JP3274457B2 - 基板に材料を堆積及び／または除去するための処理チャンバ及びその方法 - Google Patents
基板に材料を堆積及び／または除去するための処理チャンバ及びその方法Info
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- C25D7/123—Semiconductors first coated with a seed layer or a conductive layer
Description
【０００１】発明の背景 技術分野 本発明は半導体ウェーハ加工の分野に関するものであっ
て、特に半導体ウェーハ上に材料を堆積及び／または除
去するためのチャンバ及び該チャンバの利用に関する。
て、特に半導体ウェーハ上に材料を堆積及び／または除
去するためのチャンバ及び該チャンバの利用に関する。
【０００２】技術背景 半導体ウェーハ上のデバイスの製造において、複数レベ
ルの導電性（典型的には金属）層を基板の上に製造する
ことが今や慣例になっている。該複数メタライゼーショ
ン層は、十分に１ミクロン設計ルール未満となるように
デバイスのサイズを小型化して、より高密度化に適合さ
せるために使用される。同様に、もっと小さい空間に適
合化させるために、インターコネクト構造も小型化する
必要がある。従って、集積回路技術が０．２５ミクロン
近辺の範囲へと進展するにつれ、もっと進歩したメタラ
イゼーション技術が、現存の慣用方法を越える進歩をも
たらすために必要とされる。この必要の一部は、新材料
の利用から生じる。
ルの導電性（典型的には金属）層を基板の上に製造する
ことが今や慣例になっている。該複数メタライゼーショ
ン層は、十分に１ミクロン設計ルール未満となるように
デバイスのサイズを小型化して、より高密度化に適合さ
せるために使用される。同様に、もっと小さい空間に適
合化させるために、インターコネクト構造も小型化する
必要がある。従って、集積回路技術が０．２５ミクロン
近辺の範囲へと進展するにつれ、もっと進歩したメタラ
イゼーション技術が、現存の慣用方法を越える進歩をも
たらすために必要とされる。この必要の一部は、新材料
の利用から生じる。
【０００３】例えばウェーハ上のメタライゼーションに
使用する一般的な金属の一つとしてアルミニウムがあ
る。アルミニウムが使われるのは、他の導電物質と比較
してもそれが比較的安価で、低い抵抗率を有し、かつエ
ッチングが比較的容易であるからでもある。しかしなが
ら、種々の形状寸法がサブミクロンのレベルにスケール
ダウンするにつれ、固有高電流密度及びアルミニウムと
結合したエレクトロマイグレーション（ｅｌｅｃｔｒｏ
ｍｉｇｒａｔｉｏｎ）特性が、重要な問題として顕在化
し始める。アルミニウムとの結合において、他の金属を
使用することにより（例えば、プラグ経由用タングステ
ンの使用）、いくらかの改善がなされたが、アルミニウ
ム固有の特性が未だにその効果的使用を制限している。
使用する一般的な金属の一つとしてアルミニウムがあ
る。アルミニウムが使われるのは、他の導電物質と比較
してもそれが比較的安価で、低い抵抗率を有し、かつエ
ッチングが比較的容易であるからでもある。しかしなが
ら、種々の形状寸法がサブミクロンのレベルにスケール
ダウンするにつれ、固有高電流密度及びアルミニウムと
結合したエレクトロマイグレーション（ｅｌｅｃｔｒｏ
ｍｉｇｒａｔｉｏｎ）特性が、重要な問題として顕在化
し始める。アルミニウムとの結合において、他の金属を
使用することにより（例えば、プラグ経由用タングステ
ンの使用）、いくらかの改善がなされたが、アルミニウ
ム固有の特性が未だにその効果的使用を制限している。
【０００４】半導体ウェーハのメタライゼーションの部
分またはすべてのための材料として銅を利用するとい
う、一つのアプローチがなされた（例えば“Ｃｏｐｐｅ
ｒ ＡＳ Ｔｈｅ Ｆｕｔｕｒｅ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎ
ｅｃｔｉｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌ；” Ｐｅｉ−Ｌｉｎ
Ｐａｉ他；Ｊｕｎｅ １２−１３， １９８９ ＶＭ
ＩＣ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ；ｐｐ． ２５８−２６４
を参照）。銅はアルミニウムよりも優れたエレクトロマ
イグレーション特性及び低い抵抗率を有しているので、
ウェーハ上にメタライゼーションをもたらすのに、アル
ミニウムよりも好ましい材料である。さらに、銅は、タ
ングステンをしのぐ改善された電気特性を有しているこ
とが、同様に銅をプラグとして使用する（インターレベ
ル・インターコネクト）のに望ましい金属にしている。
しかしながら、銅メタライゼーションの使用にあたって
重大な欠点が一つあり、それは堆積／エッチングしにく
いということである。また、アルミニウムよりも実施に
費用がかかる。従って、向上したウェーハ加工技術が銅
によって得られるにもかかわらず、銅加工に伴う潜在コ
ストはネガティブな要素である。従って、銅テクノロジ
ーを実施するのが望ましいが、ただしそれは銅加工用装
置のコスト増加を伴わずに、である。
分またはすべてのための材料として銅を利用するとい
う、一つのアプローチがなされた（例えば“Ｃｏｐｐｅ
ｒ ＡＳ Ｔｈｅ Ｆｕｔｕｒｅ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎ
ｅｃｔｉｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌ；” Ｐｅｉ−Ｌｉｎ
Ｐａｉ他；Ｊｕｎｅ １２−１３， １９８９ ＶＭ
ＩＣ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ；ｐｐ． ２５８−２６４
を参照）。銅はアルミニウムよりも優れたエレクトロマ
イグレーション特性及び低い抵抗率を有しているので、
ウェーハ上にメタライゼーションをもたらすのに、アル
ミニウムよりも好ましい材料である。さらに、銅は、タ
ングステンをしのぐ改善された電気特性を有しているこ
とが、同様に銅をプラグとして使用する（インターレベ
ル・インターコネクト）のに望ましい金属にしている。
しかしながら、銅メタライゼーションの使用にあたって
重大な欠点が一つあり、それは堆積／エッチングしにく
いということである。また、アルミニウムよりも実施に
費用がかかる。従って、向上したウェーハ加工技術が銅
によって得られるにもかかわらず、銅加工に伴う潜在コ
ストはネガティブな要素である。従って、銅テクノロジ
ーを実施するのが望ましいが、ただしそれは銅加工用装
置のコスト増加を伴わずに、である。
【０００５】機能（ｆｅａｔｕｒｅ）、回路及び、半導
体ウェーハのごとき基板上のデバイスを製造するため
に、ウェーハ上に材料を堆積およびエッチングするさま
ざまなテクニックが知られている。堆積テクニックとし
ては、例えばＰＶＤ、ＣＶＤ、スパッタリング及び電解
液にウェーハを浸漬するなどの方法がある。最後に挙げ
た方法は、無電解メッキまたは電気メッキのいずれにも
使用可能である。電気メッキテクニックにおいて、基板
は電解液中に浸漬され、そして陽極陰極間の電界中に配
置される。その際、荷電粒子がウェーハの表面に堆積す
る（例えば“Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏ
ｄ Ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ”という名称
の米国特許５，４４１，６２９を参照）。
体ウェーハのごとき基板上のデバイスを製造するため
に、ウェーハ上に材料を堆積およびエッチングするさま
ざまなテクニックが知られている。堆積テクニックとし
ては、例えばＰＶＤ、ＣＶＤ、スパッタリング及び電解
液にウェーハを浸漬するなどの方法がある。最後に挙げ
た方法は、無電解メッキまたは電気メッキのいずれにも
使用可能である。電気メッキテクニックにおいて、基板
は電解液中に浸漬され、そして陽極陰極間の電界中に配
置される。その際、荷電粒子がウェーハの表面に堆積す
る（例えば“Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏ
ｄ Ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ”という名称
の米国特許５，４４１，６２９を参照）。
【０００６】同様に、ウェーハから材料を除去するため
の多くのテクニックが知られている。これらのテクニッ
クとして、ＲＩＥ、プラズマエッチング、化学的機械的
研磨及び電解液への浸漬がある。浸漬ウェーハを電界中
に置くことによる材料除去は、電気メッキと同等の準備
を用いるが、ただしこれらの場合においてはウェーハか
ら荷電粒子を除去するので正反対の結果を伴う。
の多くのテクニックが知られている。これらのテクニッ
クとして、ＲＩＥ、プラズマエッチング、化学的機械的
研磨及び電解液への浸漬がある。浸漬ウェーハを電界中
に置くことによる材料除去は、電気メッキと同等の準備
を用いるが、ただしこれらの場合においてはウェーハか
ら荷電粒子を除去するので正反対の結果を伴う。
【０００７】本発明は、材料が堆積ないし基板から除去
される電気メッキ／電解研磨テクニックを用いる。メタ
ライゼーション用の銅の使用に関して適合しかつ記載さ
れている新規の加工用具において、それらのテクニック
が実施される。従って、本発明は電気メッキによる材料
堆積及び／または電解研磨による材料除去をもたらすの
であり、半導体製品の大量生産のためにここに記載され
たテクニックが経済的に実施可能である。さらにまた、
これらのテクニックはシリコンウェーハ上での銅メタラ
イゼーションに効果的に利用可能である。
される電気メッキ／電解研磨テクニックを用いる。メタ
ライゼーション用の銅の使用に関して適合しかつ記載さ
れている新規の加工用具において、それらのテクニック
が実施される。従って、本発明は電気メッキによる材料
堆積及び／または電解研磨による材料除去をもたらすの
であり、半導体製品の大量生産のためにここに記載され
たテクニックが経済的に実施可能である。さらにまた、
これらのテクニックはシリコンウェーハ上での銅メタラ
イゼーションに効果的に利用可能である。
【０００８】発明の要約 本発明は、半導体ウェーハを電解液及び電界の影響下に
置くときに、半導体ウェーハ上に材料を堆積させるため
の、及び／または半導体ウェーハから材料を除去するた
めの処理チャンバを記載する。電解液を保持するための
密閉チャンバを形成するために、中空スリーブが利用さ
れる。このスリーブは、ウェーハと組み合わせるため、
その下方の末端が開放になっている。スリーブと嵌合す
るため、あるいはスリーブから脱嵌合されるように垂直
に動く支持体の上に、ウェーハは存在する。いったんウ
ェーハが支持体の上に置かれると、それは持ち上げられ
てスリーブと嵌合する。支持体及びウェーハは、スリー
ブの下方開口と組合わさって、密閉チャンバのための封
止床を形成する。
置くときに、半導体ウェーハ上に材料を堆積させるため
の、及び／または半導体ウェーハから材料を除去するた
めの処理チャンバを記載する。電解液を保持するための
密閉チャンバを形成するために、中空スリーブが利用さ
れる。このスリーブは、ウェーハと組み合わせるため、
その下方の末端が開放になっている。スリーブと嵌合す
るため、あるいはスリーブから脱嵌合されるように垂直
に動く支持体の上に、ウェーハは存在する。いったんウ
ェーハが支持体の上に置かれると、それは持ち上げられ
てスリーブと嵌合する。支持体及びウェーハは、スリー
ブの下方開口と組合わさって、密閉チャンバのための封
止床を形成する。
【０００９】第一電極を、スリーブの上方末端を通って
伸びているシャフトから吊されている密閉チャンバ内に
配置する。この第一電極は、電気メッキの際はアノード
として機能し、また電解研磨の際はカソードとして機能
する。その対極（電気メッキの際はカソードのことであ
り、電解研磨の際はアノードのことである）を配置し
て、ウェーハの正面（すなわち処理する）サイドに接触
させる。この電極は実際には、ウェーハの外周周辺に点
在させられた数個の電極からなる。支持体が持ち上げら
れてスリーブと嵌合するとき、その複数電極は電解液か
ら保護されてもいる。
伸びているシャフトから吊されている密閉チャンバ内に
配置する。この第一電極は、電気メッキの際はアノード
として機能し、また電解研磨の際はカソードとして機能
する。その対極（電気メッキの際はカソードのことであ
り、電解研磨の際はアノードのことである）を配置し
て、ウェーハの正面（すなわち処理する）サイドに接触
させる。この電極は実際には、ウェーハの外周周辺に点
在させられた数個の電極からなる。支持体が持ち上げら
れてスリーブと嵌合するとき、その複数電極は電解液か
ら保護されてもいる。
【００１０】一実施態様において、処理の間、支持体及
びスリーブは固定している。別の実施態様においては、
処理の間、この二つは回転もしくは振動させられてい
る。アノードを保持するシャフトを通して、処理液（す
なわち電解液）が導入される。処理の間、電解液がこの
シャフトを通して導入される。嵌合が解かれる位置にお
いて、洗浄液及び乾燥液、例えば水及び窒素、がこのシ
ャフトを通して導入される。
びスリーブは固定している。別の実施態様においては、
