JP2012177203A - 電気化学堆積の装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】より小さな流れは迂回して別のプラットフォーム154上にあってもよい投与装置262へ向かう。一実施例において投与装置は加圧されたフローラインを含む。
【選択図】図4
Description
本発明の図解した一実施例では半導体基板を電気メッキする方法と装置が提供されており、この方法と装置は、電解質を電解質容器と少なくとも一つの電解メッキ用小室の間に再循環させるにあたり、電気メッキ用ツールのプラットフォームに設置した容器−小室間流体再循環回路を経由させること、及び電解質を電解質容器と投与装置の間に再循環させるにあたり、投与システムプラットフォームを電気メッキ用ツールプラットフォームに結合している容器−投与装置間流体再循環回路を経由させること、を含んでいる。電解質は添加剤と共に投与システムプラットフォームで投与装置を使用して投与される。
図2は、本発明の実施例による電気化学堆積システム150の斜視図である。図3は、図2の電気メッキシステムの模式的な機械構成図である。図2と図3によると、電気化学堆積システム150には電気メッキ用ツールのプラットフォーム152と投与システムプラットフォーム154が存在し、154によって電気化学堆積溶液が電気メッキ用ツールプラットフォーム152用として投与される。以下に一実施例で更に詳細に説明する様に、大部分の電気化学堆積溶液は、この一実施例では電解質だが、電気メッキ用ツールのプラットフォーム152において局所的に再循環する。比較的に小さな電解質の流れだけが投与システムプラットフォーム154に迂回して分析され、必要により投与を受ける。また、投与は、加圧されていない容器ないし収容タンクの中ではなく、流れが加圧されているラインで達成可能である。以下に述べるいろいろな特徴の結果として、全体システムの複雑さは実質的に軽減しており、信頼性が増加している。
Claims (45)
- 半導体基板を電気メッキする、複数の添加剤の供給源と共に使用される電気メッキシステムであって:
少なくとも一つの電解メッキ用小室と;
電解質容器と;
前記容器及び前記小室に流体的に結合され、前記容器と前記小室の間に電解質を再循環するように構成された、容器−小室間流体再循環回路と;
前記複数の供給源に結合され、電解質に前記添加剤を投与するように構成された投与装置と;
前記容器及び前記投与装置に流体的に結合され、前記容器と前記投与装置の間に電解質を再循環するように構成された、容器−投与装置間流体再循環回路と、
を備えるシステム。 - 前記投与装置が、前記容器−投与装置間流体再循環回路に結合され、圧力下で電解質の流れを提供するように構成された流体ラインを備え、前記投与装置の流体ラインは複数の入口を有し、各入口は添加剤の供給源に結合されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記容器−小室間流体再循環回路は、前記容器を流体的に前記小室に結合し、前記容器から前記小室に電解質の流れを提供するように構成された容器−小室間供給ラインを含み、前記容器−小室間流体再循環回路は、前記小室を流体的に前記容器に結合し、前記小室から前記容器に電解質の流れを提供するように構成された容器−小室間帰還ラインを更に含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記容器−投与装置間流体再循環回路は、前記容器を流体的に前記投与装置に結合し、前記容器から前記投与装置に電解質の流れを提供するように構成された容器−投与装置間供給ラインを含み、前記容器−投与装置間流体再循環回路は、前記投与装置を流体的に前記容器に結合し、前記投与装置から前記容器に電解質の流れを提供するように構成された投与装置−容器間帰還ラインを更に含む、請求項3に記載のシステム。
- 前記容器−小室間供給ラインは流体的に前記小室に結合された第一の出口を有し、前記容器−小室間供給ラインは流体的に前記容器−投与装置間流体再循環回路の容器−投与装置間供給ラインに接続された第二の出口を有する、請求項4に記載のシステム。
- 更に、前記容器に結合して前記電解質の化学組成を分析するように構成された分析装置と;前記容器及び前記分析装置に流体的に結合し、前記容器と前記分析装置の間に電解質が再循環するように構成された容器分析装置間流体再循環回路とを備える、請求項4に記載のシステム。
- 前記容器−分析装置間流体再循環回路は、前記容器を流体的に前記分析装置に結合し、前記容器から前記分析装置に電解質の流れを提供するように構成された供給ラインを含み、前記容器−分析装置間流体再循環回路は、前記分析装置を流体的に前記容器に結合し、前記分析装置から前記容器に電解質の流れを提供するように構成された帰還ラインを含む、請求項6に記載のシステム。
