JP3527169B2 - 熱アニーリング可能な銅の電気化学堆積装置 - Google Patents

熱アニーリング可能な銅の電気化学堆積装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハ／基板上へ
の金属層の堆積に関し、より詳しくは、本発明はウェハ
／基板上に金属層を形成する電気化学堆積システムに関
する。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】１／４ミクロン以下の多層金属化が、次世
代の超大規模集積回路（ＵＬＳＩ）の重要な技術の１つ
になってきている。この技術の心臓部の多層相互接続
は、高アスペクト比のアパーチャに形成されたコンタク
ト、ビア、ライン、及び他のフィーチャ（形態）を含む
相互接続フィーチャの平面化を要求する。これらの相互
接続フィーチャを信頼性良く形成することは、ＵＬＳＩ
の成功に必要であり、また個々の基板とダイ上に回路密
度と品質を高めるのに必要である。回路密度が増加する
と、ビア、コンタクト及び他のフィーチャの幅と、それ
らの間の誘電性材料の幅は250ｎｍ以下に減少し、誘電
性材料の厚さはほぼ一定のままで、その結果、フィーチ
ャのアスペクト比、即ち高さ割る幅は増加する。物理蒸
着（ＰＶＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）等の多くの従来の蒸
着プロセスは、アスペクト比が４：１を超える、特に１
０：１を超えるフィーチャを充填するのが困難であっ
た。それゆえ、フィーチャの高さとフィーチャの幅の比
が４：１又はそれ以上の高アスペクト比で、ボイドのな
いナノメートルの大きさのフィーチャを形成するのに多
大な努力がなされてきた。さらに、フィーチャの幅が減
少しても、デバイスの電流は変らないか又は増加し、そ
の結果フィーチャの電流密度は増加した。
【０００４】単体のアルミニウム（Ａｌ）とその合金
は、半導体処理でラインとプラグを形成するのに使用し
た伝統的な金属であった。アルミニウムは、電気抵抗が
低く、二酸化珪素（ＳｉＯ2）への固着性が優れ、パタ
ーニングが容易で、高純度で得易いからである。しか
し、アルミニウムは、銅等のより導電性の材料より電気
抵抗が高く、またアルミニウムは、エレクトロマイグレ
ーションを受け易く、導体にボイドが形成され易い。銅
とその合金は、アルミニウムより抵抗が低く、アルミニ
ウムと比較してエレクトロマイグレーションへの抵抗性
が非常に高い。集積度のレベルが高く、デバイスの速度
が高いとき経験する高電流密度を維持するのに、これら
の特性は重要である。銅はまた、熱伝導性が良く、高純
度の状態で得られる。それゆえ、半導体基板の１／４ミ
クロン以下の高アスペクト比相互接続フィーチャを充填
するのに、銅が選択される材料になってきている。
【０００５】半導体デバイスの製作で銅を使用するのが
望ましいが、ビアの幅が0.35μｍ（又はそれ以下）の
４：１等の高アスペクト比のフィーチャに銅を堆積する
製造方法の選択は制限されていた。これらのプロセスの
制限の結果、以前は回路基板上のラインを製作するのに
しか使われなかっためっきが、半導体デバイス上のビア
とコンタクトを充填するのに使用されている。金属電気
めっきは、良く知られていて色々の技術で行うことが出
来る。典型的な方法は、フィーチャの表面にバリヤー層
を物理蒸着し、バリヤー層の上に好ましくは銅の導電性
金属シード層を物理蒸着し、シード層上に導電性金属を
充填して、構造／フィーチャを充填する。最後に、堆積
した層と誘電性層とを化学機械研磨（ＣＭＰ）等により
平面化し、導電性相互接続フィーチャを形成する。
【０００６】図１は、コンタクトピンを組込んだ典型的
な噴水式めっき器10の簡単化した断面図である。一般
に、噴水式めっき器10は、頂部開口部を有する電解質コ
ンテナ12と、電解質コンテナ12の上に配置された基板ホ
ルダー14と、電解質コンテナ12の底部に配置されたアノ
ード16と、基板22に接触するコンタクトリング20とを備
える。基板ホルダー14の下面に複数の溝24が形成されて
いる。真空ポンプ（図示せず）が、基板ホルダー14に結
合し、溝24と連通して、処理中、基板22を基板ホルダー
14に固定できるように真空を生成する。コンタクトリン
グ20には、複数の金属又は半金属のコンタクトピン26が
基板22の外辺部近くに配置され、中央の基板めっき表面
を形成する。複数のコンタクトピン26が、基板22の狭い
外辺部の上に半径方向内側に延び、コンタクトピン26の
先端で基板22の導電性シード層に接触する。電源（図示
せず）が、ピン26に取り付けられ、基板22に電気バイア
スを供給する。基板22は電解質コンテナ12の上に位置
し、電解質の流れは、セル10の作動中基板のめっき表面
上に垂直に突き当たる。
【０００７】現在は、図１に示すような電気めっきセル
は、大規模基板に許容可能な結果をもたらすが、多くの
障害物により、ミクロンの大きさで高アスペクト比のフ
ィーチャを有する基板上への信頼性ある電気めっきが損
なわれる。一般に、これらを解決する課題には、基板め
っき表面に均一な電力分布と電流密度を供給して、均一
な厚さの金属層を形成すること、不所望の縁部と裏面の
堆積を防止して、処理する基板と次の基板の汚染を制御
すること、処理中基板を基板ホルダーに固定する真空状
態を保持することが含まれる。また、現在の電気めっき
セルは、他の処理システムの要求に合う満足なスループ
ットを供給せず、また柔軟性ある構造で設計されていな
いので、将来の設計上の規則やギャップを充填する要求
に適合するように拡張することが出来ない。さらに、現
在の電気めっきシステムのプラットホームは、同じシス
テムのプラットホーム内で、堆積の結果をよくするため
の急速熱アニール処理等の電気めっき後の処理を行うこ
とが出来ない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】それゆえ、将来の設計
上の規則やギャップを充填する要求に適合するように拡
張することが出来る柔軟性ある構造で設計され、また他
の処理システムの要求に合う満足なスループットを供給
する電気化学堆積システムの必要性がある。また、基板
めっき表面に均一な電力分布と電流密度を供給して、均
一な厚さの金属層を形成し、処理中基板を基板ホルダー
に固定するため真空状態を保持する電気化学堆積システ
ムの必要性がある。システムが、不所望の縁部と裏面の
堆積を防止して、処理する基板と次の基板の汚染を制御
することが望ましい。さらに、電気化学堆積システム
が、堆積の結果をよくするため、急速熱アニール処理等
の電気化学堆積後の処理を提供することが好ましい。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、将来の設計上
の規則やギャップを充填する要求に適合するように拡張
することが出来る柔軟性ある構造で設計され、また他の
処理システムの要求に合う満足なスループットを供給す
る電気化学堆積（析出）システムを提供する。一般に電