処理の間、この二つは回転もしくは振動させられてい
る。アノードを保持するシャフトを通して、処理液（す
なわち電解液）が導入される。処理の間、電解液がこの
シャフトを通して導入される。嵌合が解かれる位置にお
いて、洗浄液及び乾燥液、例えば水及び窒素、がこのシ
ャフトを通して導入される。
【００１１】洗浄および乾燥サイクルの間、ウェーハは
回転可能となるように、支持体はまた支持体シャフトの
上にある。処理中に容器を回転させるようにした実施態
様において、支持体の回転によってスリーブの回転を起
こすように、該容器は支持体と接続される。
回転可能となるように、支持体はまた支持体シャフトの
上にある。処理中に容器を回転させるようにした実施態
様において、支持体の回転によってスリーブの回転を起
こすように、該容器は支持体と接続される。
【００１２】好ましい実施例の詳細な説明 半導体ウェーハの上に材料を堆積させる場合、及び／ま
たはウェーハを電界及び電解液の影響下に置くことによ
りウェーハから材料を除去する場合に使用する処理チャ
ンバを説明する。本発明の十分な理解を得させるよう
に、以下の記載において、多数の具体的な詳細、例えば
具体的な構造、材料、プロセスなどを述べる。ただし、
これらの具体的詳細なしに本発明を実施してもよいこと
は、当業者にとって想像のつくことであろう。他の場合
において、本発明を不明瞭にしないために、よく知られ
たテクニック及び構造は詳しく記載しなかった。
たはウェーハを電界及び電解液の影響下に置くことによ
りウェーハから材料を除去する場合に使用する処理チャ
ンバを説明する。本発明の十分な理解を得させるよう
に、以下の記載において、多数の具体的な詳細、例えば
具体的な構造、材料、プロセスなどを述べる。ただし、
これらの具体的詳細なしに本発明を実施してもよいこと
は、当業者にとって想像のつくことであろう。他の場合
において、本発明を不明瞭にしないために、よく知られ
たテクニック及び構造は詳しく記載しなかった。
【００１３】半導体ウェーハの上に材料を電気メッキの
テクニックによる金属材料の堆積に関して、本発明の好
ましい態様が最初に記載されていることに注意された
い。記載された堆積用の好ましい材料は銅である。ただ
し、本発明が、同様に他の金属及び合金（以下、金属と
いう用語は金属合金を含むものとする）及び誘電材料の
堆積に容易に適合可能である、と理解される。さらにま
た、本発明は、厳密に半導体ウェーハに限定される必要
はない。本発明は、例えばバンプ（ｂｕｍｐ）形成また
はセラミック基板のごとき、実装半導体デバイスに利用
される基板を含む、他の基板上の処理材料、及びフラッ
トパネルディスプレイの製造に容易に適合可能である。
テクニックによる金属材料の堆積に関して、本発明の好
ましい態様が最初に記載されていることに注意された
い。記載された堆積用の好ましい材料は銅である。ただ
し、本発明が、同様に他の金属及び合金（以下、金属と
いう用語は金属合金を含むものとする）及び誘電材料の
堆積に容易に適合可能である、と理解される。さらにま
た、本発明は、厳密に半導体ウェーハに限定される必要
はない。本発明は、例えばバンプ（ｂｕｍｐ）形成また
はセラミック基板のごとき、実装半導体デバイスに利用
される基板を含む、他の基板上の処理材料、及びフラッ
トパネルディスプレイの製造に容易に適合可能である。
【００１４】さらに、別の実施態様が記載され、その態
様においては本発明のチャンバが同様の基板から材料を
電解研磨するのに利用可能である。記載を容易にするた
め、ここで実施されているエッチング、研磨、脱メッキ
または別のやり方の材料除去はすべてまとめて、材料除
去のために電解質及び電界が利用される電解研磨あるい
は研磨と呼ぶ。材料除去処理を行うためには、異なる電
解液が必要とされ、またチャンバ内電流の方向も逆とな
るであろう。しかしながら、材料を堆積するためのここ
に記載されているチャンバ構造は、半導体ウェーハまた
は他の基板からの特定の材料の除去用に容易に適合可能
である。
様においては本発明のチャンバが同様の基板から材料を
電解研磨するのに利用可能である。記載を容易にするた
め、ここで実施されているエッチング、研磨、脱メッキ
または別のやり方の材料除去はすべてまとめて、材料除
去のために電解質及び電界が利用される電解研磨あるい
は研磨と呼ぶ。材料除去処理を行うためには、異なる電
解液が必要とされ、またチャンバ内電流の方向も逆とな
るであろう。しかしながら、材料を堆積するためのここ
に記載されているチャンバ構造は、半導体ウェーハまた
は他の基板からの特定の材料の除去用に容易に適合可能
である。
【００１５】図１及び２を参照すると、好ましい実施態
様の処理チャンバ１０が示されている。図２は、図１に
示したチャンバ１０の一部を切り取った図である。チャ
ンバ１０は、外部ケース１１、内部液体スリーブ１２、
ウェーハ支持体（ウェーハプラテンまたはプラットフォ
ームとも言う）１３、アノード電極１４、複数のカソー
ド電極１５、液体供給（及びアノード）シャフト１６、
２個の洗浄マニホルド１８及び１９、裏側パージマニホ
ルド２０、及びカバー２１及び２２を含む。本発明の実
施のためにこれらの要素がすべて必要とされるわけでは
ないことが理解される。
様の処理チャンバ１０が示されている。図２は、図１に
示したチャンバ１０の一部を切り取った図である。チャ
ンバ１０は、外部ケース１１、内部液体スリーブ１２、
ウェーハ支持体（ウェーハプラテンまたはプラットフォ
ームとも言う）１３、アノード電極１４、複数のカソー
ド電極１５、液体供給（及びアノード）シャフト１６、
２個の洗浄マニホルド１８及び１９、裏側パージマニホ
ルド２０、及びカバー２１及び２２を含む。本発明の実
施のためにこれらの要素がすべて必要とされるわけでは
ないことが理解される。
【００１６】図３にもっと詳しく示されているウェーハ
支持体（すなわち台座）１３は、その上にウェーハを受
け取るために実質的にフラットな上面を有する、環状に
成形された部品である。ウェーハは、それをチャンバ１
０内で処理するべき場合に支持体１３の表面上に置かれ
る。以下に記載されるように、外部ケース１１内に位置
するアクセスポート２５は、ウェーハを挿入またはチャ
ンバ１０の内部からの取り出しを可能にする。フラット
な円形半導体ウェーハ、例えばシリコンウェーハのごと
きに適合するように、ウェーハ支持体１３は、典型的に
はフラットな円形ディスクとして形成されている。好ま
しい態様において、ウェーハ支持体１３は、フラットな
上方部分２６及び下方延長部分２７を有し、その結果支
持体１３はもっとシリンダーらしく見える。上方部分２
６は、その上にウェーハを受け取り、下方部分２７は、
ウェーハ回転シャフト１７の露出部分を保護するため
に、カバーとして利用される。言及されるように、もし
支持体が回転されるべきであるならば、シャフト１７に
適合し、支持体の嵩を減らすため、下方部分２７は中心
が空洞である。ケース１１の底部は、チャンバ１０から
使用済み液体を除去する排水管に向かって傾斜してい
る。さらに、シャフト１７内に配置されている減圧ライ
ン４４（図５及び６にもっと詳しく示されている）が支
持体１３と結合する。支持体１３の上方部分２６の表面
において、多数の小さな減圧開口が存在する。ウェーハ
を支持体上に配置して、ウェーハを適所に維持すると
き、真空を支持体１３の表面に加える。
支持体（すなわち台座）１３は、その上にウェーハを受
け取るために実質的にフラットな上面を有する、環状に
成形された部品である。ウェーハは、それをチャンバ１
０内で処理するべき場合に支持体１３の表面上に置かれ
る。以下に記載されるように、外部ケース１１内に位置
するアクセスポート２５は、ウェーハを挿入またはチャ
ンバ１０の内部からの取り出しを可能にする。フラット
な円形半導体ウェーハ、例えばシリコンウェーハのごと
きに適合するように、ウェーハ支持体１３は、典型的に
はフラットな円形ディスクとして形成されている。好ま
しい態様において、ウェーハ支持体１３は、フラットな
上方部分２６及び下方延長部分２７を有し、その結果支
持体１３はもっとシリンダーらしく見える。上方部分２
６は、その上にウェーハを受け取り、下方部分２７は、
ウェーハ回転シャフト１７の露出部分を保護するため
に、カバーとして利用される。言及されるように、もし
支持体が回転されるべきであるならば、シャフト１７に
適合し、支持体の嵩を減らすため、下方部分２７は中心
が空洞である。ケース１１の底部は、チャンバ１０から
使用済み液体を除去する排水管に向かって傾斜してい
る。さらに、シャフト１７内に配置されている減圧ライ
ン４４（図５及び６にもっと詳しく示されている）が支
持体１３と結合する。支持体１３の上方部分２６の表面
において、多数の小さな減圧開口が存在する。ウェーハ
を支持体上に配置して、ウェーハを適所に維持すると
き、真空を支持体１３の表面に加える。
【００１７】内部液体スリーブ１２（液体密閉容器ある
いは内部処理チャンバとも言う）が図４により詳細に示
されており、両端が開放の中空シリンダとして成形され
ている。ウェーハが処理されるべきとき、スリーブ１２
は、処理液（電解液、処理媒体もしくは薬品とも言う）
を維持（含有）するのに利用される。スリーブ１２の下
方末端は、支持体１３上に位置するウェーハ３５と組合
わさる。スリーブ１２の上方末端開口は、ケースカバー
２２と組合わさる。少なくとも１個の開口３０が、スリ
ーブ１２のシリンダー状の側壁に沿って配置される。こ
のような１個もしくは複数の開口の大きさ及び実際の個
数は、設計選択であり、図４の特定の態様においては、
４個のそのような開口３０が等距離に間隔を開けて示さ
れている。該開口３０は、スリーブ１２中の液体のため
の液体排出（あるいは溢れ出させる）開口として機能す
る。従って、スリーブ１２に沿ったこのような開口３０
の高さは、スリーブ１２を満たすであろう液体の望まし
い高さによって決定されるであろう。
いは内部処理チャンバとも言う）が図４により詳細に示
されており、両端が開放の中空シリンダとして成形され
ている。ウェーハが処理されるべきとき、スリーブ１２
は、処理液（電解液、処理媒体もしくは薬品とも言う）
を維持（含有）するのに利用される。スリーブ１２の下
方末端は、支持体１３上に位置するウェーハ３５と組合
わさる。スリーブ１２の上方末端開口は、ケースカバー
２２と組合わさる。少なくとも１個の開口３０が、スリ
ーブ１２のシリンダー状の側壁に沿って配置される。こ
のような１個もしくは複数の開口の大きさ及び実際の個
数は、設計選択であり、図４の特定の態様においては、
４個のそのような開口３０が等距離に間隔を開けて示さ
れている。該開口３０は、スリーブ１２中の液体のため
の液体排出（あるいは溢れ出させる）開口として機能す
る。従って、スリーブ１２に沿ったこのような開口３０
の高さは、スリーブ１２を満たすであろう液体の望まし
い高さによって決定されるであろう。
【００１８】さらに、スリーブ１２の形状及び大きさ
は、処理されるべき基板の形状によって決まる設計選択
であるが、しかしながら一般にその形状は円筒状であっ
て、環状ウェーハの形状に一致するように密閉壁を与え
る。適所において、スリーブ１２のために床を形成する
べくウェーハ３５が底部に位置するとき、その結果ウェ
ーハの正面は、スリーブ１２内に存在する電解液にさら
される。ウェーハの外側エッジ部分のみ（これは通常、
未処理のまま残されている）が、スリーブ１２と組合わ
さることに注意すべきである。好ましい態様のスリーブ
１２は４個の接触位置３１を有し、これらはカソード電
極１５の配置と関連している。対応するように接触位置
３１において、またスリーブ１２の壁内において配置さ
れているのが、中空の開口（すなわち通路）３２であ
る。該通路３２は、スリーブ１２の底部に位置するカソ
ード１５に対する電気的接続を結合させるのに利用され
る。これらの通路３２は、ウェーハ表面に対する電気的
接続の配置を与えるのであるが、ただし電解液の腐食効
果から電気的接続を遮蔽する。
は、処理されるべき基板の形状によって決まる設計選択
であるが、しかしながら一般にその形状は円筒状であっ
て、環状ウェーハの形状に一致するように密閉壁を与え
る。適所において、スリーブ１２のために床を形成する
べくウェーハ３５が底部に位置するとき、その結果ウェ
ーハの正面は、スリーブ１２内に存在する電解液にさら
される。ウェーハの外側エッジ部分のみ（これは通常、
未処理のまま残されている）が、スリーブ１２と組合わ
さることに注意すべきである。好ましい態様のスリーブ
１２は４個の接触位置３１を有し、これらはカソード電
極１５の配置と関連している。対応するように接触位置
３１において、またスリーブ１２の壁内において配置さ
れているのが、中空の開口（すなわち通路）３２であ
る。該通路３２は、スリーブ１２の底部に位置するカソ
ード１５に対する電気的接続を結合させるのに利用され
る。これらの通路３２は、ウェーハ表面に対する電気的
接続の配置を与えるのであるが、ただし電解液の腐食効
果から電気的接続を遮蔽する。
【００１９】図２は、チャンバ１０が組み立てられたと
きの、その内部を示し、図５は、それの対応する断面図
を示す。ウェーハ支持体１３は、上向き（すなわち嵌合
した）位置において示されている。嵌合した位置におい
て、上にウェーハを載せたウェーハ支持体１３は、スリ
ーブ１２に嵌合するようにさせられる。多様なテクニッ
クが、２個の成分１２及び１３を嵌合させるのに使用可
能であるが、好ましい態様においては、ウェーハ支持体
