具備することを特徴とする、請求項43に記載の装置。 e) connected to said head assembly, and further characterized in that it comprises a rotary actuator adapted to rotate said head assembly, according to claim 43.
  60. 前記ウェーハ・ホルダは、ブラダ・アセンブリを具備することを特徴とする、請求項43に記載の装置。 The wafer holder is characterized in that it comprises a bladder assembly, apparatus according to claim 43.
  61. 前記ブラダ・アセンブリは、中間ウェーハ・ホルダ・プレートの裏面に取り付けられた膨張可能ブラダと、および前記中間ウェーハ・ホルダ・プレートの前面にある環状溝に配置されたオーリングとを具備することを特徴とする、請求項60に記載の装置。 The bladder assembly is characterized by including an inflatable bladder mounted on the rear surface of the intermediary wafer holder plate, and the O-ring disposed in an annular groove on the front of the intermediate wafer holder plate that, according to claim 60.
  62. 前記中間ウェーハ・ホルダ・プレートは、前記プレートを通して伸び、および真空ポートと流体で通じるように配置された複数の穴を含むことを特徴とする、請求項61に記載の装置。 The intermediate wafer holder plate extends through said plate, and characterized in that it comprises a plurality of holes arranged so as to communicate with a vacuum port and a fluid device according to claim 61.
  63. 前記オーリングの一つ以上の表面および前記中間ウェーハ・ホルダ・プレートは、親水性表面を具備することを特徴とする、請求項61に記載の装置。 One or more surfaces and the intermediate wafer holder plate of the O-ring is characterized by having a hydrophilic surface, according to claim 61.
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