気化学堆積システムは、メインフレームウェハ移送ロボ
ットを有するメインフレームと、メインフレームと接続
して配置されたローディング（装荷）ステーションと、
ローディングステーションに隣接して配置された急速熱
アニールチャンバと、メインフレームと関連付けて配置
された１つ又はそれ以上の処理セルと、１つ又はそれ以
上の処理セルと流体接続した電解質供給源とを備える。
電気化学堆積システムは、システム制御器を備え、該シ
ステム制御器により、電気化学堆積プロセスと、ローデ
ィングステーションに隣接して配置された熱アニールチ
ャンバを含む電気化学堆積システムの構成要素を制御す
るるのが好ましい。
【００１０】本発明の１態様では、基板めっき表面に均
一な電力分布と電流密度を供給して、均一な厚さの金属
層を形成し、処理中基板を基板ホルダーに固定するため
真空状態を保持する電気化学堆積システムを提供する。
本発明の他の態様では、不所望の縁部と裏面の堆積を防
止し及び／又はなくして、処理する基板と次の基板の汚
染を制御する電気化学堆積システムを提供する。
【００１１】本発明のさらに他の態様では、堆積の結果
をよくするため、急速熱アニール処理等の電気化学堆積
処理後の処理を提供する。急速熱アニール処理用の装置
は、電気化学堆積システムのローディングステーション
に隣接して配置された急速熱アニールチャンバを備える
のが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態及び実施例】上述の本発明の特徴、
利点、目的が詳細に理解できるように、上に簡単に要約
した本発明を、添付図面に示す実施例を参照して、より
詳しく記述する。しかし、本発明は他の同様に有効な実
施例があるので、添付図面は本発明の典型的な実施例を
示すのみで、その範囲を制限するものではない。
【００１３】図２は、本発明の電気めっきシステムのプ
ラットホーム200の斜視図である。図３は、本発明の電
気めっきシステムのプラットホーム200の概略図であ
る。図２と３を参照すると、電気めっきシステムのプラ
ットホーム200は、ローディングステーション210と、熱
アニールチャンバ211と、スピン−リンス−ドライ（Ｓ
ＲＤ）ステーション212と、メインフレーム214とを備え
る。電気めっきシステムのプラットホーム200は、プレ
キシグラスパネル等のパネルを使用した正常な環境に囲
い込まれるのが好ましい。メインフレーム214は、メイ
ンフレーム移送ステーション216と、複数の処理ステー
ション218とを備える。各複数の処理ステーション218
は、１つ又はそれ以上の処理セル240を備える。電解質
補給システム220が、電気めっきシステムのプラットホ
ーム200に隣接して位置し、それぞれ処理セル240に接続
し、電気めっきプロセスで使用する電解質を循環させ
る。１つ又はそれ以上の処理セルと流体接続した電解質
供給源とを備える。電気化学堆積システムは、システム
制御器を備え、該システム制御器により、電気化学堆積
プロセスと、ローディングステーションに隣接して配置
された熱アニールチャンバを含む電気化学堆積システム
の構成要素を制御するるのが好ましい。電気めっきシス
テムのプラットホーム200は、また典型的にはプログラ
ム可能なマイクロプロセッサからなる制御システム222
を備える。
【００１４】ローディングステーション210は、１つ又
はそれ以上のウェハカセット受取り領域224と、１つ又
はそれ以上のローディングステーション移送ロボット22
8と、少なくとも１つのウェハオリエンター（方向付け
器）230とを備えるのが好ましい。ローディングステー
ション210に含まれるウェハカセット受取り領域224と、
ローディングステーション移送ロボット228と、ウェハ
オリエンターとの数は、システムの所望のスループット
により構成することが出来る。図２と３に示す１実施例
では、ローディングステーション210は、２つのウェハ
カセット受取り領域224と、２つのローディングステー
ション移送ロボット228と、１つのウェハオリエンター2
30とを備える。ウェハ234を含むウェハカセット232が、
ウェハカセット受取り領域224上に装荷され、ウェハを
電気めっきシステムのプラットホームへ導入する。ロー
ディングステーション移送ロボット228は、業界で知ら
れている典型的な移送ロボットである。ウェハオリエン
ター230は、ウェハが適正に処理されるように各ウェハ2
34を所望の方向に位置させる。ローディングステーショ
ン移送ロボット228はまた、ローディングステーション
ステーション210とＳＤＲステーション212の間と、ロー
ディングステーションステーション210と熱アニールチ
ャンバ211の間でウェハ234を移送する。
【００１５】図４は、本発明による、リンスと溶解流体
液体入口を組込んだスピン−リンス−ドライ（ＳＲＤ）
モジュールの概略斜視図である。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、流体入口の間に垂直に配置された処理位置にある
基板を示す。ＳＲＤステーション212は、１つ又はそれ
以上のＳＲＤモジュール236と、１つ又はそれ以上のウ
ェハ通り抜けカセット238を備えるのが好ましい。ＳＲ
Ｄステーション212は、ローディングステーション移送
ロボット228の数に対応して２つのＳＲＤモジュール236
を備え、ウェハ通り抜けカセット238はＳＲＤモジュー
ル236の上に位置するのが好ましい。ウェハ通り抜けカ
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の間でのウェハの移送を容易にする。ウェハ
通り抜けカセット238は、ローディングステーション移
送ロボット228と、メインフレーム移送ステーション216
のロボットとの両方に、アクセスすることが出来る。
【００１６】図４と５を参照すると、ＲＤモジュール23
6は、底部330aと、側壁330bと、上側シールド330cとを
備え、これら全体でＲＤモジュールボール330dを形成
し、シールドは側壁に取り付けられ、流体をＳＤＲモジ
ュール内に保持するのを助ける。又は、取外し可能なカ
バーを使用することも出来る。ＳＤＲモジュール内にあ
るペデスタル336は、ペデスタル支柱332と、ペデスタル
作動器334とを備える。ペデスタル336は、基板338（図
５）を処理中ペデスタルの上面に支持する。ペデスタル
作動器334は、後述するように、基板を回すためペデス
タルを回転させ、ペデスタルを上昇下降させる。基板
は、複数のクランプ337により、ペデスタル上の適所に
保持することが出来る。クランプは、遠心力でピボット
運動し、基板の縁部の除外領域で基板に係合するのが好
ましい。好適な実施例では、処理中基板がペデスタルか
ら上昇したときのみ、クランプが基板に係合する。他の
保持要素と同様に、真空通路（図示せず）を使用するこ
とも出来る。ペデスタルは、複数のペデスタルアーム33
6aと336bを有し、第２ノズルを通る流体が、基板の下面
の出来るだけ広い表面積に衝突するようにするのが実際
的である。出口339により、流体がＳＤＲモジュールか