１３は垂直方向に可動にさせられている。ウェーハ支持
体１３の下向き（すなわち脱嵌合）位置は図６に示され
る。
きの、その内部を示し、図５は、それの対応する断面図
を示す。ウェーハ支持体１３は、上向き（すなわち嵌合
した）位置において示されている。嵌合した位置におい
て、上にウェーハを載せたウェーハ支持体１３は、スリ
ーブ１２に嵌合するようにさせられる。多様なテクニッ
クが、２個の成分１２及び１３を嵌合させるのに使用可
能であるが、好ましい態様においては、ウェーハ支持体
１３は垂直方向に可動にさせられている。ウェーハ支持
体１３の下向き（すなわち脱嵌合）位置は図６に示され
る。
【００２０】図２、５及び６に説明されているように、
スリーブ１２の上方末端はケースカバー２２と結合され
る。スリーブがカバー２２に結合される、そのやり方は
後述するが、スリーブ１２がチャンバ１０内で回転する
ようにされているかどうかにも依存するであろう。カバ
ー２２はケース１１の上に固定し、スリーブ１２をチャ
ンバ１０内にマウントし、またチャンバ１０のために上
方包囲空間（ｔｏｐ ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）を与える。
図示されるように、カバー２２は中央開口を有してお
り、その位置はスリーブ１２の上方開放端に対応してい
る。アノード電極１４及びそれに伴うシャフト１６が、
カバー２２における開口を通り適所に挿入され、アノー
ド１４を配置し、スリーブ１２の内部に置かれる。密閉
領域２８の床として機能するためにウェーハが配置され
るとき、スリーブの内部は、電解液を保持するための第
一の密閉領域２８を形成する。シャフト１６は、アノー
ドカバー２１におけるシャフト開口を通過し、カバー２
１はケースカバー２２上にマウントされる。マウント手
段、例えばボルトやネジのごとき、がカバー２１及び２
２をマウントするのに使用される。カバー２１及び２２
がいったん適所にマウントされると、チャンバ１０がウ
ェーハを処理するために完全に包囲される。
スリーブ１２の上方末端はケースカバー２２と結合され
る。スリーブがカバー２２に結合される、そのやり方は
後述するが、スリーブ１２がチャンバ１０内で回転する
ようにされているかどうかにも依存するであろう。カバ
ー２２はケース１１の上に固定し、スリーブ１２をチャ
ンバ１０内にマウントし、またチャンバ１０のために上
方包囲空間（ｔｏｐ ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）を与える。
図示されるように、カバー２２は中央開口を有してお
り、その位置はスリーブ１２の上方開放端に対応してい
る。アノード電極１４及びそれに伴うシャフト１６が、
カバー２２における開口を通り適所に挿入され、アノー
ド１４を配置し、スリーブ１２の内部に置かれる。密閉
領域２８の床として機能するためにウェーハが配置され
るとき、スリーブの内部は、電解液を保持するための第
一の密閉領域２８を形成する。シャフト１６は、アノー
ドカバー２１におけるシャフト開口を通過し、カバー２
１はケースカバー２２上にマウントされる。マウント手
段、例えばボルトやネジのごとき、がカバー２１及び２
２をマウントするのに使用される。カバー２１及び２２
がいったん適所にマウントされると、チャンバ１０がウ
ェーハを処理するために完全に包囲される。
【００２１】図に示したように、ウェーハ支持体１３は
シャフト１７の一端にマウントされる。シャフト１７の
他方の端は、ケース１１を通って延びている。シャフト
１７は機械的動きを規定し、その中に存在する配管は、
減圧を支持体１３の表面に結合する。後述するように、
シャフト１７は、支持体１３の向きを変えさせるために
回転運動を与える回転動作手段、例えばモータ、に結合
可能である。ブッシング、ガスケット、ベアリング及び
／または他のシールが、液体及び／または蒸気の漏出を
防止するために完全な状態を維持するのに使用される。
シャフト１７の一端にマウントされる。シャフト１７の
他方の端は、ケース１１を通って延びている。シャフト
１７は機械的動きを規定し、その中に存在する配管は、
減圧を支持体１３の表面に結合する。後述するように、
シャフト１７は、支持体１３の向きを変えさせるために
回転運動を与える回転動作手段、例えばモータ、に結合
可能である。ブッシング、ガスケット、ベアリング及び
／または他のシールが、液体及び／または蒸気の漏出を
防止するために完全な状態を維持するのに使用される。
【００２２】特定の処理媒体にウェーハをさらすとき、
ウェーハを回転することは、一般に受容された操作であ
る。回転は、ウェーハ表面にわたって媒体をより均一に
分配するのを保証する。従って、ウェーハ支持体１３の
上でウェーハ３５を回転する操作もまた、チャンバ１１
において使用される媒体及び実施される処理のためのそ
の分配の効き目に依存するであろう。従って、一つのア
プローチは、ウェーハを回転しないことである。ただ
し、ウェーハの回転が媒体分配を手助けする場合、シャ
フト１７を回転させることによりウェーハ支持体１３が
回転可能である。回転スピードは、実施される特定の処
理のための設計選択であるが、典型的範囲は５〜５００
ｒｐｍ（１分あたりの回転数）である。更に、特定のｒ
ｐｍでウェーハを回転する代わりに、ウェーハを前後に
振動させる（すなわち揺り動かす）ことが可能である。
ウェーハを回転（または振動）させることにより、本発
明を実施してもよく、あるいはウェーハ支持体を静止さ
せたままでよい、と理解される。
ウェーハを回転することは、一般に受容された操作であ
る。回転は、ウェーハ表面にわたって媒体をより均一に
分配するのを保証する。従って、ウェーハ支持体１３の
上でウェーハ３５を回転する操作もまた、チャンバ１１
において使用される媒体及び実施される処理のためのそ
の分配の効き目に依存するであろう。従って、一つのア
プローチは、ウェーハを回転しないことである。ただ
し、ウェーハの回転が媒体分配を手助けする場合、シャ
フト１７を回転させることによりウェーハ支持体１３が
回転可能である。回転スピードは、実施される特定の処
理のための設計選択であるが、典型的範囲は５〜５００
ｒｐｍ（１分あたりの回転数）である。更に、特定のｒ
ｐｍでウェーハを回転する代わりに、ウェーハを前後に
振動させる（すなわち揺り動かす）ことが可能である。
ウェーハを回転（または振動）させることにより、本発
明を実施してもよく、あるいはウェーハ支持体を静止さ
せたままでよい、と理解される。
【００２３】本発明の実施において、支持体１３を垂直
に動かすために、シャフト１７も、垂直方向に可動にさ
れている。図６における下向き位置に示されるように、
アクセスポート２５を通してウェーハを受け取るあるい
は除去するように、支持体１３は配置される。これは、
ウェーハ支持体１３用の転送進入（受け取り）位置であ
る。ウェーハは、チャンバ１１の内部とそれに対する外
側環境との間のインターフェースを与えるアクセスポー
ト２５と一直線上に合わせらている。種々のウェーハ処
理ツールの一つを利用して、ウェーハ３５をチャンバ１
１内に、支持体１３の上に位置すべきアクセスポートを
通して搭載する。支持体１３を有するシャフト１７が持
ち上がり、ウェーハを支持体１３へ移動させる。搭載機
構が引っ込み、次いでシャフト１７が支持体１３ととも
に立ち上がり、ウェーハ３５がスリーブ１２を嵌合す
る。
に動かすために、シャフト１７も、垂直方向に可動にさ
れている。図６における下向き位置に示されるように、
アクセスポート２５を通してウェーハを受け取るあるい
は除去するように、支持体１３は配置される。これは、
ウェーハ支持体１３用の転送進入（受け取り）位置であ
る。ウェーハは、チャンバ１１の内部とそれに対する外
側環境との間のインターフェースを与えるアクセスポー
ト２５と一直線上に合わせらている。種々のウェーハ処
理ツールの一つを利用して、ウェーハ３５をチャンバ１
１内に、支持体１３の上に位置すべきアクセスポートを
通して搭載する。支持体１３を有するシャフト１７が持
ち上がり、ウェーハを支持体１３へ移動させる。搭載機
構が引っ込み、次いでシャフト１７が支持体１３ととも
に立ち上がり、ウェーハ３５がスリーブ１２を嵌合す
る。
【００２４】支持体１３の嵌合位置が図５を示されてお
り、ウェーハ支持体１３の上方（または嵌合）位置とし
て表示される。ウェーハ支持体の下方（または洗浄及び
乾燥）位置は、ウェーハ３５を洗浄及び乾燥するために
ウェーハをアクセスポート２５の開口の下方に位置決め
する。この低い位置が、ウェーハが回転されていると
き、液体がアクセス開口から飛び散らないことを保証す
る。処理が完了してウェーハがチャンバから取り出され
るべきとき、支持体１３が、チャンバ１０からウェーハ
３５を取り除くための転送出口位置に配置される。ポー
ト２５を介て挿入されたウェーハハンドラー機構（図示
せず）は、次いでウェーハをポート開口を通して抜き取
る。転送入り口及び出口の位置は、同じであっても異な
ってもよく、ウェーハハンドラー機構と一体化した場合
使用される最適な取り扱い方法に依存する。
り、ウェーハ支持体１３の上方（または嵌合）位置とし
て表示される。ウェーハ支持体の下方（または洗浄及び
乾燥）位置は、ウェーハ３５を洗浄及び乾燥するために
ウェーハをアクセスポート２５の開口の下方に位置決め
する。この低い位置が、ウェーハが回転されていると
き、液体がアクセス開口から飛び散らないことを保証す
る。処理が完了してウェーハがチャンバから取り出され
るべきとき、支持体１３が、チャンバ１０からウェーハ
３５を取り除くための転送出口位置に配置される。ポー
ト２５を介て挿入されたウェーハハンドラー機構（図示
せず）は、次いでウェーハをポート開口を通して抜き取
る。転送入り口及び出口の位置は、同じであっても異な
ってもよく、ウェーハハンドラー機構と一体化した場合
使用される最適な取り扱い方法に依存する。
【００２５】アノード電極 図７により詳しく示したように、アノード電極（単にア
ノードとも呼ぶ）１４は、上部シャフト１６の末端に
（ボルト、ねじ、クランプもしくははんだのごとき手段
によって）取り付けられており、密閉領域２８内に位置
するようにされる。シャフトは、カバープレート２１を
介してフィットするようにされる。ウェーハ支持体１３
の上に載っているウェーハ３５より上のアノード１４の
高さは、電気的パラメータ及び実施される処理によって
決まる。典型的には、電気メッキ／電解研磨処理のため
には、アノードを電解液に浸漬するのが望ましい。従っ
て、アノードが電解液中に浸漬されるように、アノード
１４をフロー開口３０より下に配置するのが望ましい。
ノードとも呼ぶ）１４は、上部シャフト１６の末端に
（ボルト、ねじ、クランプもしくははんだのごとき手段
によって）取り付けられており、密閉領域２８内に位置
するようにされる。シャフトは、カバープレート２１を
介してフィットするようにされる。ウェーハ支持体１３
の上に載っているウェーハ３５より上のアノード１４の
高さは、電気的パラメータ及び実施される処理によって
決まる。典型的には、電気メッキ／電解研磨処理のため
には、アノードを電解液に浸漬するのが望ましい。従っ
て、アノードが電解液中に浸漬されるように、アノード
１４をフロー開口３０より下に配置するのが望ましい。
【００２６】一般に、アノードの高さは固定されてお
り、その結果いったん配置されると、アノード１４は、
密閉領域２８内のセット位置に位置する。ウェーハに対
するアノードの実際の位置は、特定のシステム及び実施
される処理によって指定される設計選択である。アノー
ド−ウェーハ分離距離は、アノード１４及びウェーハ３
５間の電界強度の決定におけるパラメータである。
り、その結果いったん配置されると、アノード１４は、
密閉領域２８内のセット位置に位置する。ウェーハに対
するアノードの実際の位置は、特定のシステム及び実施
される処理によって指定される設計選択である。アノー
ド−ウェーハ分離距離は、アノード１４及びウェーハ３
５間の電界強度の決定におけるパラメータである。
【００２７】シャフト１６はアノード１４を適所に配置
するだけではなく、フロー矢印３８によって図示される
ように、電解液をスリーブ１２の密閉領域２８に導入す
るための配管をも与える。シャフト１６内の中央中空通
路（すなわちパッセージ）３６は、一種もしくはそれ以
上の液体がスリーブ１２の密閉領域２８へと配管される
ようにする。パッセージ３６の末端における開口は、ウ
ェーハに面するアノード１４の表面の接続基板近くに
（ｐｒｏｘｉｍａｌ）配置され、その結果液体はアノー
ド１４より下の仕切られた密閉領域２８に導入される。
処理液をスリーブ１２へと注入するこの位置は、ウェー
ハ表面の接続基部近くに新鮮な処理液の存在を保証す
る。
するだけではなく、フロー矢印３８によって図示される
ように、電解液をスリーブ１２の密閉領域２８に導入す
るための配管をも与える。シャフト１６内の中央中空通
路（すなわちパッセージ）３６は、一種もしくはそれ以
上の液体がスリーブ１２の密閉領域２８へと配管される
ようにする。パッセージ３６の末端における開口は、ウ
ェーハに面するアノード１４の表面の接続基板近くに
（ｐｒｏｘｉｍａｌ）配置され、その結果液体はアノー
ド１４より下の仕切られた密閉領域２８に導入される。
処理液をスリーブ１２へと注入するこの位置は、ウェー
ハ表面の接続基部近くに新鮮な処理液の存在を保証す
る。
【００２８】液体を転送するためのパイプはパッセージ