- 前記容器−投与装置間流体再循環回路の前記容器−投与装置間供給ラインは、前記投与装置に結合する第一の出口と、前記容器−分析器間流体再循環回路の前記供給ラインに結合する第二の出口とを有し、前記容器−投与装置間流体再循環回路の前記容器−投与装置間帰還ラインは、前記容器−分析装置間流体再循環回路の前記帰還ラインに結合する入口を有する、請求項7に記載のシステム。
- 前記投与装置に結合する前記容器−投与装置間供給ラインの第一の出口は、前記容器−分析装置間流体再循環回路の前記供給ラインに結合する前記容器−投与装置間供給ラインの出口の下流にあり、また前記容器−分析装置間流体再循環回路の前記帰還ラインに結合する前記容器−投与装置間複路ラインの入口は、前記投与装置に結合する前記容器−投与装置間供給ラインの出口の上流にある、請求項8に記載のシステム。
- 前記容器に熱的に結合し、前記容器内の電解質を冷却するように構成された熱交換器を更に備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記熱交換器が前記容器内に設置され、前記容器内で前記電解質に接触する、請求項10に記載のシステム。
- 前記容器−小室間流体再循環回路は、第一の平均流れ断面積を画成し、前記容器−投与装置間流体再循環回路は、前記第一の平均流れ断面積より小さい第二の平均流れ断面積を画成する、請求項1に記載のシステム。
- 前記第一の平均流れ断面積が前記第二の平均流れ断面積よりも100−300%大きい、請求項12に記載のシステム。
- 前記容器−小室間流体再循環回路は、第一の平均流量を流し、前記容器−投与装置間流体再循環回路は、前記第一の平均流量より小さい第二の平均流量を流すようにされている、請求項1に記載のシステム。
- 前記第一の平均流量が前記第二の平均流量よりも600−3000%大きくなるようにされている、請求項14に記載のシステム。
- 前記容器は電解質出口を有し、前記小室は電解質入口を有し、前記容器−小室間流体再循環回路は、前記容器出口を流体的に前記小室入口に連結し、前記容器出口から前記小室入口に電解質の流れを提供するように構成された容器−小室間供給ラインを含み、前記容器−小室間供給ラインが5メートルを越えない、請求項1に記載のシステム。
- 前記容器−小室間供給ラインが2メートルを越えない、請求項16に記載のシステム。
- 前記容器は出口を有し、前記投与装置は入口を有し、前記容器−投与装置間流体再循環回路は、前記容器出口を流体的に前記投与装置入口に連結し、前記容器出口から前記投与装置入口に電解質の流れを提供するように構成された容器−投与装置間供給ラインを含み、前記容器−投与装置間供給ラインが1メートルを越える、請求項1に記載のシステム。
- 前記容器−投与装置間供給ラインが50メートルを越える、請求項18に記載のシステム。
- 前記容器−小室間流体再循環回路及び前記容器−投与装置間流体再循環回路が共有するシングルポンプを更に含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記電解メッキ用小室、前記電解質容器、及び前記容器−小室間流体再循環回路はツールプラットフォームに配置され、前記投与装置は遠隔の投与プラットフォームに配置され、前記容器−投与装置間流体再循環回路が前記遠隔のプラットフォームを流体的に前記第一のプラットフォームに結合し、
前記システムは第二のツールプラットフォームを更に含み、前記遠隔のプラットフォームは第二の投与装置を有し、前記システムは、前記遠隔の投与プラットフォームにある前記第二の投与装置を流体的に前記第二のツールプラットフォームの容器に結合する第二の容器−投与装置間流体回路を更に備える、請求項20に記載のシステム。 - 半導体基板を電気メッキする方法であって:
電解質容器と少なくとも一つの電解メッキ小室に流体的に結合される容器−小室間流体再循環回路を介して、前記容器と前記小室の間で電解質を再循環させるステップと;
前記容器と投与装置に流体的に結合される容器−投与装置間流体再循環回路を介して、前記容器と前記投与装置の間で電解質を再循環させるステップと;
前記投与装置を用いて前記容器−投与装置間流体再循環回路の電解質に添加剤を投与するステップと;
を含む方法。 - 前記投与ステップが、前記容器−投与装置間流体再循環回路に結合している加圧流体ラインを介して電解質を流動させるステップと、複数の入口を介して前記投与装置流体ラインに添加剤を加えるステップ、とを備える、請求項22に記載の方法。
- 前記容器−小室間流体再循環ステップが、容器−小室間供給ラインを介して前記容器から前記小室に電解質を流動させるステップを含み、前記容器−小室間流体再循環ステップが、前記小室から小室−容器間帰還ラインを介して前記容器に電解質を流動させるステップを更に含む、請求項22に記載の方法。