ら取出せる。ここで使用する「下」、「上」、「頂
部」、「上方」、「下方」及び他の位置を表す言葉は、
実施例の図面に対してであり、処理装置の相対的な方向
によって変ることがある。
【００１７】第１流体347が流れる第１導管346は、バル
ブ347aに接続される。導管は、ホース、パイプ、又は他
の流体が流れる導管でも良い。バルブ347aは、第１流体
347の流れを制御し、ニードル、玉形、ちょう形、また
は他の種類の色々のバルブから選択することが出来、ま
たソレノイド等のバルブ作動器を備えても良く、このバ
ルブ作動器は制御器362で制御することが出来る。導管3
46は、基板の上に位置する第１流体入口340に接続し、
ＳＤＲモジュールに取付ける取付け部分342と、導管346
に取り付ける接続部分344とを備える。第１流体入口340
は、基板の上面に第１流体347を圧力をかけて噴射する
ため、１つの第１ノズル348を有するように示す。しか
し、複数のノズルを使用することが出来、ＳＤＲモジュ
ールの内辺部の周りに複数の流体入口を配置することも
出来る。基板上に位置するノズルは、基板の直径の外側
で、ノズルから基板上に液が落ちる危険を少なくするの
が好ましい。第１流体入口は、基板上に位置するカバー
を通して等の色々の位置に取付けることが出来る。さら
に、ノズルは、ボールソケット形継手等の連接部材343
を使用して、色々の位置に移動することが出来る。
【００１８】上述した第１導管及び関連する要素と同様
に、第２導管352が、制御バルブ349aと、第２ノズル351
を有する第２流体入口50に接続される。第２流体入口50
は、基板の下で、第２ノズル351から基板の下に第２流
体を向けるように上方の角度を向いている。第１流体入
口と同様に、第２流体入口は、複数のノズルと、複数の
流体入口と取付け位置と、連接部材353の使用を含む複
数の方向を備えることも出来る。各流体入口は、色々の
位置でＳＤＲモジュール内に延ばすことも出来る。例え
ば、基板の縁部に沿ったＳＤＲモジュールの外辺部の後
ろに向けてある角度の流れとなるのが望ましいなら、ノ
ズルを半径方向内側に延ばし、ノズルからの吐出は、Ｓ
ＤＲモジュールの外辺部の後ろに向けことが出来る。
【００１９】制御器362は、２つの流体と、個々の流速
と、圧力と、タイミングと、任意の関連付けられたバル
ブと、スピンのサイクルをそれぞれ制御することが出来
る。例えば、制御器は、制御パネル又は制御室内に遠隔
に位置し、配管は、遠隔の作動器で制御することが出来
る。点線で示した他の実施例では、第1導管346に導管34
6bが付き、制御バルブ346cがあり、補助流体入口346aが
設けられる。これは、溶解流体を流した後、リンス流体
を基板の後面に流すのに使用することも出来、基板を再
度方向を直すか、又は第２流体入り口を通る流れをリン
ス流体に切換える必要がない。
【００２０】１実施例では、基板は、堆積表面を上にし
て配置され、ＳＤＲモジュールボール内に取付けられ
る。後述するように、このような配置では、第１流体入
り口は、一般にリンス流体、典型的には脱イオン水又は
アルコールを流す。その結果、基板の後面は、下に向い
て取付けられ、第２流体入り口を流れる流体は、酸等の
溶解流体であり、溶解する材料によって、塩酸、硫酸、
燐酸、フッ化水素酸、または他の溶解液体即ち流体が含
まれる。又は、所望のプロセスが処理した基板をリンス
することであるときは、第１流体と第２流体は両方と
も、脱イオン水又はアルコール等のリンス流体である。
【００２１】動作において、図４に示すように、ペデス
タルは上昇位置にあり、ロボット（図示せず）が、ペデ
スタル上に基板を前面を上にして置く。ペデスタルは、
基板を処理位置に下降させ、そこで基板は第１と第２流
体入口の間に垂直に配置される。一般に、ペデスタル作
動器は、ペデスタルを約5〜5000ｒｐｍで、200ｍｍの基
板では典型的には約20〜2000ｒｐｍで回転させる。回転
の遠心力により、クランプの下端部337aが、ＳＤＲモジ
ュール側壁の外辺部に向かってピボット337bの外側に向
かって回転する。クランプの回転力により、クランプの
上端部337ｃは内側下側に力がかかり、基板338をペデス
タル336上の位置に、好ましくは基板の縁部に沿って中
心を合わせ保持する。クランプは、基板に接触せずに定
位置で回転し、処理中に基板がペデスタルからかなり上
昇したときのみ、基板をペデスタル上の定位置に保持す
るようにしても良い。ペデスタルが基板を回転させて、
リンス流体が、第１流体入口340から基板の前面へ送ら
れる。酸等の第２流体が、第２流体入口から後面へ送ら
れ、任意の不所望の堆積物を除去する。溶解流体が、堆
積した材料と化学的に反応して、材料を溶解して次に基
板の後面と任意の堆積物が位置する他の領域から流し去
る。好適は実施例では、リンス流体は溶解流体より流速
が速くなるように調節され、基板の前面を溶解流体から
保護するのを助ける。第１と第２流体入口は、基板の大
きさと、それぞれの流速と、スプレーのパターンと、除
去する堆積物の量と種類等によって、最適の性能になる
ように位置する。ある例では、溶解流体が不所望の堆積
物を除去した後、リンス流体が第２流体入口へ回り、基
板の後面をリンスするようにすることも出来る。他の例
では、補助流体入口を使用して、基板の後面にリンス流
体を流し、後面から任意の溶解流体の残留物をリンスす
るようにすることも出来る。基板の前面及び／又は後面
をリンスした後、流体の流れは停止し、ペデスタルは回
転し続け、基板をスピンさせ、それにより表面を有効に
乾燥させる。
【００２２】一般に、流体はスプレーの形で送られ、こ
れは特定のノズルのスプレーパターンによって変り、フ
ァン、ジェット、円錐形、他のパターンが含まれる。第
１流体がリンス流体であるとき、第１と第２流体がそれ
ぞれの流体入口を通る１つのスプレーパターンは、ファ
ンのパターンであり、200ｍｍのウェハでは圧力は約10
から約15ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）であり、流速は
約1から3ガロン／分（ｇｐｍ）である。
【００２３】本発明はまた、基板の縁部に沿った不所望
の堆積物を除去し、縁部除外領域を作るのに使用するこ
とも出来る。ノズルの方向と位置、流体の流速、基板の
回転速度、流体の化学組成を調節することにより、基板
の縁部及び／又は縁部除外領域から不所望の堆積物を除
去することが出来る。従って、前面に堆積した材料の溶
解を実質的に防ぐことは、必ずしも基板の縁部又は縁部
除外領域を含むものではない。また、前面上に堆積した
材料の溶解を防ぐことは、少なくとも溶解を防ぎ、堆積
した材料のある前面は所業的価値が減少することを防ぐ
ことを意図している。
【００２４】縁部除外領域の溶解プロセスの１つの方法
は、ディスクを約100から約1000ｒｐｍの低速で回転
し、基板の後面に溶解流体を吐出することである。遠心
力により、溶解流体が基板の縁部へ移動し、流体の表面
張力により縁部の周りに流体の層を形成し、基板の縁部
で後面から前面へ溶解流体が覆うようにする。基板の回