３６に容易に結合ないし挿入可能であると理解される。
また、多数の液体媒体（液体及び気体の両方）は、パッ
セージ３６を介して密閉領域２８に導入可能であると理
解される。従って、好ましい態様において、複数の液体
がパッセージ３６を介して導入される。例えば、ウェー
ハ３５の上へ金属を電気メッキするために、電気メッキ
流体（大抵液体である）がまずポンプで密閉領域２８へ
注入される。いったん電気メッキ処理が完了し、電解液
が排出されると、脱イオン（ＤＩ）水がポンプで汲み出
されてウェーハの表面に注入され、それを洗浄する。引
き続き、窒素（Ｎ２）ガスが密閉領域２８にポンプで注
入され、チャンバ１０からウェーハを除去する前にウェ
ーハを乾燥する。ウェーハ３５は電解液の導入前を含め
て複数回数、洗浄および乾燥可能であると理解する。典
型的には、洗浄及び乾燥サイクルは、低い位置に配置さ
れたウェーハ支持体１３とともに実施される。
３６に容易に結合ないし挿入可能であると理解される。
また、多数の液体媒体（液体及び気体の両方）は、パッ
セージ３６を介して密閉領域２８に導入可能であると理
解される。従って、好ましい態様において、複数の液体
がパッセージ３６を介して導入される。例えば、ウェー
ハ３５の上へ金属を電気メッキするために、電気メッキ
流体（大抵液体である）がまずポンプで密閉領域２８へ
注入される。いったん電気メッキ処理が完了し、電解液
が排出されると、脱イオン（ＤＩ）水がポンプで汲み出
されてウェーハの表面に注入され、それを洗浄する。引
き続き、窒素（Ｎ２）ガスが密閉領域２８にポンプで注
入され、チャンバ１０からウェーハを除去する前にウェ
ーハを乾燥する。ウェーハ３５は電解液の導入前を含め
て複数回数、洗浄および乾燥可能であると理解する。典
型的には、洗浄及び乾燥サイクルは、低い位置に配置さ
れたウェーハ支持体１３とともに実施される。
【００２９】図８を参照すると、代替アノードシャフト
デザインが示されている。この態様において、複数の開
口３７がシャフト１６のサイドにそって配置されてい
る。上記のように中央アノード開口において種々の液体
を送出するために、中央パッセージ３６が依然として存
在する。しかしながら、二次パッセージが、中央パッセ
ージ３６及びシャフト１６の壁の間に形成されており、
その結果中空スリーブの形態で二次通路すなわちパッセ
ージが、中央パッセージ３６の周囲に集中的に形成され
る。
デザインが示されている。この態様において、複数の開
口３７がシャフト１６のサイドにそって配置されてい
る。上記のように中央アノード開口において種々の液体
を送出するために、中央パッセージ３６が依然として存
在する。しかしながら、二次パッセージが、中央パッセ
ージ３６及びシャフト１６の壁の間に形成されており、
その結果中空スリーブの形態で二次通路すなわちパッセ
ージが、中央パッセージ３６の周囲に集中的に形成され
る。
【００３０】図８に示したように、複数の開口３７がシ
ャフト１６の外部壁に沿って配置されている。開口３７
は二次パッセージを通じて延びており、その結果二次パ
ッセージで汲み出される液体は開口３７を介して通され
る。中央パッセージ３６についてと同様に、再び、多様
な液体が開口３７を介して汲み出し可能である。しかし
ながら、本発明の実施において、洗浄及び乾燥に関係す
る液体のみが開口３７を通して汲み出される。
ャフト１６の外部壁に沿って配置されている。開口３７
は二次パッセージを通じて延びており、その結果二次パ
ッセージで汲み出される液体は開口３７を介して通され
る。中央パッセージ３６についてと同様に、再び、多様
な液体が開口３７を介して汲み出し可能である。しかし
ながら、本発明の実施において、洗浄及び乾燥に関係す
る液体のみが開口３７を通して汲み出される。
【００３１】従って、上方位置にウェーハが配置される
とき、電解液は中央パッセージ３６を介してのみ汲み出
され、アノード１４及びウェーハ３５の間の領域に放出
される。ただし、ＤＩ水洗浄工程及び次のＮ２乾燥工程
の間（そのときウェーハ３５は低位置にある）、両方の
パッセージはＤＩ水及びＮ２を供給する。従って、ウェ
ーハ表面が洗浄及び乾燥されるだけでなく、スリーブ１
２の内壁をも同様に洗浄及び乾燥されて、密閉領域２８
に残存する電解液を除去する。開口３７は、ＤＩ水及び
Ｎ２がスリーブ１２の上部領域で注入されて、スリーブ
１２内に存在するコンポーネント及び表面から残滓を除
去する。
とき、電解液は中央パッセージ３６を介してのみ汲み出
され、アノード１４及びウェーハ３５の間の領域に放出
される。ただし、ＤＩ水洗浄工程及び次のＮ２乾燥工程
の間（そのときウェーハ３５は低位置にある）、両方の
パッセージはＤＩ水及びＮ２を供給する。従って、ウェ
ーハ表面が洗浄及び乾燥されるだけでなく、スリーブ１
２の内壁をも同様に洗浄及び乾燥されて、密閉領域２８
に残存する電解液を除去する。開口３７は、ＤＩ水及び
Ｎ２がスリーブ１２の上部領域で注入されて、スリーブ
１２内に存在するコンポーネント及び表面から残滓を除
去する。
【００３２】カソード電極 図９を参照すると、カソード電極（単に電極とも呼ぶ）
１５のうちの１個が図９においてもっと詳しく示されて
いる。このような電極１５の具体的個数は設計選択であ
るけれども、本発明の処理チャンバ１０は、スリーブ１
２の底部末端周囲に等距離に間隔をあけた４個のこのよ
うな電極１５を（寸法２００ｍｍのウェーハに対し）使
用する。電極１５は、細長い導電体であり、一方の端が
曲げられているか、あるいはバネを利用して下向きの力
を加えられていて、ウェーハ３５のエッジと接触するよ
うにされている。各電極１５は、導電体４１にそれを結
合することによってスリーブ１２の底部表面に付着して
いる。従って、スリーブ１２が組立てられてチャンバ１
０内に置かれるとき、各電極１５は、その対応する導電
体４１に一方の端のところで取り付けられ、そして他方
の端はウェーハ３５のエッジとの接触を作る。すべての
電極１５は分配カソードを形成し、その接触はウェーハ
の正面サイドに対するもので、それが電気メッキ処理を
行うことになる。
１５のうちの１個が図９においてもっと詳しく示されて
いる。このような電極１５の具体的個数は設計選択であ
るけれども、本発明の処理チャンバ１０は、スリーブ１
２の底部末端周囲に等距離に間隔をあけた４個のこのよ
うな電極１５を（寸法２００ｍｍのウェーハに対し）使
用する。電極１５は、細長い導電体であり、一方の端が
曲げられているか、あるいはバネを利用して下向きの力
を加えられていて、ウェーハ３５のエッジと接触するよ
うにされている。各電極１５は、導電体４１にそれを結
合することによってスリーブ１２の底部表面に付着して
いる。従って、スリーブ１２が組立てられてチャンバ１
０内に置かれるとき、各電極１５は、その対応する導電
体４１に一方の端のところで取り付けられ、そして他方
の端はウェーハ３５のエッジとの接触を作る。すべての
電極１５は分配カソードを形成し、その接触はウェーハ
の正面サイドに対するもので、それが電気メッキ処理を
行うことになる。
【００３３】したがって、電極１５のそれぞれに対する
電気的結合は、スリーブ１２内の対応する通路３２を通
して導入される、対応する導電体４１によって与えら
れ、そのとき導電体４１の末端は、それぞれの電極１５
に（例えばはんだによって）取り付けられている。導電
体の他方の端は、ケースカバー２２または２１を介し
て、あるいはシャフト１６を介して一体化されたチャン
バから出ていく。電気的配線の道筋は設計選択である。
電気的結合は、スリーブ１２内の対応する通路３２を通
して導入される、対応する導電体４１によって与えら
れ、そのとき導電体４１の末端は、それぞれの電極１５
に（例えばはんだによって）取り付けられている。導電
体の他方の端は、ケースカバー２２または２１を介し
て、あるいはシャフト１６を介して一体化されたチャン
バから出ていく。電気的配線の道筋は設計選択である。
【００３４】電極１５のウェーハ末端及びスリーブ１２
の内壁の間に配置されるシール４２が、図９にも記載さ
れている。記載されているように、シール４２はスリー
ブ１２の内部壁に隣接して位置しており、その結果、電
力が電極に加えられたとき、電解液が電極１５に達する
ことを効果的に阻害可能である。電力がアノード及びカ
ソード電極に加えられるまでは、電気メッキもしくは電
解研磨の処理は実際には起こらないであろうことが理解
されるべきである。
の内壁の間に配置されるシール４２が、図９にも記載さ
れている。記載されているように、シール４２はスリー
ブ１２の内部壁に隣接して位置しており、その結果、電
力が電極に加えられたとき、電解液が電極１５に達する
ことを効果的に阻害可能である。電力がアノード及びカ
ソード電極に加えられるまでは、電気メッキもしくは電
解研磨の処理は実際には起こらないであろうことが理解
されるべきである。
【００３５】しかしながら、いったん電力が加えられる
と、溶液と接触している（ウェーハ３５以外の）表面に
傾向が生じ、同様にメッキもしくは研磨処理を行う。従
って、電解液が電極１５に達することを防ぐシール４２
の使用により、いったん電力が加えられたら、電極はメ
ッキ／研磨されない。カソード電極１５をメッキ溶液か
らシール及び保護することにより、めっきが電極１５上
に蓄積（あるいは電極からの物質除去）しないことが理
解される。このことは、処理中のチャンバ内において汚
染物質となりうる物質を、電極１５の上へビルドアップ
する、もしくは電極からの物質除去を予防する。
と、溶液と接触している（ウェーハ３５以外の）表面に
傾向が生じ、同様にメッキもしくは研磨処理を行う。従
って、電解液が電極１５に達することを防ぐシール４２
の使用により、いったん電力が加えられたら、電極はメ
ッキ／研磨されない。カソード電極１５をメッキ溶液か
らシール及び保護することにより、めっきが電極１５上
に蓄積（あるいは電極からの物質除去）しないことが理
解される。このことは、処理中のチャンバ内において汚
染物質となりうる物質を、電極１５の上へビルドアップ
する、もしくは電極からの物質除去を予防する。
【００３６】シール４２は、使用される処理液体に対し
て抵抗性である種々の材料から製造可能である。好まし
い態様において、ポリプロピレンもしくは他の同等のポ
リマー（例えばＶＩＴＯＮ（登録）もしくはＴＥＦＬＯ
Ｎ（登録）材料）が使用される。もし、スリーブが、ウ
ェーハ３５の全部の周辺に沿ってウェーハを同一平面に
配置する（ｍｏｕｎｔ ｆｌｕｓｈ）ならば、リングシ
ールが使用可能である。ただし、１個もしくは複数のフ
ローギャップ４３（図２、７及び８を参照）がスリーブ
−ウェーハのインターフェースの底部に位置するなら
ば、そのギャップのせいで、好ましくはＵ字型の個々の
シールが電極接触位置それぞれに必要とされる。シール
は、電解液は電極接点１５に達するのを効果的に阻害す
る。
て抵抗性である種々の材料から製造可能である。好まし
い態様において、ポリプロピレンもしくは他の同等のポ
リマー（例えばＶＩＴＯＮ（登録）もしくはＴＥＦＬＯ
Ｎ（登録）材料）が使用される。もし、スリーブが、ウ
ェーハ３５の全部の周辺に沿ってウェーハを同一平面に
配置する（ｍｏｕｎｔ ｆｌｕｓｈ）ならば、リングシ
ールが使用可能である。ただし、１個もしくは複数のフ
ローギャップ４３（図２、７及び８を参照）がスリーブ
−ウェーハのインターフェースの底部に位置するなら
ば、そのギャップのせいで、好ましくはＵ字型の個々の
シールが電極接触位置それぞれに必要とされる。シール
は、電解液は電極接点１５に達するのを効果的に阻害す
る。
【００３７】一個もしくはそれ以上のフローギャップ４
３はスリーブ１２の底部もしくはその近所に位置してい
てよい。具体的な場所は設計選択である。図において、
フローギャップ４３がスリーブの底部近辺に位置するの
が見える。フローギャップ４３の使用は、スリーブ１２
の別の選択的な態様である。フローギャップ４３の目的
は、ウェーハ正面の表面に沿ってよりなめらかなフロー
分配を可能にすることである。開口３０が依然として存
在することに注意すべきである。フローギャップ４３
は、液体進入ポイントにおける中心からウェーハ３５の
周辺に至る、密閉領域２８の底部に沿った液体移動を可
能にする。ウェーハ３５の表面近辺の横方向液体運動
は、電解液のより均一な再補充を保証し、これは順番に
堆積された材料（典型的には薄膜層である）の厚さの均
一性を改善する。
３はスリーブ１２の底部もしくはその近所に位置してい
てよい。具体的な場所は設計選択である。図において、
フローギャップ４３がスリーブの底部近辺に位置するの
が見える。フローギャップ４３の使用は、スリーブ１２
の別の選択的な態様である。フローギャップ４３の目的
は、ウェーハ正面の表面に沿ってよりなめらかなフロー
分配を可能にすることである。開口３０が依然として存
在することに注意すべきである。フローギャップ４３
は、液体進入ポイントにおける中心からウェーハ３５の
周辺に至る、密閉領域２８の底部に沿った液体移動を可
能にする。ウェーハ３５の表面近辺の横方向液体運動
は、電解液のより均一な再補充を保証し、これは順番に
堆積された材料（典型的には薄膜層である）の厚さの均
一性を改善する。
【００３８】また、処理が完了し、ウェーハがスリーブ
１２から嵌合を解かれるとき、電解液のいくらかの量が
電極に接触するかもしれないことに注意すべきである。
ただし、電解液はこのステージにおいて動力の影響下
（ｕｎｄｅｒ ｐｏｗｅｒ）ではなく、電極１５に接触