- 前記容器−投与装置間流体再循環ステップが、容器−投与装置間供給ラインを介して前記容器から前記投与装置に電解質を流動させるステップを含み、前記容器−投与装置間流体再循環ステップが、前記投与装置から投与装置−容器間帰還ラインを介して前記容器に電解質を流動させるステップを更に含む、請求項24に記載の方法。
- 前記容器−投与装置間流体再循環ステップが、電解質の流れを前記容器−小室間供給ラインから、前記容器−投与装置間流体再循環回路の前記容器−投与装置間供給ラインに迂回させるステップを更に含み、
前記投与ステップが、前記容器−投与装置間流体再循環回路に結合している加圧流体ラインを介して電解質を流動させるステップと、複数の入口を介して前記投与装置流体ラインに添加剤を加えるステップ、とを備える、請求項22に記載の方法。 - 電解質試料の流れを、試料供給ラインを介して前記容器−投与装置供給ラインから分析装置に迂回させるステップと、前記分析装置を使用して前記電解質試料の流れから試料の化学組成を分析するステップと、前記電解質試料の流れを、前記分析装置から試料帰還ラインを介して前記容器−投与装置帰還ラインに帰還させるステップとを更に備える、請求項25に記載の方法。
- 前記試料の流れを迂回させるステップは、前記試料の流れを前記投与装置の上流の前記容器−投与装置間供給ラインから迂回させ、前記試料の流れを帰還させるステップは、前記試料の流れを前記投与装置の下流の前記投与装置−容器帰還ラインに帰還させる、請求項27に記載の方法。
- 前記容器に熱的に結合した熱交換器を用いて前記容器内の前記電解質を冷却するステップを更に備える、請求項22に記載の方法。
- 前記熱交換器が前記容器内に配置され、前記容器内の前記電解質に接触する、請求項29に記載の方法。
- 前記容器−小室間流体再循環回路は第一の平均流れ断面積を画成し、また前記容器−投与装置間流体再循環回路は、第一の平均流れ断面積より小さい第二の平均流れ断面積を画成す、請求項22に記載の方法。
- 前記第一の平均流れ断面積が前記第二の平均流れ断面積よりも100−300%大きい、請求項31に記載の方法。
- 前記容器−小室間流体再循環が第一の平均流量で循環し、前記容器−投与装置間流体再循環が前記第一の平均流量より小さい第二の平均流量で循環する、請求項22に記載の方法。
- 前記第一の平均流量が前記第二の平均流量よりも600−3000%大きい、請求項33に記載の方法。
- 前記容器−小室間流体再循環ステップが5メートルを越えない距離で電解質を再循環する、請求項22に記載の方法。
- 前記容器−小室間供給ラインが2メートルを越えない、請求項35に記載の方法。
- 前記容器−投与装置間流体再循環ステップが1メートルを越える距離で電解質を再循環する、請求項22に記載の方法。
- 前記容器−投与装置間供給ラインが50メートルを越える、請求項37に記載の方法。
- 前記容器−小室間流体再循環及び前記容器−投与装置間流体再循環ステップが、前記容器−小室間流体再循環回路及び前記容器−投与装置間流体再循環回路が共有するシングルポンプを利用する、請求項22に記載の方法。
- 前記容器が電気メッキ及び投与操作中に使用される唯一の容器である、請求項22に記載の方法。
- 複数の添加剤の供給源に連結して使用され、少なくとも一つの電解メッキ用小室と電解質容器とを有する電気メッキシステムにおいて電解質を投与する投与システムであって、前記システムは:
前記容器に結合し、圧力下で電解質の流れを提供するように構成された流体ラインであって、前記流体ラインは複数の入口を有し、各入口は添加剤の供給源に結合し、添加剤は前記流体ラインを介して前記電解質の流れに加えられる、流体ライン
を備えるシステム。 - 前記容器に結合し、電解質の化学組成を分析するように構成された分析装置と;複数の制御バルブとを更に備え、各制御バルブは、前記分析装置に応答して、流体ライン入口を介して前記電解質の流れへの添加剤の流れを制御するように構成された、請求項41に記載のシステム。
- 半導体基板を電気メッキする電解質投与方法であって、前記方法は:
電解質容器に結合した加圧された流れラインを介して、加圧された電解質の流れを方向付けるステップと;
前記加圧された流れラインに結合した複数の入口を介して、前記加圧された流れライン中の電解質の加圧された流れに添加剤を投与するステップと、
を含む方法。 - 電解質試料の流れを電解質の前記加圧された流れから分析装置に迂回させるステップと、前記分析装置を使用して前記電解質試料の流れの化学組成を分析するステップと、前記電解質試料の流れを前記分析装置から電解質の前記加圧された流れに戻すステップとを更に含む、請求項43に記載の方法。
- 前記投与ステップが、前記分析装置に応答して、流れラインの入口に結合する入口バルブを制御して添加剤を通過させるステップを備える、請求項44に記載の方法。
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