転速度と、溶解流体の流速を使用して、前面上を覆う程
度を決めることが出来る。例えば、回転速度が遅くなる
か、又は流速が速くなると、流体が反対側例えば前面を
覆う程度が少なくなる。さらに、前面へ送られるリンス
流体の流速と流れ角度を調節して、基板の縁部及び／又
は前面上の溶解流体の層をずらすことが出来る。ある例
では、初めは、リンス流体なしで溶解流体を使用し、縁
部及び／又は縁部除外領から除去し、その後本発明の上
述したリンス／溶解プロセスを行っても良い。
【００２５】ＳＤＲモジュール238は、ローディングス
テーション210と、メインフレーム214の間に接続され
る。一般に、メインフレーム214は、メインフレーム移
送ステーション216と、複数の処理ステーション218とを
備える。図２と３を参照すると、メインフレーム214
は、２つの処理ステーション218を備え、各処理ステー
ション218は２つの処理セル240を有する。メインフレー
ム移送ステーション216は、メインフレーム移送ロボッ
ト242を備える。メインフレーム移送ロボット242は、複
数のそれぞれのロボットアーム244を備え、これらが処
理ステーション218とＳＤＲステーション212内のウェハ
に独立にアクセスすることが出来る。図３に示すよう
に、メインフレーム移送ロボット242は、処理ステーシ
ョン218当たりの処理セル240の数に対応して、２つのロ
ボットアーム244を備える。各ロボットアーム244は、ウ
ェハ移送中ウェハを保持するロボットブレードを備え
る。各ロボットアーム244は、他のアームと独立に動作
することが出来、システム内でウェハを独立して移送で
きることが好ましい。又は、ロボットアーム244は、一
方のロボットアームが収縮するとき、他方のロボットア
ームが伸長するように関連して動作するようにしても良
い。
【００２６】メインフレーム移送ステーション216は、
フリッパーロボット248を備え、ウェハをメインフレー
ム移送ロボット242のロボットブレード246上の前面を上
にした位置から、処理セル240の前面を下にした位置へ
ウェハを移送するのを容易にすることも出来る。フリッ
パーロボット248は本体250を備え、本体250の垂直軸に
対して垂直と回転の運動を行うことが出来、またフリッ
パーロボットアーム252を備え、フリッパーロボットア
ーム252の水平軸に沿って回転運動を行うことが出来
る。フリッパーロボット248によりウェハを反転し移送
するとき、フリッパーロボットアーム252の末端部に配
置された真空吸引グリッパー254が、ウェハを保持する
ことが好ましい。フリッパーロボット248が、前面を下
にした処理のため、ウェハ234を処理セル240内に位置さ
せる。以下に、本発明の電気めっき処理セルを詳細に説
明する。
【００２７】図６は、本発明の電気めっき処理セル400
の断面図である。図６に示す電気めっき処理セル400
は、図２と３に示す電気めっき処理セル240と同じであ
る。一般に電気めっき処理セル400は、ヘッド組立体410
と、処理キット420と、電解質コレクター440とを備え
る。電解質コレクター440は、メインフレーム214の本体
442上に、処理キット420を配置する位置を形成する開口
部443上に固定されるのが好ましい。電解質コレクター4
40は、内壁446と、外壁448と、これらの壁を結合する底
部447とを備える。電解質出口449が、電解質コレクター
440の底部447を通って配置され、チューブ、ホース、パ
イプ、又はその他の流体移送コネクターを通って、電解
質補給システム（図２に示す）に接続される。
【００２８】ヘッド組立体410は、ヘッド組立体フレー
ム452上に取付けられる。ヘッド組立体フレーム452は、
取付けポスト454と、カンチレバーアーム456とを備え
る。取付けポスト454は、メインフレーム214の本体442
上に取付けられ、カンチレバーアーム456は、取付けポ
スト454の上部から横方向に延びる。取付けポスト454
は、取付けポスト454の垂直軸に対して回転運動し、ヘ
ッド組立体410が回転できるようにするのが好ましい。
ヘッド組立体410は、カンチレバーアーム456の末端部に
配置された取付けプレート460に取付けられる。カンチ
レバーアーム456の下端部は、取付けポスト454に取付け
られた気圧シリンダー等のカンチレバーアーム作動器45
7に接続される。カンチレバーアーム作動器457は、カン
チレバーアーム456と取付けポスト454の間のジョイント
部に対して、カンチレバーアーム456をピボット運動さ
せる。カンチレバーアーム作動器457が収縮するとき、
カンチレバーアーム456は、ヘッド組立体410を処理キッ
ト420から離れるように動かし、電気めっき処理セル400
から処理キット420を取外し交換するのに必要な空間を
設ける。カンチレバーアーム作動器457が伸長すると
き、カンチレバーアーム456は、ヘッド組立体410を処理
キット420に向かって動かし、ヘッド組立体410内のウェ
ハを処理キット420内の処理位置に向かって動かす。
【００２９】一般に、ヘッド組立体410は、ウェハホル
ダー組立体450と、ウェハ組立体作動器458とを備える。
ウェハ組立体作動器458は、取付けプレート460上に取付
けられ、取付けプレート460を通って下方へ延びるヘッ
ド組立体シャフト462を備える。ヘッド組立体シャフト4
62の下端部は、ウェハホルダー組立体450に接続され、
ウェハホルダー組立体450を処理位置とウェハローディ
ング位置とに位置させる。一般にウェハホルダー組立体
450は、ウェハホルダー464と、カソード接触リング466
とを備える。図７は、カソードコンタクトリング466の1
実施例の断面図である。一般に、カソードコンタクトリ
ング466は、複数の導電性部材が上に配置された環状本
体を備える。環状本体は、絶縁材料で出来ていて、複数
の導電性部材を電気的に絶縁する。本体と導電性部材
は、一緒に内側の基体着座表面を形成し、処理中、基板
を支持し、そこに電流を供給する。
【００３０】図７を詳細に見ると、コンタクトリング46
6では、複数の導電性部材765が、少なくとも一部が環状
絶縁性本体770内に配置されている。絶縁性本体770は、
フランジ762と、フランジ762の下に位置する基板着座表
面768へ続く下方傾斜肩部分764とを有し、フランジ762
と基板着座表面768は、ずれてほぼ平行な平面にある。
従って、フランジ762は第１面を形成し、基板着座表面7
68は、第１面に平行な第２面を形成し、肩部分764が２
つの面の間にある。しかし、図７に示すコンタクトリン
グの設計は、例示にすぎない。他の実施例では、肩部分
764はほぼ垂直等のより急な角度で、フランジ762と基板
着座表面768の両方にほぼ垂直であっても良い。又は、
コンタクトリング466は、ほぼ平面で、肩部分764をなく
すことも出来る。しかし、後述する理由により、好適な
実施例では、図６に示す肩部分764又はその変形を有す
る。
【００３１】導電性部材765は、フランジ762上に環状に
配置された複数の外側電気コンタクトパッド780と、基