する液体はいずれの量でも、洗浄段階で洗い流される。
１２から嵌合を解かれるとき、電解液のいくらかの量が
電極に接触するかもしれないことに注意すべきである。
ただし、電解液はこのステージにおいて動力の影響下
（ｕｎｄｅｒ ｐｏｗｅｒ）ではなく、電極１５に接触
する液体はいずれの量でも、洗浄段階で洗い流される。
【００３９】図５及び６を参照すると、チャンバ１０の
いくつかの別の特徴が示されている。３個のリング状マ
ニホルド１８〜２０が、それらが存在する特定の位置に
おいてＤＩ水及び／または窒素を導入するのに利用され
る。上部マニホルド１８は、ケース１１及びスリーブ１
２の壁から残存する電解液を洗い流すためにＤＩ水を下
向きにスプレーするためのチャンバ１０の上部近辺に位
置する。下部マニホルド１９は、ウェーハ支持体１３の
近辺における下部シャフト１７の周辺に位置し、その結
果、ウェーハ支持体１３が低い位置にあるとき、ウェー
ハ支持体１３の上もしくは周辺に残存する液体を洗浄す
るためにＤＩ水をスプレー可能となる。洗浄は、典型的
には低い位置にあるウェーハ支持体１３に実施される。
２個の洗浄マニホルド１８及び１９は、チャンバ内部の
乾燥を与えるためのＮ２をも注入し、これは二次密閉領
域２９を形成する。この２個のマニホルド１８及び１９
は、ケースカバー２２に取り付けられた支持体部分（図
示せず）によってそれぞれの位置に配置されており、そ
の結果ケースカバー２２が除去されたとき、スリーブ１
２に沿ったマニホルド１８及び１９は、単一の付属ユニ
ットとしてチャンバ１０から除去可能である。マニホル
ド１８及び１９に対する液体（水及びＮ２）カップリン
グも図示されていないが、それが存在し、そのようなラ
インがケース１１から、一般にトップカバー２１もしく
は２２を介して、あるいはシャフト１６内に一体化され
て延長することになる。
いくつかの別の特徴が示されている。３個のリング状マ
ニホルド１８〜２０が、それらが存在する特定の位置に
おいてＤＩ水及び／または窒素を導入するのに利用され
る。上部マニホルド１８は、ケース１１及びスリーブ１
２の壁から残存する電解液を洗い流すためにＤＩ水を下
向きにスプレーするためのチャンバ１０の上部近辺に位
置する。下部マニホルド１９は、ウェーハ支持体１３の
近辺における下部シャフト１７の周辺に位置し、その結
果、ウェーハ支持体１３が低い位置にあるとき、ウェー
ハ支持体１３の上もしくは周辺に残存する液体を洗浄す
るためにＤＩ水をスプレー可能となる。洗浄は、典型的
には低い位置にあるウェーハ支持体１３に実施される。
２個の洗浄マニホルド１８及び１９は、チャンバ内部の
乾燥を与えるためのＮ２をも注入し、これは二次密閉領
域２９を形成する。この２個のマニホルド１８及び１９
は、ケースカバー２２に取り付けられた支持体部分（図
示せず）によってそれぞれの位置に配置されており、そ
の結果ケースカバー２２が除去されたとき、スリーブ１
２に沿ったマニホルド１８及び１９は、単一の付属ユニ
ットとしてチャンバ１０から除去可能である。マニホル
ド１８及び１９に対する液体（水及びＮ２）カップリン
グも図示されていないが、それが存在し、そのようなラ
インがケース１１から、一般にトップカバー２１もしく
は２２を介して、あるいはシャフト１６内に一体化され
て延長することになる。
【００４０】中間洗浄マニホルド２０は、バージマニホ
ルドである。それは、ウェーハ支持体１３の上部末端周
辺に置かれる。その支持体部品（図示せず）は、それを
ケースカバー２２にも取り付ける。このマニホルド２０
は、電解液がチャンバ１０に流入する場合、処理の間ウ
ェーハのエッジ上にＮ２を注入するのに利用される。処
理サイクル中に電解液フローが存在するので、ウェーハ
エッジに沿ったＮ２の注入は、電解液がウェーハの裏側
及び支持体１３の表面に達するのを防止する。
ルドである。それは、ウェーハ支持体１３の上部末端周
辺に置かれる。その支持体部品（図示せず）は、それを
ケースカバー２２にも取り付ける。このマニホルド２０
は、電解液がチャンバ１０に流入する場合、処理の間ウ
ェーハのエッジ上にＮ２を注入するのに利用される。処
理サイクル中に電解液フローが存在するので、ウェーハ
エッジに沿ったＮ２の注入は、電解液がウェーハの裏側
及び支持体１３の表面に達するのを防止する。
【００４１】洗浄マニホルド１８〜２０の１個もしくは
全てがなくともチャンバ１０は十分に機能的であると理
解される。ただし、適正に使用されるならば、マニホル
ドはチャンバ１０内により清浄な環境を作り出し、シス
テムの生産性を向上させ、チャンバ１０内に存在するコ
ンポーネントのメンテナンスサイクルを延長することが
可能である。
全てがなくともチャンバ１０は十分に機能的であると理
解される。ただし、適正に使用されるならば、マニホル
ドはチャンバ１０内により清浄な環境を作り出し、シス
テムの生産性を向上させ、チャンバ１０内に存在するコ
ンポーネントのメンテナンスサイクルを延長することが
可能である。
【００４２】回転スリーブ 別の態様において、ウェーハ３５が嵌合位置にあると
き、スリーブ１２は回転（もしくは振動）させられる。
すなわち、ウェーハが電気メッキ／電解研磨処理を行う
とき、ウェーハ回転が望ましい。スリーブ１２のために
回転能力を与えるためには、スリーブ１２の上部末端
は、静止ケースもしくはカバーに取り付けられるはずは
ない。さらに、回転導電体４１を固定電気接続に結合す
るために、回転する結合のうちあるタイプが必要とされ
る。
き、スリーブ１２は回転（もしくは振動）させられる。
すなわち、ウェーハが電気メッキ／電解研磨処理を行う
とき、ウェーハ回転が望ましい。スリーブ１２のために
回転能力を与えるためには、スリーブ１２の上部末端
は、静止ケースもしくはカバーに取り付けられるはずは
ない。さらに、回転導電体４１を固定電気接続に結合す
るために、回転する結合のうちあるタイプが必要とされ
る。
【００４３】図１０は、回転する電気的結合が利用され
る一態様を説明する。スリーブ／カバーインターフェー
スにおいて多様な回転電気的結合が使用可能であるが、
図１０の例はスリップリングアセンブリ４６を使用す
る。容器１２は駆動され、ウェーハ支持体１３の回転に
より回転する。好ましい態様において、スリーブ１２上
の周辺に沿う数カ所に位置する合わせピンが、ウェーハ
支持体１３のフラットな上部部分２６の上に位置する対
応する穴と組合わさる。支持体１３の回転運動はまた、
スリーブ１２と一致して回転させる。
る一態様を説明する。スリーブ／カバーインターフェー
スにおいて多様な回転電気的結合が使用可能であるが、
図１０の例はスリップリングアセンブリ４６を使用す
る。容器１２は駆動され、ウェーハ支持体１３の回転に
より回転する。好ましい態様において、スリーブ１２上
の周辺に沿う数カ所に位置する合わせピンが、ウェーハ
支持体１３のフラットな上部部分２６の上に位置する対
応する穴と組合わさる。支持体１３の回転運動はまた、
スリーブ１２と一致して回転させる。
【００４４】可動スリーブ１２により、導電体４１もま
た回転する。スリップリングアセンブリ４６はスリーブ
１２のトップ末端にマウントされ、スリーブ１２ととも
に回転させられる。密閉ハウジング６１は、カバーフラ
ンジ６２に沿って、スリーブ１２及びアセンブリ４６の
上部分に対して包囲空間（ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）を形成
する。密閉ハウジング６１の高さは、空隙４７がスリー
ブ１２のトップとカバーフランジ６２との間に形成され
るような、高さとされる。この場合のスリーブ１２は、
アノードシャフト１６のパッセージに必要とされる中央
開口４５を除き、封止されたその上部末端を有する。ス
リップリングアセンブリ４６は、この空隙範囲にフィッ
トする。アノードシャフト１６はカバーフランジ６２を
通過し、アセンブリ４６は開口４５を通過し、その結果
アノードは密閉領域２８内に存在する。
た回転する。スリップリングアセンブリ４６はスリーブ
１２のトップ末端にマウントされ、スリーブ１２ととも
に回転させられる。密閉ハウジング６１は、カバーフラ
ンジ６２に沿って、スリーブ１２及びアセンブリ４６の
上部分に対して包囲空間（ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）を形成
する。密閉ハウジング６１の高さは、空隙４７がスリー
ブ１２のトップとカバーフランジ６２との間に形成され
るような、高さとされる。この場合のスリーブ１２は、
アノードシャフト１６のパッセージに必要とされる中央
開口４５を除き、封止されたその上部末端を有する。ス
リップリングアセンブリ４６は、この空隙範囲にフィッ
トする。アノードシャフト１６はカバーフランジ６２を
通過し、アセンブリ４６は開口４５を通過し、その結果
アノードは密閉領域２８内に存在する。
【００４５】導電体４１は、スリップリングアセンブリ
４６の上の接点に結合し、両者は一致して回転する。ス
リップリングアセンブリの固定部分は中心にあり、シャ
フト１６はそれを介して結合される。固定電気的接続は
この点においてなされる。スリップリングアセンブリの
一例として、Ｌｉｔｔｏｎ ｐｏｌｙ−Ｓｃｉｅｎｔｉ
ｆｉｃ ｏｆ Ｂｌａｃｋｓｂｕｒｇ， Ｖｉｒｇｉｎ
ｉａ製造のモデルＡＣ４５９８（あるいはＡＣ４８３
１）がある。
４６の上の接点に結合し、両者は一致して回転する。ス
リップリングアセンブリの固定部分は中心にあり、シャ
フト１６はそれを介して結合される。固定電気的接続は
この点においてなされる。スリップリングアセンブリの
一例として、Ｌｉｔｔｏｎ ｐｏｌｙ−Ｓｃｉｅｎｔｉ
ｆｉｃ ｏｆ Ｂｌａｃｋｓｂｕｒｇ， Ｖｉｒｇｉｎ
ｉａ製造のモデルＡＣ４５９８（あるいはＡＣ４８３
１）がある。
【００４６】図１０に示される回転スリーブ１２を使用
する本発明の実施にあたり、不活性ガス（例えばＮ２）
を空隙４７内に強制的に流す。Ｎ２ガスは空隙４７か
ら、スリーブ１２と密閉ハウジング６１との間を下向き
に流される。正圧Ｎ2フローは、電解液由来の蒸気が、
スリーブ１２の側面及び上に沿って空いた空間に集まら
ないことを保証する。図１０に記載の特定の態様におい
て、スリーブ１２と密閉ハウジング６１の上部フランジ
６４との間で、スリーブ１２を物理的に支持するために
機械的結合、例えばベアリングフランジ６３が使用され
る。ベアリング４８が使用されて機械的支持を与える
が、ただしフランジ６３及び密閉ハウジング６１に対し
てスリーブ１２が回転するのを許す。従って、図１０に
記載の態様を利用することにより、ウェーハ３５は、電
解液にさらされたときに嵌合位置において回転（もしく
は振動）するように作ることが可能である。
する本発明の実施にあたり、不活性ガス（例えばＮ２）
を空隙４７内に強制的に流す。Ｎ２ガスは空隙４７か
ら、スリーブ１２と密閉ハウジング６１との間を下向き
に流される。正圧Ｎ2フローは、電解液由来の蒸気が、
スリーブ１２の側面及び上に沿って空いた空間に集まら
ないことを保証する。図１０に記載の特定の態様におい
て、スリーブ１２と密閉ハウジング６１の上部フランジ
６４との間で、スリーブ１２を物理的に支持するために
機械的結合、例えばベアリングフランジ６３が使用され
る。ベアリング４８が使用されて機械的支持を与える
が、ただしフランジ６３及び密閉ハウジング６１に対し
てスリーブ１２が回転するのを許す。従って、図１０に
記載の態様を利用することにより、ウェーハ３５は、電
解液にさらされたときに嵌合位置において回転（もしく
は振動）するように作ることが可能である。
【００４７】ウェーハ処理工程 以下の記載はシリコン半導体ウェーハのような半導体を
処理する本発明の方法の実施を記載する。更に、記載す
る方法はウェーハ３５上に金属（ここでいう金属は金属
合金を含む）層を電気メッキする方法に関する。その場
合にチャンバは堆積チャンバとして利用される。例示さ
れる堆積される材料は銅である。次に、チャンバが電解
研磨のために使用される場合に金属がウェーハ３５から
除去される１つの方法が記載される。しかしながら本発
明の思想および範囲から逸脱することなく他の方法およ
び材料を、堆積または研磨のために使用することができ
ることも理解されるべきである。
処理する本発明の方法の実施を記載する。更に、記載す
る方法はウェーハ３５上に金属（ここでいう金属は金属
合金を含む）層を電気メッキする方法に関する。その場
合にチャンバは堆積チャンバとして利用される。例示さ
れる堆積される材料は銅である。次に、チャンバが電解
研磨のために使用される場合に金属がウェーハ３５から
除去される１つの方法が記載される。しかしながら本発
明の思想および範囲から逸脱することなく他の方法およ
び材料を、堆積または研磨のために使用することができ
ることも理解されるべきである。
【００４８】前記図面を参照すると、電気メッキ技術を
使用することにより銅（Ｃｕ）が半導体ウェーハ上に堆
積されるべきである場合に、本発明のチャンバを利用す
ることができる。一般に本発明のチャンバ１０は機能ユ
ニットの部品として組み立てられており、その１つの構
成が図１１に示されている。装置ハウジング４９は処理
チャンバ１０およびそれに結合した機械的および電気的
部材、例えば電気配線、液体配給パイプ、外部の装置部
材への連結部品、回転（または振動）、ウェーハ支持体
１３を持ち上げる／降ろす、アノード１４を持ち上げる
／降ろすための機構のごときを収容するために計画され
るモジュラーユニットである。処理化学薬品、ＤＩ水、