板着座表面768の一部の上に配置された内側電気コンタ
クトパッド772と、パッド772と780を相互に結合する複
数の埋め込まれた導電性コネクター776とを備える。導
電性部材765は、絶縁性本体770により相互に絶縁され、
この絶縁性本体は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、テフロ
ン、テフゼル、又はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）又は他のセラ
ミック等の他の絶縁材料で出来ていても良い。外側コン
タクトパッド780は、電源（図示せず）に結合し、処理
中コネクター776経由で内側コンタクトパッド772に電流
と電圧を送る。次に、内側電気コンタクトパッド772
は、基板の外辺部の周りに接触を保持することにより、
基板に電流と電圧を供給する。従って、動作において、
導電性部材765は、基板に電気的に接続した別体の電流
経路として作用する。
【００３２】低い抵抗率と、逆に高い導電率とは、良い
めっきに直接関連する。抵抗率を低くするため、導電性
部材765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出来ているのが好
ましい。低い抵抗率と低い接触抵抗は、導電性部材765
を導電性材料でコーティングすることによっても達成で
きる。従って、導電性部材765は、例えば、銅（銅の導
電率は約２×１０-8Ωｍ）で出来ていて、プラチナ（プ
ラチナの導電率は約10.6×１０-8Ωｍ）でコーティング
してもよい。ステンレス鋼、モリブテン（Ｍｏ）、Ｃ
ｕ、Ｔｉ等の導電性ベース材料に、窒化タンタル（Ｔａ
Ｎ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、ロジウム（Ｒｈ）、Ａ
ｕ、Ｃｕ又はＡｇのコーティングをしても良い。さら
に、コンタクトパッド772,780は、導電性コネクター776
に結合する別体のユニットなので、コンタクトパッド77
2,780を、Ｃｕ等の1つの材料で作り、導電性部材765を
ステンレス鋼等の他の材料で作ることも出来る。パッド
772,778の何れか又は両方と、導電性コネクター776を導
電性材料でコーティングすることも出来る。さらに、め
っきの再現性は、絶縁体として作用する酸化により、悪
影響を受けるので、内側パッド772は、Ｐｔ、Ａｇ、又
はＡｕ等の酸化抵抗性のある材料で作るのが好ましい。
【００３３】コンタクト材料の関数であるのに加えて、
各回路の合計の抵抗は、内側コンタクトパッド772の配
置即ち形状と、コンタクトリング466によりかけられる
力による。これらの要因により、内側コンタクトパッド
772と基板着座表面768との界面で、2つの面の凹凸によ
る集中抵抗ＲCRがきまる。一般に、かける力が強まる
と、見かけの面積も増加する。次に、見かけの面積は、
ＲCRと逆の関係にあり、見かけの面積が増加すると、Ｒ
CRが減少する。従って、全体の抵抗を最小にするには、
力を最大にするのが好ましい。動作においてかける最大
の力は、基板の降伏力により制限され、過度の力とその
結果の圧力ををかけると、基板は損傷する恐れがある。
しかし、圧力は力と面積の両方に関係するので、最大の
許容される力は、内側コンタクトパッド772の配置によ
る。従って、図７に示すように、内側コンタクトパッド
772は、平らな上面を有するかもしれないが、他の形状
を使用して有利にすることも出来る。例えば、図８と９
に２つの好適な形状を示す。図８はナイフエッジコンタ
クトパッドを示し、図９は半球コンタクトパッドを示
す。当業者は、他の有利な形状を容易に考えることが出
来るであろう。コンタクトの配置、力、抵抗の間の関係
のより完全な議論は、Kenneth E. PitneyのNew Contact
Manual, The J. M. New Company (1973)に記載されて
いて、これをここに参照する。
【００３４】コネクター776の数は、所望のコンタクト
パッド772（図７に示す）の数により変る。200ｍｍの基
板では、少なくとも２４のコネクター776が360°に等間
隔であるのが好ましい。しかし、コネクターの数が限界
のレベルに達すると、コンタクトリング466に対する基
板のコンプライアンスは悪影響を受ける。それゆえ、２
４以上のコネクター776を使用することも出来るが、コ
ンタクトパッド772の形状と基板の堅さによって、接触
の均一性は減少する。同様に、２４より少ないコネクタ
ー776を使用することも出来るが、電流はますます制限
され、局所化され、その結果めっきが悪くなる。本発明
で、寸法は特定の用途（例えば、300ｍｍ基板）に合う
ように変えることが出来るが、異なる大きさと実施例に
ついて、最適な数を容易に求めることが出来る。
【００３５】図１０に示すように、基板着座表面768
は、絶縁性本体770上に配置され、内側コンタクトパッ
ド772の内側まで延びる分離ガスケット782を備え、これ
がコンタクトリング466の内径を形成する。分離ガスケ
ット782は、内側コンタクトパッド772の少し上まで（例
えば、２〜３ミル）延びるのが好ましく、バイトン、テ
フロン、ブナゴム等のエラストマーが好ましい。絶縁性
本体770もエラストマーである場合は、分離ガスケット7
82も同じ材料でも良い。後者の実施例では、分離ガスケ
ット782と絶縁性本体770は、一体、即ち１つの片として
形成されていても良い。しかし、分離ガスケット782
は、絶縁性本体770から分離し、交換又は清掃のため容
易に取外せるのが好ましい。
【００３６】図１０は、分離ガスケット全体が絶縁性本
体770上に着座する分離ガスケット782の好適な実施例を
示すが、図８と９は、他の実施例を示す。後者の実施例
では、絶縁性本体770は、一部が機械加工で除去され、
接続部材776の上面が露出し、分離ガスケット782はその
上に配置される。従って、分離ガスケット782は、接続
部材776の一部に接触する。この設計では、内側コンタ
クトパッド772に使用する材料が少なくてすみ、内側コ
ンタクトパッド772が金で出来ている等材料のコストが
高い場合は有利である。当業者は、本発明の範囲から離
れずに他の実施例を考えることが出来るであろう。
【００３７】処理中、分離ガスケット782は、基板のめ
っき表面の外辺部と接触を維持し、圧縮されて、残りの
カソードコンタクトリング466と基板の間をシールす
る。このシールにより、電解質が基板の縁部と後面に接
触するのを防止する。上述したように、清浄なコンタク
ト表面を維持することが、めっきの再現性を高くするの
に必要である。従来のコンタクトリングの設計は、時間
によりコンタクト表面の形状が変化するので、一貫した
めっきが得られなかった。本発明のコンタクトリング
は、内側コンタクトパッド772に蓄積し、その特性を変
化させるような堆積物をなくすか少なくとも最小にし、
基板のめっき表面全体で高い再現性、一貫した均一なめ
っきを得ることが出来る。
【００３８】図１１は、コンタクトリング466の電気回
路の可能な構成を表す簡単化した図である。導電性部材