窒素および真空接がチャンバ１０に分配されるためにユ
ニット４９にもたらされる。排水管２３は電解液を含有
する容器または装置の排水処理部材と結合されている。
そのような化学薬品および液体の処理チャンバへの供給
および処理チャンバからの除去が周知であることが理解
される。従ってハウジング４９はチャンバ１０をどのよ
うに配置することができるかのほんの一例である。
使用することにより銅（Ｃｕ）が半導体ウェーハ上に堆
積されるべきである場合に、本発明のチャンバを利用す
ることができる。一般に本発明のチャンバ１０は機能ユ
ニットの部品として組み立てられており、その１つの構
成が図１１に示されている。装置ハウジング４９は処理
チャンバ１０およびそれに結合した機械的および電気的
部材、例えば電気配線、液体配給パイプ、外部の装置部
材への連結部品、回転（または振動）、ウェーハ支持体
１３を持ち上げる／降ろす、アノード１４を持ち上げる
／降ろすための機構のごときを収容するために計画され
るモジュラーユニットである。処理化学薬品、ＤＩ水、
窒素および真空接がチャンバ１０に分配されるためにユ
ニット４９にもたらされる。排水管２３は電解液を含有
する容器または装置の排水処理部材と結合されている。
そのような化学薬品および液体の処理チャンバへの供給
および処理チャンバからの除去が周知であることが理解
される。従ってハウジング４９はチャンバ１０をどのよ
うに配置することができるかのほんの一例である。
【００４９】ウェーハ３５を処理するためにチャンバが
一旦組み立てられ、配置されると、支持体１３はその装
填位置に下降される。それからウェーハがアクセスポー
ト２５を介してチャンバ１０に導入される。典型的に自
動化されたウェーハハンドラーを使用し、支持体１３が
上昇し、ウェーハを受ける位置にウェーハ３５を配置す
る。ウェーハ３５は真空を適用することによりウェーハ
３５の下側に適所に保持される。アクセスポート２５は
チャンバ１０を封止するために閉鎖されている。引き続
きシャフト１７を動かすことにより支持体１３をその上
方の嵌合される位置に上昇させ、図５に示されるよう
に、スリーブ１２と組み合わせる。
一旦組み立てられ、配置されると、支持体１３はその装
填位置に下降される。それからウェーハがアクセスポー
ト２５を介してチャンバ１０に導入される。典型的に自
動化されたウェーハハンドラーを使用し、支持体１３が
上昇し、ウェーハを受ける位置にウェーハ３５を配置す
る。ウェーハ３５は真空を適用することによりウェーハ
３５の下側に適所に保持される。アクセスポート２５は
チャンバ１０を封止するために閉鎖されている。引き続
きシャフト１７を動かすことにより支持体１３をその上
方の嵌合される位置に上昇させ、図５に示されるよう
に、スリーブ１２と組み合わせる。
【００５０】支持体１３とスリーブ１２の結合はスリー
ブ１２に関して選択される態様に依存する。スリーブ１
２が静止して存続すべき場合は、スリーブはカバー２２
に付着しており、回転しない。スリーブが回転すべき場
合は、図１０の構成が使用される。静止スリーブ１２と
の嵌合を解くとき、ウェーハ支持体１３をなお回転させ
ることができると理解すべきである。その場合は、ウェ
ーハがスリーブ１２と嵌合していない場合に、ウェーハ
を洗浄および乾燥サイクルで回転させる。
ブ１２に関して選択される態様に依存する。スリーブ１
２が静止して存続すべき場合は、スリーブはカバー２２
に付着しており、回転しない。スリーブが回転すべき場
合は、図１０の構成が使用される。静止スリーブ１２と
の嵌合を解くとき、ウェーハ支持体１３をなお回転させ
ることができると理解すべきである。その場合は、ウェ
ーハがスリーブ１２と嵌合していない場合に、ウェーハ
を洗浄および乾燥サイクルで回転させる。
【００５１】どちらの技術でも支持体１３とスリーブ１
２の結合は第一の密閉領域２８を形成する。ウェーハは
この密閉領域２８の床を形成するために底部に配置され
る。処理液（電解液）はすでに記載されるように、シャ
フト１６を介して密閉領域２８に導入される。それから
アノードおよびカソード電極に電力を適用し、ウェーハ
上に材料を堆積する電気メッキ工程でウェーハを処理す
る。所望により、電解液を導入する前にウェーハ３５を
チャンバ１０内で洗浄し、乾燥することができる。
２の結合は第一の密閉領域２８を形成する。ウェーハは
この密閉領域２８の床を形成するために底部に配置され
る。処理液（電解液）はすでに記載されるように、シャ
フト１６を介して密閉領域２８に導入される。それから
アノードおよびカソード電極に電力を適用し、ウェーハ
上に材料を堆積する電気メッキ工程でウェーハを処理す
る。所望により、電解液を導入する前にウェーハ３５を
チャンバ１０内で洗浄し、乾燥することができる。
【００５２】ウェーハ３５へのカソード接触は図９に示
されるように、カソード電極１５により達成される。多
電極が、分配されたカソードを与え、ここでウェーハの
処理面に電気接触がなされる。これはウェーハの背面の
代わりにウェーハの処理表面（前面）にカソード電位が
適用されることを可能にする。その上、１個以上のカソ
ード電極を利用することができることが理解される。多
電極１５を有することが有利である。
されるように、カソード電極１５により達成される。多
電極が、分配されたカソードを与え、ここでウェーハの
処理面に電気接触がなされる。これはウェーハの背面の
代わりにウェーハの処理表面（前面）にカソード電位が
適用されることを可能にする。その上、１個以上のカソ
ード電極を利用することができることが理解される。多
電極１５を有することが有利である。
【００５３】処理中に処理化学薬品の新鮮な供給を確保
するために、新たな液体が連続的に第一密閉領域２８に
導入される。液体の高さが高くなると、開口３０を介し
て過剰の液体が排出される。スリーブ１２の下方端部に
フローギャップ４３が存在する場合は、一部の量の媒体
がこれらの開口から排出される。いずれにしても、カソ
ードが溶液から保護されており、従ってカソード上にメ
ッキ工程が生じない。パージ用マニホルド２０が存在す
る場合は、電解液がウェーハの背面および支持体１３の
側壁と接触することを避けるために、窒素ガスをマニホ
ルドから流れ出させる。
するために、新たな液体が連続的に第一密閉領域２８に
導入される。液体の高さが高くなると、開口３０を介し
て過剰の液体が排出される。スリーブ１２の下方端部に
フローギャップ４３が存在する場合は、一部の量の媒体
がこれらの開口から排出される。いずれにしても、カソ
ードが溶液から保護されており、従ってカソード上にメ
ッキ工程が生じない。パージ用マニホルド２０が存在す
る場合は、電解液がウェーハの背面および支持体１３の
側壁と接触することを避けるために、窒素ガスをマニホ
ルドから流れ出させる。
【００５４】この工程が終了すると、アノードとカソー
ドとの間の電位が除去され、処理液の流れが止まる。そ
れから、ウェーハ支持体１３が電解液を排出するため
に、その下方の位置に配置される。それから、シャフト
通路３６を介してＤＩ水が導入される。側壁開口３７が
存在する場合は、同様にこれらの開口を介してＤＩ水を
流出される。また、ＤＩ水は上方マニホルド１８および
下方マニホルド１９からチャンバ１０を洗浄するために
噴射される。引き続きウェーハ３５およびチャンバ１０
を乾燥するために、ＤＩ水が窒素流と交換される。すす
ぎおよび乾燥サイクル中に、ウェーハ３５のすすぎおよ
び乾燥を強化するために、ウェーハ３５は通常は比較的
高いｒｐｍ（例えば１００〜２０００ｒｐｍの範囲内）
で回転している。更にすすぎおよび乾燥機能を強化する
ために、ＤＩ水および窒素を高い温度に加熱することが
できる。最後にウェーハに対する真空を除去し、ウェー
ハをアクセスポート２５を介して除去する。
ドとの間の電位が除去され、処理液の流れが止まる。そ
れから、ウェーハ支持体１３が電解液を排出するため
に、その下方の位置に配置される。それから、シャフト
通路３６を介してＤＩ水が導入される。側壁開口３７が
存在する場合は、同様にこれらの開口を介してＤＩ水を
流出される。また、ＤＩ水は上方マニホルド１８および
下方マニホルド１９からチャンバ１０を洗浄するために
噴射される。引き続きウェーハ３５およびチャンバ１０
を乾燥するために、ＤＩ水が窒素流と交換される。すす
ぎおよび乾燥サイクル中に、ウェーハ３５のすすぎおよ
び乾燥を強化するために、ウェーハ３５は通常は比較的
高いｒｐｍ（例えば１００〜２０００ｒｐｍの範囲内）
で回転している。更にすすぎおよび乾燥機能を強化する
ために、ＤＩ水および窒素を高い温度に加熱することが
できる。最後にウェーハに対する真空を除去し、ウェー
ハをアクセスポート２５を介して除去する。
【００５５】多種の金属材料を電気メッキ技術により堆
積することができるが、本発明の処理チャンバに適して
いる１つの金属は銅である。Ｒｏｂｅｒｔ Ｊ Ｃｏｎ
ｔｏｌｉｍｉ等による「銅電気メッキの例は、サブハー
フミクロンＵＬＳＩ構造のための銅電気メッキ法（Ｃｏ
ｐｐｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ Ｐｒｏｃｅ
ｓｓ Ｆｏｒ Ｓｕｂ−Ｈａｌｆ−Ｍｉｃｒｏｎ ＵＬ
ＳＩ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）という題名の論文 ＶＭ
ＩＣ 会議 １９９５年 ６月２７〜２０日 ３２２頁
以降に記載されている。
積することができるが、本発明の処理チャンバに適して
いる１つの金属は銅である。Ｒｏｂｅｒｔ Ｊ Ｃｏｎ
ｔｏｌｉｍｉ等による「銅電気メッキの例は、サブハー
フミクロンＵＬＳＩ構造のための銅電気メッキ法（Ｃｏ
ｐｐｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ Ｐｒｏｃｅ
ｓｓ Ｆｏｒ Ｓｕｂ−Ｈａｌｆ−Ｍｉｃｒｏｎ ＵＬ
ＳＩ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）という題名の論文 ＶＭ
ＩＣ 会議 １９９５年 ６月２７〜２０日 ３２２頁
以降に記載されている。
【００５６】あるいは、本発明の処理チャンバは金属材
料の電解研磨に利用することもできる。その場合に前記
処理工程を繰り返すが、ただし金属除去機能を実施する
化学薬品を使用する。更に電極に適用される電位の極性
が逆転され、複数の電極１５は今度は分配されたアノー
ドになり、単一電極１４はカソード電極になる。
料の電解研磨に利用することもできる。その場合に前記
処理工程を繰り返すが、ただし金属除去機能を実施する
化学薬品を使用する。更に電極に適用される電位の極性
が逆転され、複数の電極１５は今度は分配されたアノー
ドになり、単一電極１４はカソード電極になる。
【００５７】また、多種の金属材料を電解研磨技術によ
り研磨することができるが、本発明の処理チャンバに適
する１つの金属は銅である。銅電解研磨の例は、Ｒ Ｃ
ｏｎｔｏｌｉｎｉ等による「電気化学的プレナリゼーシ
ョンによるプラグ法を介する銅（Ａ Ｃｏｐｐｅｒ Ｖ
ｉａ Ｐｌｕｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｂｙ Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｕｎ）」
という題名の論文 ＶＭＩＣ会議 １９９３年 ６月８
〜９日 ４７０頁以降に記載されている。
り研磨することができるが、本発明の処理チャンバに適
する１つの金属は銅である。銅電解研磨の例は、Ｒ Ｃ
ｏｎｔｏｌｉｎｉ等による「電気化学的プレナリゼーシ
ョンによるプラグ法を介する銅（Ａ Ｃｏｐｐｅｒ Ｖ
ｉａ Ｐｌｕｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｂｙ Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｕｎ）」
という題名の論文 ＶＭＩＣ会議 １９９３年 ６月８
〜９日 ４７０頁以降に記載されている。
【００５８】さらに、本発明の一態様は複数の工程を本
発明の処理チャンバ中で実施することを可能にする。す
なわち、１つ以上の電気メッキ工程または１つ以上の電
解研磨工程を実施することができる。複数の電気メッキ
または電解研磨工程は異なる化学反応の使用を含んでよ
い。さらに、同じチャンバ１０を電気メッキおよび電解
研磨の両方を実施するために使用することができること
を特筆すべきである。例えば第一サイクルで材料を堆積
するための電解液を導入し、ウェーハを前記のように電
気メッキ工程で処理する。それから、過剰のフィルムを
研磨除去するためにＣＭＰを使用する代わりに前記の電
解研磨工程を使用する。引き続きすすぎおよび乾燥後、
異なる電解液をチャンバに導入し、ウェーハを電解研磨
する。従って２つの別の工程、すなわち１つは電気メッ
キ、他方は電解研磨、をチャンバ中で実施する。
発明の処理チャンバ中で実施することを可能にする。す
なわち、１つ以上の電気メッキ工程または１つ以上の電
解研磨工程を実施することができる。複数の電気メッキ
または電解研磨工程は異なる化学反応の使用を含んでよ
い。さらに、同じチャンバ１０を電気メッキおよび電解
研磨の両方を実施するために使用することができること
を特筆すべきである。例えば第一サイクルで材料を堆積
するための電解液を導入し、ウェーハを前記のように電
気メッキ工程で処理する。それから、過剰のフィルムを