765の間で均一な電流分布を得るため、外部抵抗器700
が、導電性部材765のそれぞれに直列に接続される。外
部抵抗器700の抵抗値（ＲEXTで表す）は、回路の他の構
成要素の抵抗よりずっと大きいのが好ましい。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7
02と直列に接続された構成要素のそれぞれの抵抗で表さ
れる。ＲEは、電解質の抵抗を示し、これは典型的には
アノードとカソード接触リングの間の距離と電解質の組
成による。従って、ＲAは、基板めっき表面754に隣接す
る電解質の抵抗を表す。ＲSは基板めっき表面754の抵抗
を表し、ＲCは、カソード導電性部材765の抵抗と、内側
コンタクトパッド772と基板めっき表面754の間の圧縮抵
抗との和を表す。一般に、外部抵抗器700の抵抗値（Ｒ
EXT）は、少なくともΣＲ（ここに、ΣＲはＲE、ＲA、
ＲS、ＲCの合計）である。外部抵抗器の抵抗値
（ＲEXT）は、ΣＲより大きく、ΣＲを無視することが
出来、各直列回路の抵抗はおよそＲEXTであるのが好ま
しい。
【００３９】典型的には、1つの電源がカソードコンタ
クトリング466の全ての外側コンタクトパッド780に接続
され、内側コンタクトパッド772を通る並列回路となる
のが好ましい。しかし、内側コンタクトパッドと基板界
面の間の抵抗は、各内側コンタクトパッド772により変
るので、抵抗が低いところではより多い電流が流れ、よ
り多くめっきされる。しかし、各導電性部材765と直列
に外部抵抗器を入れることにより、各導電性部材765を
通る電流の値即ち量は、主に外部抵抗器の値により制御
できるようになる。その結果、各内側コンタクトパッド
772間の電気的性質の変化は、基板上の電流分布に影響
せず、めっき表面に均一な電流密度が出来、その結果め
っき厚さが均一になる。外部抵抗器により又、プロセス
の順番の異なる基板の間でも均一な電流分布が得られ
る。
【００４０】本発明のコンタクトリング466は、内側コ
ンタクトパッド772上の堆積物が集積しないように設計
されているが、複数の基板めっきサイクルで、基板とパ
ッドの界面の抵抗が増加し、ついに許容できない値にな
るかもしれない。電子センサー／アラーム704を外部抵
抗器700の両端に接続し、外部抵抗器の両端の電圧／電
流をモニターし、この問題を解決することも出来る。も
し、外部抵抗器700の両端の電圧／電流が、所定の作動
範囲を超え、基板とパッドの界面の抵抗が高いことを示
せば、電子センサー／アラーム704が、めっき処理を中
断する等調整手段を起動し、オペレータが問題を解決す
るようにすることが出来る。又は、各導電性部材765に
別体の電源を接続し、別々に制御しモニターして、基板
に均一な電流密度を与えることも出来る。電流を調節す
るのに、非常にスマートシステム（ＶＳＳ）もまた使用
することが出来る。典型的にはＶＳＳは、処理ユニット
と、可変抵抗器、別体電源等の電流を供給及び／又は制
御する業界で知られるデバイスの任意の組合わせを備え
る。内側コンタクトパッド772の生理化学的、電気的性
質は、時間と共に変化するので、ＶＳＳはデータのフィ
ードバックを処理し解析する。データを事前に設定した
設定値と比較し、次にＶＳＳは、適当に電流と電圧の変
更を行い、均一な堆積が行われるようにする。
【００４１】図１２，１２Ａ、１３を参照して、ブラダ
ー組立体470を詳細に説明する。ウェハホルダープレー
ト832はほぼディスク形で、環状凹部840が下面に形成さ
れ、中央に真空ポート841が配置される。ウェハホルダ
ープレート832に１つまたはそれ以上の入口842が形成さ
れ、比較的広がった環状取付けチャンネル843と環状凹
部840へ導く。迅速取外しホース844が、流体源838を入
口842に接続し、そこに流体を供給する。図１２に示す
ポンプシステム859が、ポンプ854と、クロスオーバー弁
847と、真空エジェクタ849（ベンチュリとして知られ
る）とを備える。本発明に使用して有利な１つの真空エ
ジェクタは、インディアナ州インディアナポリスのＳＭ
Ｃニューマチック社から入手できる。ポンプ845は、商
業的に入手できる圧縮ガス源で、ホース851の一端に結
合し、ホース851の他端は真空ポート841に結合してもよ
い。ホース851は、圧力ライン853と、真空エジェクタ84
9が配置された真空ライン855に分かれている。流体の流
れは、クロスオーバー弁847により制御され、この弁
は、圧力ライン853と真空ライン855の間で、選択的にポ
ンプ845との連通を切換える。クロスオーバー弁は、流
体がホース851を通って何れの方向へも流れないように
するオフ設定を有するのが好ましい。ホース851に配置
された遮断弁861が、流体が圧力ライン855の真空エジェ
クタ849を通って上流へ流れないようにする。流体が流
れる所望の方向を矢印で示す。
【００４２】当業者は、本発明の精神と範囲から離れず
に、他の配置位置を考えることが出来るであろう。例え
ば、流体源838がガス源である場合は、それをホース851
に結合し、別体の圧縮ガス源、即ちポンプ845をなくす
ことも出来る。さらに、別体のガス源と真空ポンプによ
り、後面の圧力と真空の条件を作ることが出来る。後面
の圧力と真空の両方を供給するのが好ましいが、簡単な
実施例では後面の真空のみを供給できるポンプを備え
る。しかし、後述するように、処理中後面圧力を供給す
れば、堆積の均一性は改善することが出来る。それゆ
え、真空エジェクタとクロスオーバー弁を備える上述し
た配置が好ましい。
【００４３】図１２Ａと１４を参照すると、ほぼ円形の
リング形マニホルド846が環状凹部840内に配置される。
マニホルド846は、内側肩部848と外側肩部850の間に配
置された取付けレール852を備える。取付けレール852の
少なくとも一部は、環状取付けチャンネル843内に挿入
することが出来る。マニホルド846に形成された複数の
流体出口854が、入口842とブラダー836の連通させる。
Ｏリング等のシール837が、入口842及び出口854と整列
して環状取付けチャンネル843に配置され、ウェハホル
ダープレート832により固定されて、気密シールを作
る。ネジ等の通常の固定具（図示せず）を使用して、マ
ニホルド846とウェハホルダープレート832に形成したネ
ジを切ったボア（図示せず）を使用し、マニホルド846
をウェハホルダープレート832に固定することも出来
る。
【００４４】図１５は、ブラダー836の断面を示し、ブ
ラダーは、ほぼ半チューブ状の材料片で、各縁部に環状
リップシール856を有する。図１２Ａで、リップシール8
56は、内側肩部848と外側肩部850の上に配置される。ブ
ラダー836の一部が、マニホルド846により環状凹部840
の壁部に対して押付けられ、このマニホルドは、環状凹
部840より少し幅が狭い（数ｍｍ）。従って、マニホル
ド846とブラダー836と、環状凹部840とは、協働して流
体気密シールを形成する。流体の損失を防止するため、
ブラダー836は、シリコンゴム、又は電解質に対して化