研磨除去するためにＣＭＰを使用する代わりに前記の電
解研磨工程を使用する。引き続きすすぎおよび乾燥後、
異なる電解液をチャンバに導入し、ウェーハを電解研磨
する。従って２つの別の工程、すなわち１つは電気メッ
キ、他方は電解研磨、をチャンバ中で実施する。
【００５９】従って本発明のチャンバ１０の使用から多
数の利点が導き出される。第１密閉領域２８が第２密閉
領域２９より容積がかなり小さいので、ウェーハを処理
するために必要とされる化学薬品の使用はかなり少な
い。すなわち処理液はウェーハを処理するためにかなり
少ない量に限定される。第２密閉領域２９は使用した化
学薬品を排出し、第２の密閉を用意するために使用され
る。この設計は、必要により計測装置のような他の部材
を収納するためにチャンバ１０の寸法を大きくさせる
が、液充填領域は小さく維持される。処理液の無駄は減
少する。
数の利点が導き出される。第１密閉領域２８が第２密閉
領域２９より容積がかなり小さいので、ウェーハを処理
するために必要とされる化学薬品の使用はかなり少な
い。すなわち処理液はウェーハを処理するためにかなり
少ない量に限定される。第２密閉領域２９は使用した化
学薬品を排出し、第２の密閉を用意するために使用され
る。この設計は、必要により計測装置のような他の部材
を収納するためにチャンバ１０の寸法を大きくさせる
が、液充填領域は小さく維持される。処理液の無駄は減
少する。
【００６０】ウェーハ支持体１３の垂直な運動は第１密
閉領域２８へのウェーハ導入を可能にするが、同時にウ
ェーハが処理されているとき、処理液からウェーハの下
側を保護する。ウェーハは密閉領域の床を形成するため
に利用される。スリーブ１２の別の構造ではウェーハと
一致して静止するかまたは回転（振動）させる。
閉領域２８へのウェーハ導入を可能にするが、同時にウ
ェーハが処理されているとき、処理液からウェーハの下
側を保護する。ウェーハは密閉領域の床を形成するため
に利用される。スリーブ１２の別の構造ではウェーハと
一致して静止するかまたは回転（振動）させる。
【００６１】カソード電極１５の配置から電極に関して
重要な利点が導き出される。これらの電極１５は特別の
工程が実施されているウェーハ表面と同じ面に配置され
ている。更にチャンバの構造はカソード接触部が電解液
から分離されることを可能にし、これにより汚染物がカ
ソード接触部からチャンバに導入されることを阻止す
る。この構造は電解液からウェーハエッジおよびウェー
ハ背面を保護または分離する。ウェーハは水平に平らに
配置され、電解液によりウェーハ処理中に形成される気
泡がウェーハ表面から上に離散する傾向を有する。
重要な利点が導き出される。これらの電極１５は特別の
工程が実施されているウェーハ表面と同じ面に配置され
ている。更にチャンバの構造はカソード接触部が電解液
から分離されることを可能にし、これにより汚染物がカ
ソード接触部からチャンバに導入されることを阻止す
る。この構造は電解液からウェーハエッジおよびウェー
ハ背面を保護または分離する。ウェーハは水平に平らに
配置され、電解液によりウェーハ処理中に形成される気
泡がウェーハ表面から上に離散する傾向を有する。
【００６２】さらに本発明のチャンバの構造は同じチャ
ンバ内で複数の処理を行うことを可能にする。チャンバ
内の複数の処理は電気メッキおよび電解研磨の両方を含
む。従って堆積および材料の除去を同じチャンバ内で実
施することができる。密閉領域２８および２９の両方の
すすぎおよび乾燥はチャンバを汚染物から清浄に保つ能
力を高め、これは従って処理化学薬品がウェーハ装填中
および非装填中に周囲の接触面を介して二次加工クリー
ンルーム（ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｃｌｅａｎｒｏｏ
ｍ）を汚染する可能性を排除する。
ンバ内で複数の処理を行うことを可能にする。チャンバ
内の複数の処理は電気メッキおよび電解研磨の両方を含
む。従って堆積および材料の除去を同じチャンバ内で実
施することができる。密閉領域２８および２９の両方の
すすぎおよび乾燥はチャンバを汚染物から清浄に保つ能
力を高め、これは従って処理化学薬品がウェーハ装填中
および非装填中に周囲の接触面を介して二次加工クリー
ンルーム（ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｃｌｅａｎｒｏｏ
ｍ）を汚染する可能性を排除する。
【００６３】複数ウェーハ処理 好ましい態様の処理チャンバ１０は１つ以上のウェーハ
を同時に処理するために装置５０中に配置することがで
きると理解される。図１２には４つの別々の処理チャン
バ１０の群が示される。４つのチャンバ１０はそれぞれ
ハウジング４９内にユニットとして含有され、中心のウ
ェーハハンドラー機構５１に結合しており、この機構は
１つのハウジング４９から他方のハウジングにウェーハ
を移動する能力を有する。中心のハンドラー５１はイン
ターフェースユニット５２に結合しており、このユニッ
トは、装置からウェーハが入ったり出たりするための少
なくとも１つのアクセス機構（図面では２つのドアーが
示される）を含む。
を同時に処理するために装置５０中に配置することがで
きると理解される。図１２には４つの別々の処理チャン
バ１０の群が示される。４つのチャンバ１０はそれぞれ
ハウジング４９内にユニットとして含有され、中心のウ
ェーハハンドラー機構５１に結合しており、この機構は
１つのハウジング４９から他方のハウジングにウェーハ
を移動する能力を有する。中心のハンドラー５１はイン
ターフェースユニット５２に結合しており、このユニッ
トは、装置からウェーハが入ったり出たりするための少
なくとも１つのアクセス機構（図面では２つのドアーが
示される）を含む。
【００６４】図１２に示されるように、ウェーハまたは
ウェーハのカセットがインターフェースユニット５２
（このユニットは典型的にはウェーハの装填および非装
填用装填位置と記載する）上に配置された入口ドアー５
３を介して装置５０に導入される。一旦ウェーハまたは
ウェーハのカセット（これ以後単にウェーハと記載す
る）がドアー５３から入ると、インターフェースユニッ
ト５２上の出口ドアー５４を介して出るまで、周囲の環
境から隔離される。多様な位置を通ってウェーハを移動
するための多様な設計および技術が存在することが理解
される。ここでの詳しい説明および図１２に示される器
具は例示目的のためである。インターフェースユニット
５２とハンドラー５１との結合およびハンドラー５１と
それぞれのチャンバ１０との結合はウェーハが周囲の環
境から隔離されることを確保する。若干の場合にはこの
環境は窒素のような非活性ガスで満たされている。
ウェーハのカセットがインターフェースユニット５２
（このユニットは典型的にはウェーハの装填および非装
填用装填位置と記載する）上に配置された入口ドアー５
３を介して装置５０に導入される。一旦ウェーハまたは
ウェーハのカセット（これ以後単にウェーハと記載す
る）がドアー５３から入ると、インターフェースユニッ
ト５２上の出口ドアー５４を介して出るまで、周囲の環
境から隔離される。多様な位置を通ってウェーハを移動
するための多様な設計および技術が存在することが理解
される。ここでの詳しい説明および図１２に示される器
具は例示目的のためである。インターフェースユニット
５２とハンドラー５１との結合およびハンドラー５１と
それぞれのチャンバ１０との結合はウェーハが周囲の環
境から隔離されることを確保する。若干の場合にはこの
環境は窒素のような非活性ガスで満たされている。
【００６５】一旦ウェーハがインターフェースユニット
５２から入ると、ウェーハは１個以上のチャンバ１０中
で処理される。それぞれのチャンバ１０は同じ処理工程
を備えることができるか、またはチャンバ１０の異なる
処理工程またはその組み合わせを備えるように配置する
ことができる。例えば銅技術を実施する際に示された４
つのチャンバはすべて同じ工程を備えることができる
か、またはそれぞれ異なる工程を備えることができる。
一旦終了すると、ハンドラー５１はウェーハを、装置５
０から除去するために、出口ドアー５４に移動する。装
置５０の使用は装置内で複数のウェーハを処理すること
を可能にする。
５２から入ると、ウェーハは１個以上のチャンバ１０中
で処理される。それぞれのチャンバ１０は同じ処理工程
を備えることができるか、またはチャンバ１０の異なる
処理工程またはその組み合わせを備えるように配置する
ことができる。例えば銅技術を実施する際に示された４
つのチャンバはすべて同じ工程を備えることができる
か、またはそれぞれ異なる工程を備えることができる。
一旦終了すると、ハンドラー５１はウェーハを、装置５
０から除去するために、出口ドアー５４に移動する。装
置５０の使用は装置内で複数のウェーハを処理すること
を可能にする。
【００６６】図１３を参照するが、これは複数ウェーハ
を処理する他の方法を示す。この場合、複数ウェーハは
同じ処理チャンバ中で処理される。処理チャンバ６０は
処理チャンバ１０に相当し、ただし今度は同じケーシン
グ内に２つの別の第一密閉領域２８が存在する。別のス
リーブ１２、ウェーハ支持体１３、アノード１４および
複数カソードのセット１５がそれぞれの被処理ウェーハ
のためになお存在する。チャンバ６０の床の横断面は図
面では平らに示され（チャンバ１０のように傾斜してい
ない）るが、同様に傾斜していてもよい。電解液排水管
開口は存在するが、示されていない。更にマニホルド１
８〜２０は図面に示されていないが、同様に利用するこ
とができる。アクセスポートは同様に示されていない
が、一般にそれぞれの密閉領域２８のためにそれぞれ１
個ずつ存在する。
を処理する他の方法を示す。この場合、複数ウェーハは
同じ処理チャンバ中で処理される。処理チャンバ６０は
処理チャンバ１０に相当し、ただし今度は同じケーシン
グ内に２つの別の第一密閉領域２８が存在する。別のス
リーブ１２、ウェーハ支持体１３、アノード１４および
複数カソードのセット１５がそれぞれの被処理ウェーハ
のためになお存在する。チャンバ６０の床の横断面は図
面では平らに示され（チャンバ１０のように傾斜してい
ない）るが、同様に傾斜していてもよい。電解液排水管
開口は存在するが、示されていない。更にマニホルド１
８〜２０は図面に示されていないが、同様に利用するこ
とができる。アクセスポートは同様に示されていない
が、一般にそれぞれの密閉領域２８のためにそれぞれ１
個ずつ存在する。
【００６７】図１３の多数密閉設計の重要な利点はチャ
ンバ６０内でそれぞれのウェーハを分離することにあ
る。それぞれのウェーハはそれ自身の第１密閉領域２８
を有し、この領域はそれ自身の電場にさらされ、それ自
身の電解液により処理される。従ってそれぞれのウェー
ハは、必要な場合は他のウェーハから独立に処理を行
い、パラメータを調節する。例えば他方において維持し
ながら、１つのウェーハに対する電源を切ることができ
る。チャンバ６０内のそれぞれのウェーハに関して同じ
処理工程を行うことが一般に好ましいが、それぞれの第
１密閉スリーブ中で異なる処理を行うように設計を適合
することができる。図１３には２つの密閉ユニットしか
示されていないが、必要な場合はこれより多くの密閉ユ
ニットをチャンバ６０内に配置することができることも
理解される。さらに図１３には静止スリーブ１２の設計
が示されているが、図１０の回転スリーブの構成を使用
することが可能であると理解される。
ンバ６０内でそれぞれのウェーハを分離することにあ
る。それぞれのウェーハはそれ自身の第１密閉領域２８
を有し、この領域はそれ自身の電場にさらされ、それ自
身の電解液により処理される。従ってそれぞれのウェー
ハは、必要な場合は他のウェーハから独立に処理を行
い、パラメータを調節する。例えば他方において維持し
ながら、１つのウェーハに対する電源を切ることができ
る。チャンバ６０内のそれぞれのウェーハに関して同じ
処理工程を行うことが一般に好ましいが、それぞれの第
１密閉スリーブ中で異なる処理を行うように設計を適合
することができる。図１３には２つの密閉ユニットしか
示されていないが、必要な場合はこれより多くの密閉ユ
ニットをチャンバ６０内に配置することができることも
理解される。さらに図１３には静止スリーブ１２の設計
が示されているが、図１０の回転スリーブの構成を使用
することが可能であると理解される。
【００６８】従って材料を堆積するおよび／または半導
体ウェーハのような基板から材料を除去する処理チャン
バが記載される。記載された技術は非金属処理に容易に
適合できるが、一般に金属および金属合金に適用でき
る。本発明のチャンバの実施におおいて多数の変形例が
存在することが理解される。選択される設計に依存して
前記の多様な機能が含まれる。
体ウェーハのような基板から材料を除去する処理チャン
バが記載される。記載された技術は非金属処理に容易に
適合できるが、一般に金属および金属合金に適用でき
る。本発明のチャンバの実施におおいて多数の変形例が
存在することが理解される。選択される設計に依存して
前記の多様な機能が含まれる。
【００６９】更に一般に処理チャンバを構築するために
知られた種々の材料を使用することによりチャンバが構
成されることが理解される。好ましい態様において、ケ
ーシングはステンレススチールから構築され、ケーシン
グの内壁上での化学反応を防止するために内部被覆（例
えばＴＥＦＬＯＮ（登録商標））を有する。ウェーハ支
持体およびマニホルドは処理化学薬品と反応しない材料