学的に不活性で信頼性ある弾力性を示す同等のエラスト
マー等の液体不透過性材料で出来ているのが好ましい。
必要により、図15に示すように、ブラダー836の上に柔
軟なカバー857を配置し、接着又は熱接合により固定す
ることも出来る。カバー857は、バイトン、ブナゴム等
のエラストマーで、例えばケブラーで強化することが出
来る。１実施例では、カバー857とブラダー836は、同じ
材料で出来ている。ブラダー836が破裂し易いときは、
カバー857は特別の用途がある。又は、ブラダー836の厚
さを製造中に単に厚くして、孔があきにくくすることも
出来る。
【００４５】入口842と出口854の正確な数は、特定の用
途によって変るが、本発明から離れない。例えば、図１
２では、２つの入口及び対応する出口があるが、他の実
施例では、ブラダー836に流体を供給するのに、１つの
流体入口を使用することも出来る。
【００４６】動作において、基板821が、ウェハホルダ
ープレート832の下側に固定することにより、コンテナ
本体802に導入される。これは、ポンプシステム859を係
合させ、ポート841経由で基板821とウェハホルダープレ
ート832の間の空間を真空排気することにより、達成さ
れる。次に、流体源838から入口842へ空気又は水等の流
体を供給することにより、ブラダー836が膨張させられ
る。流体は、マニホルド出口854経由でブラダー836に送
られ、それにより、カソードコンタクトリング466のコ
ンタクトに対して、基板821を均一に圧縮する。次に、
電気めっき処理を行う。次に、電解質が処理キット420
内に基板821に向かって圧送され、露出した基板めっき
表面820に接触する。電源が、カソードコンタクトリン
グ466経由で、基板めっき表面820へ負のバイアスを供給
する。電解質が基板めっき表面820を横切って流れる
と、電解質溶液内のイオンが表面820に引き付けられ、
表面820に堆積して、所望の薄膜を形成する。
【００４７】ブラダー836は、可撓性のゆえに変形し
て、基板後面の凹凸と、カソードコンタクトリング466
のコンタクトに順応し、それにより、導電性のカソード
コンタクトリング466との調整不良を軽減する。柔軟性
のあるブラダー836により、基板821の外辺部分で流体気
密シールを作ることにより、電解質が基板の後面を汚染
するのを防止する。いったん膨張すると、均一な圧力が
カソードコンタクトリング466に向かって下方へ送ら
れ、基板821とカソードコンタクトリング466がインター
フェースする全てのポイントで、ほぼ均一な力を達成す
る。力は、流体源838により供給される圧力の関数とし
て変化する。さらに、ブラダー組立体470の有効性は、
カソードコンタクトリング466の構成によらない。例え
ば、図１２は複数の別体のコンタクトポイントを有する
ピンの構成を示すが、カソードコンタクトリング466
は、連続の表面でも良い。
【００４８】ブラダー836により基板821に送られる力は
変化しやすいが、カソードコンタクトリング466により
供給される電流の流れは調節することが出来る。上述し
たように、カソードコンタクトリング466上に酸化物層
が出来、電流を制限する作用をするかもしれない。しか
し、ブラダー836の圧力を増加することは、酸化による
電流の制限を打ち消すかもしれない。圧力を増加する
と、柔軟性ある酸化物層が撓み、カソードコンタクトリ
ング466と基板821はより良く接触する。ブラダー836の
有効性は、カソードコンタクトリング466の形状を変え
ることにより、さらに改善されるかもしれない。例え
ば、ナイフエッジの形状は、酸化物層に丸い縁部又は平
らな縁部より容易に侵入する。
【００４９】さらに、膨張したブラダー836により提供
される流体気密のシールにより、ポンプ845は、処理の
前、その間、後に後面の真空又は圧力を選択的に又は連
続的に保持することが出来る。しかし、一般に、電気め
っき処理セル400へ基板を移送中のみ、ポンプ845を運転
して、真空を保持する。連続的にポンプ引きしなくて
も、ブラダー836は、処理中後面真空状態を保持するこ
とが出来るからである。従って、上述したように、ブラ
ダー836を膨張させる一方、ポンプシステム859を解放す
ることにより、例えばクロスオーバー弁859のオフ位置
を選択することにより、後面真空状態は軽減される。ポ
ンプシステム859を解放することは、突然の又は漸次の
プロセスでもよく、それにより真空状態は減少する。こ
の減少は、膨張するブラダー836と、同時に減少する後
面の真空状態の間を制御して交換できる。この交換は、
手動でも、またはコンピュータによっても行うことが出
来る。
【００５０】上述したように、ブラダー836膨張してい
る間に連続的に後面を真空ポンプ引きする必要はなく、
また連続ポンプ引きは実際に基板820が曲がり即ちそ
り、不所望の堆積をおこすかもしれない。しかし、処理
する基板に「バウ（そり）」効果を出すため、基板820
に後面圧力を供給するのは好ましい。本発明の発明者
は、バウにより優れた堆積が出来ることを見出した。従
って、ポンプシステム859は、選択的に真空又は圧力状
態を基板の後面に供給することが出来る。200ｍｍのウ
ェハで、基板のバウをつけるため、5ｐｓｉまでの後面
圧力は好ましい。基板はある程度の柔軟性を示すので、
後面圧力は、基板にバウをつけ、即ち電解質の上方の流
れに対して凸面形状となる。バウの程度は、ポンプシス
テム859により供給される圧力によって、変化する。
【００５１】当業者は、本発明による他の実施例を容易
に理解できるであろう。例えば、図１２Ａは、カソード
コンタクトリング466にほぼ等しい直径で、基板後面の
比較的小さな外辺部分を覆うのに十分な表面積を有する
好適なブラダー836を示すが、ブラダー組立体470の形状
を変えることも出来る。従って、ブラダー組立体は、よ
り流体不透過性の材料を使用して構成し、基板821のよ
り大きい表面積を覆うようにすることが出来る。
【００５２】電気めっき処理セル400の断面図である図
６に戻ると、ウェハホルダー組立体450が、処理キット4
20の上方に位置する。一般に処理キット420は、ボール4
30と、コンテナ本体472と、アノード組立体474と、フィ
ルター476とを備える。アノード組立体474は、コンテナ
本体472の下方に配置され、コンテナ本体472の下部に取
付けられ、フィルター476は、アノード組立体474とコン
テナ本体472の間に配置さえるのが好ましい。コンテナ
本体472は、円筒形本体で、セラミック、プラスチッ
ク、プレキスグラス（アクリル）、レキサン、ＰＶＣ、
ＣＰＶＣ、ＰＶＤＦ等の電気的に絶縁性の材料で出来て
いるのが好ましい。又は、コンテナ本体472は、ステン
レス鋼、ニッケルとチタンで作り、テフロン（登録商
標）、ＰＶＤＦ、プラスチック、ゴム及び他の材料の組
合わせ等の絶縁層でコーティングすることも出来る。こ
れらの材料は、電解質に溶解せず、電極（即ち、電気め
っきシステムのアノードとカソード）から電気的に絶縁
できる。コンテナ本体472は、システムで処理するウェ
ハのウェハめっき表面と形状に適合するのが好ましく、