から製造されている。ポリプロピレンまたは他の相当す
る材料が許容される。石英またはセラミックも構築に使
用できるその他の材料である。スリーブの材料は同様に
絶縁体であるべきであり、これにより電力を適用した場
合にスリーブが作用しないかまたはアノードと相互反応
しない。従って本発明のチャンバを構築するために種々
の材料を容易に配置可能である。 ［図面の簡単な説明］
知られた種々の材料を使用することによりチャンバが構
成されることが理解される。好ましい態様において、ケ
ーシングはステンレススチールから構築され、ケーシン
グの内壁上での化学反応を防止するために内部被覆（例
えばＴＥＦＬＯＮ（登録商標））を有する。ウェーハ支
持体およびマニホルドは処理化学薬品と反応しない材料
から製造されている。ポリプロピレンまたは他の相当す
る材料が許容される。石英またはセラミックも構築に使
用できるその他の材料である。スリーブの材料は同様に
絶縁体であるべきであり、これにより電力を適用した場
合にスリーブが作用しないかまたはアノードと相互反応
しない。従って本発明のチャンバを構築するために種々
の材料を容易に配置可能である。 ［図面の簡単な説明］
【図１】材料、例えば半導体ウェーハを加工するための
本発明の処理チャンバを図示したものである。
本発明の処理チャンバを図示したものである。
【図２】図１に示した処理チャンバの一部を切り取った
図解である。
図解である。
【図３】本発明の処理チャンバにおいて利用されたウェ
ーハ支持体を図示したものである。
ーハ支持体を図示したものである。
【図４】本発明の処理チャンバにおいて処理電解液を含
むように利用された液体スリーブを図示したものであ
る。
むように利用された液体スリーブを図示したものであ
る。
【図５】ウェーハ支持体が持ち上げられてスリーブと嵌
合するときの、ウェーハ支持体の位置を示す図１及び２
の処理チャンバの断面図である。
合するときの、ウェーハ支持体の位置を示す図１及び２
の処理チャンバの断面図である。
【図６】スリーブからウェーハ支持体の嵌合が解かれた
位置を示す図１及び２の処理チャンバの断面図である。
位置を示す図１及び２の処理チャンバの断面図である。
【図７】ウェーハ支持体がスリーブに嵌合するときに形
成される電解液密閉領域、および密閉領域内のアノード
位置決めしているところの断面図である。
成される電解液密閉領域、および密閉領域内のアノード
位置決めしているところの断面図である。
【図８】液体分配用の開口を有するアノードシャフトを
有する別の態様の断面図である。
有する別の態様の断面図である。
【図９】処理チャンバにおいて使用される複数のカソー
ド電極のうちの１個を示す断面図である。
ド電極のうちの１個を示す断面図である。
【図１０】回転ないし振動スリーブを用いて、処理の間
にウェーハを回転させるような、本発明の別態様の一部
を切り取った図である。
にウェーハを回転させるような、本発明の別態様の一部
を切り取った図である。
【図１１】本発明の処理チャンバをユニットとして実装
するための相対的配置を図示したものである。
するための相対的配置を図示したものである。
【図１２】クラスターツールを図示したものであり、該
ツールにおいて図１１に示した複数の処理ユニットが一
緒になってクラスター化して、１つのシステムとして作
動する。
ツールにおいて図１１に示した複数の処理ユニットが一
緒になってクラスター化して、１つのシステムとして作
動する。
【図１３】複数のウェーハを処理するための１個の処理
チャンバ内に２個のスリーブが一緒に設計されている、
本発明の別の態様の断面図である。
チャンバ内に２個のスリーブが一緒に設計されている、
本発明の別の態様の断面図である。
フロントページの続き (72)発明者 ウェン シー コー アメリカ合衆国 カリフォルニア サン ノゼ クレイウッド ウェイ 6948 (72)発明者 ケネス ジェイ ロワリー アメリカ合衆国 カリフォルニア サン ディマス カミーノ デル サー 1375 (72)発明者 ピーター チョー アメリカ合衆国 ロサンゼルス ワルド ラン アヴェニュー 1570 (56)参考文献 特開 平６−280098（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−61395（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−72096（ＪＰ，Ａ) 特公 平６−47750（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−41320（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C25D 7/12 H01L 21/288 C25F 3/30
Claims (30)
- 【請求項１】 材料を上に載せるための支持体、 前記材料を処理するための処理液を含有する密閉チャン
バを形成するための中空スリーブであって、下方末端お
よび上方末端を有する前記スリーブ、 前記中空スリーブ内に存在するために結合された第１電
極、 前記材料に結合するための前記スリーブの前記下方末端
に結合した１個以上の第２電極、 前記支持体を引き上げて前記スリーブと嵌合させると
き、前記処理液を内部に保持する前記密閉チャンバのた
めの封止床を形成することにより、前記材料に前記スリ
ーブの前記下方末端を閉じ込めさせる前記支持体、及び 前記第１電極と１個以上の第２電極との電位差により生
じる電場に前記材料がさらされるとき、前記処理液にさ
らされる前記材料の表面に接触する前記１個以上の第２
電極、 からなる装置内に存在する材料を処理する装置。 - 【請求項２】 前記１個以上の第２電極が処理中に前記
処理液から保護されている請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記第１電極がアノード電極であり、前
記複数の第２電極が前記材料を電気メッキするためのカ
ソード電極である請求項２記載の装置。 - 【請求項４】 前記スリーブが処理中に前記支持体と一
致して回転または振動する請求項３記載の装置。 - 【請求項５】 前記第１電極がカソード電極であり、前
記複数の第２電極が前記材料を電解研磨するためのアノ
ード電極である請求項２記載の装置。 - 【請求項６】 前記スリーブが処理中に前記支持体と一
致して回転または振動する請求項５記載の装置 - 【請求項７】 前記材料の上で複数の工程が実施される
請求項２記載の装置 - 【請求項８】 基板を上に載せるための支持体、 前記基板上に材料を電気メッキするための電解液を含有
する密閉チャンバを形成するための中空スリーブであっ
て、下方末端及び上方末端を有する前記スリーブ、 前記中空スリーブ内に存在するために結合されたアノー
ド電極、 前記基板に結合するための前記スリーブの前記下方末端
に結合されているが、電気メッキ中は前記電解液から保
護されるカソード電極、 前記支持体を引き上げて前記スリーブと嵌合させると
き、前記電解液を内部に保持するために前記密封チャン
バのための封止床を形成することにより、前記基板に前
記スリーブの前記下方末端を閉じ込めさせる前記支持
体、及び アノードとカソードとの電位差により生じる電場に前記
基板がさらされるとき、前記電解液にさらされる前記基
板の表面に接触するが、前記電解液から実質的に保護さ
れる前記カソード電極、 からなる基板上に材料を堆積するために電気メッキを実
施する装置。 - 【請求項９】 前記カソード電極が、前記カソードのた
めの電気的接触を分配するために前記基板の周囲に分配
される１個以上の電極からなる請求項８記載の装置。 - 【請求項１０】 前記支持体を垂直に移動し、前記支持
体を前記スリーブに嵌合するため、及び前記支持体を前
記スリーブから脱嵌合するために前記ウェーハ支持体に
結合される可動性シャフトを更に含有する請求項９記載
の装置。 - 【請求項１１】 前記スリーブが前記基板の電気メッキ
中に前記支持体と一致して回転または振動する請求項１
０記載の装置。 - 【請求項１２】 前記基板が半導体ウェーハであり、電
気メッキされる前記材料が銅からなる請求項１１記載の
装置。 - 【請求項１３】 第２密閉ハウジングを与えるために前
記支持体、スリーブ、アノードおよびカソードを閉じ込
めるケーシングを更に含む請求項９記載の装置。 - 【請求項１４】 前記ケーシング内に複数のウェーハを
処理するための複数の密閉チャンバを与えるために、前
記支持体、スリーブ、アノードおよびカソード電極から
なる多数のセットが前記ケーシング内に収容されている
請求項１３記載の装置。 - 【請求項１５】 基板を上に載せるための支持体、 前記基板から材料を電解研磨するための電解液を含有す
る密閉チャンバを形成するための中空スリーブであっ
て、下方末端および上方末端を有する前記スリーブ、 前記中空スリーブ内に存在するために結合されたカソー
ド電極、 前記基板に結合するための前記スリーブの前記下方末端
に結合されているが、電解研磨中は前記電解液から保護
されるアノード電極、 前記支持体を引き上げて前記スリーブと嵌合させると
き、前記電解液を内部に保持するために前記密閉チャン
バのための封止床を形成することにより、前記基板に前
記スリーブの前記下方末端を閉じ込めさせる前記支持
体、および カソードとアノードとの電位差により生じる電場に前記
基板がさらされるとき、前記電解液にさらされる前記基
板の表面に接触するが、前記電解液から実質的に保護さ
れる前記アノード電極 からなる、基板から材料を除去するために電解研磨を実
施する装置。 - 【請求項１６】 前記アノード電極が、前記アノードの
ための電気的接触を分配するために前記基板の周囲に分
配される１個以上の電極からなる請求項１５記載の装
置。 - 【請求項１７】 前記支持体を垂直に移動させ、前記支
持体を前記スリーブに嵌合し、および前記支持体を前記
スリーブから脱嵌合するために前記ウェーハ支持体に結
合した可動性シャフトを更に含む請求項１６記載の装
置。 - 【請求項１８】 前記スリーブが前記基板の電解研磨中
に前記支持体と一致して回転または振動する請求項１７
記載の装置。 - 【請求項１９】 前記基板が半導体ウェーハであり、電
解研磨される前記材料が銅からなる請求項１８記載の装
置。 - 【請求項２０】 第２密閉ハウジングを与えるために前
記支持体、スリーブ、カソードおよびアノード電極を閉
じ込めるケーシングを更に含む請求項１６記載の装置。 - 【請求項２１】 前記ケーシング内に多数のウェーハを
処理するための複数の密閉チャンバを与えるために、前
記支持体、スリーブ、カソードおよびアノード電極から
なる複数のセットが前記ケーシング内に収容されている
請求項２０記載の装置。 - 【請求項２２】 以下の工程： 支持体上に処理される材料を配置すること、 前記材料を処理するための処理液を含有する前記密閉チ
ャンバを形成するための中空スリーブであって、下方末
端および上方末端を有する前記スリーブを与えること、 前記中空スリーブ内に第１電極を与えること、 前記スリーブの前記下方端部に結合される１個以上の第
２電極を与えること、 前記スリーブに嵌合するために前記支持体を上昇させ、
その結果内部に前記処理液を保持するために前記密閉チ
ャンバのための封止床を形成することにより前記支持体
および前記材料が前記スリーブの前記下方末端を閉じ込
めること、 前記密閉チャンバを前記処理液で満たすこと、 前記材料を処理するために前記第１および第２電極に電
位を与える からなることを特徴とする、密閉チャンバ内に存在する
材料を処理する方法。 - 【請求項２３】 前記第２電極を与える前記工程が、前
記材料の周囲に分配され、処理中に前記処理液から保護
される複数の前記第２電極を与えることを含む請求項２
２記載の方法。 - 【請求項２４】 前記密閉チャンバを満たす工程が前記
材料を電気メッキするための電解液で満たすことを含む
請求項２２記載の方法。 - 【請求項２５】 電気メッキ中に前記支持体と前記スリ
ーブを一致して回転または振動する工程を更に有する請
求項２４記載の方法。 - 【請求項２６】 前記密閉チャンバを満たす工程が前記
材料を電解研磨するための電解液で満たすことを含む請
求項２２記載の方法。 - 【請求項２７】 電気メッキ中に前記支持体と一致して
前記スリーブを回転または振動する工程を更に有する請
求項２４記載の方法。 - 【請求項２８】 銅を電気メッキまたは電解研磨するた
めの電解液で前記密閉チャンバを満たす工程を更に含む
請求項２２記載の方法。 - 【請求項２９】 複数の処理を密閉チャンバ内で実施す
るために異なる処理液で前記密閉チャンバを満たす工程
を含む請求項２２記載の方法。 - 【請求項３０】 前記材料を電気メッキするための電解
液および前記材料を電解研磨するための異なる電解液で
前記密閉チャンバを満たす工程を更に含む請求項２２記
載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/916,564 US6017437A (en) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | Process chamber and method for depositing and/or removing material on a substrate |
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