典型的には、円形又は矩形形状である。コンテナ本体47
2の１つの好適な実施例は、円筒形セラミックチューブ
を備え、その内径はウェハの直径とほぼ同じ寸法か少し
大きい。コンテナ本体の大きさが、ウェハめっき表面の
大きさと適合するときは、典型的な電気めっきシステム
で要求される回転運動は、均一なめっきを得るのに必要
ないことが分かった。
【００５３】コンテナ本体472の上側部分は、半径方向
外側に延び、環状せき（堰）478を形成する。せき478
は、電解質コレクター440の内壁446の上に延び、電解質
が電解質コレクター440内に流入できるようにする。せ
き478の上面は、コンタクトリング466の仮面と一致する
のが好ましい。せき478の上面は、内側環状平面部分480
と、中間傾斜部分482と、外側下降部分484とを備えるの
が好ましい。ウェハが処理位置に置かれるとき、ウェハ
めっき表面は、コンテナ本体472円筒形開口部の上方に
位置し、カソードコンタクトリング466の下面と、せき4
78の上面の間に、電解質が流れるギャップが形成され
る。カソードコンタクトリング466の下面は、せき478の
内側平面部分480と中間傾斜部分との上方に配置され
る。外側下降部分484は下方に傾き、電解質が電解質コ
レクター440内に流入し易くする。
【００５４】コンテナ本体472の下側部分は、半径方向
外側に延び、下側環状フランジ486を形成し、コンテナ
本体472をボール430に固定出来るようにする。環状フラ
ンジ486の外側寸法（即ち、周長）は、開口部444の寸
法、及び電解質コレクター440の内周より小さく、電気
めっき処理セル400から処理キット420を取外して交換で
きるようになっている。環状フランジ486上の複数のボ
ルト488が固定して配置され、ボール430の一致するボル
ト孔を通って下方へ延びる。複数の取外し可能な固定ナ
ット490が、処理キット420をボール430上に固定する。
エラストマーＯリング等のシール487が、コンテナ本体4
72とボール430の間のボルト488から半径方向内側に配置
され、処理キット420からの漏れを防止する。ナット／
ボルトの組合わせにより、メンテナンス中に処理キット
420を容易に取外して交換すること出来る。
【００５５】フィルター476は、コンテナ本体472の下側
開口部に取り付けられて、そこを完全に覆い、アノード
組立体474はフィルター476の下に配置されるのが好まし
い。フィルター476とアノード組立体474の間に、スペー
サ492が配置される。フィルター476と、スペーサ492
と、アノード組立体474とは、ネジ及び／又はボルト等
の取外し可能な固定具を使用して、コンテナ本体472の
下面に固定されるのが好ましい。又は、フィルター476
と、スペーサ492と、アノード組立体474とは、ボール43
0に取外し可能に取り付けられる。
【００５６】アノード組立体474は、電解質の金属源と
して作用する消耗アノードが好ましい。又は、アノード
組立体474は、消耗しないアノードで、電気めっきする
金属は、電解質補給システム600から電解質に供給され
る。図６に示すように、アノード組立体474は、自己密
閉モジュールで、好ましくは銅等の電気めっきする金属
と同じ材料で出来た多孔性アノード囲み494を有する。
又は、アノード囲み494は、セラミック、またはポリマ
ー膜等の多孔性材料で出来ている。銅の電気化学堆積用
高純度銅等の可溶性金属496が、アノードの囲み494内に
配置される。可溶性金属496は、金属粒子、ワイヤー、
または孔あきシートが好ましい。多孔性アノード囲み49
4はまた、溶解する金属により発生した微粒子をアノー
ドの囲み494内に保持するフィルターとして作用する。
消耗しないアノードと比較して、消耗（即ち、可溶性）
アノードは、ガス生成のない電解質を与え、電解質内に
たえず金属を補給する必要が少ない。
【００５７】アノード電極コンタクト498は、アノード
囲み494内に挿入され、電源から可溶性金属496への電気
接続を与える。アノード電極コンタクト498は、チタ
ン、プラチナ、プラチナコーティングステンレス鋼等の
電解質に不溶性の導電性材料で出来ているのが好まし
い。アノード電極コンタクト498は、ボール430を通って
延び、電源に接続される。アノード電極コンタクト498
は、アノード電極コンタクト498をボール430に固定する
固定ナット499用のネジ付き部分497を備え、エラストマ
ーのワッシャー等のシール495が、固定ナット499とボー
ル430の間に配置され、処理キット420からの漏れを防止
するのが好ましい。
【００５８】一般にボール430は、円筒形部分502と、底
部分504とを備える。上側環状フランジ506が、円筒形部
分の頂部から半径方向外側へ延びる。上側環状フランジ
506は、コンテナ本体472の下部環状フランジ486からの
ボルト488の数と同じ数の複数の孔508を備える。ボール
430の上側環状フランジ506と、コンテナ本体472の下側
環状フランジ486を固定するため、ボルト488が孔508を
通って挿入され、固定ナット490がボルト488上に固定さ
れる。上側環状フランジ506の外側寸法（即ち、周長）
は、下側環状フランジ486の外側寸法（即ち、周長）と
ほぼ等しいのが好ましい。処理キット420がメインフレ
ーム214上に位置するとき、ボール430の上側環状フラン
ジ506の下面は、メインフレーム214の支持フランジ上に
あるのが好ましい。
【００５９】円筒形部分502の内周は、アノード組立体4
74とフィルター476とに適合する。フィルター476とアノ
ード組立体474との外側寸法は、円筒形部分502の内側寸
法より少し小さく、電解質の大部分は、フィルター476
を流れる前に、第１にアノード組立体474を通って流れ
るようにするのが好ましい。ボール430の底部分504は、
電解質入口510を備え、この入口は電解質補給システム2
20からの電解質補給ラインに接続する。アノード組立体
474は、ボール430の円筒形部分502の中間部分に配置さ
れ、アノード組立体474と、底部分504の電解質入口510
との間に電解質が流れるギャップを提供する。
【００６０】電解質入口510と電解質供給ラインとは、
取外し可能コネクターにより接続され、処理キット420
を容易に取外して交換できるのが好ましい。処理キット
420のメンテナンスが必要なとき、処理キット420から電
解質を排出し、電解質供給ラインの電解質流れを停止
し、排出する。電解質供給ラインのコネクターは、電解
質入口510から解放され、アノード組立体474への電気接
続もまた切断される。ヘッド組立体410を上昇又は回転
して、処理キット420を取外すための空間を設ける。次
に、処理キット420をメインフレーム214から取外し、新
しい又は修理した処理キットをメインフレーム214に戻
す。
【００６１】又は、ボール430をメインフレーム214の支
持フランジに固定し、コンテナ本体472とアノードとフ
ィルターをメンテナンスのため取外すことも出来る。こ
の場合、アノード組立体474とをコンテナ本体472をボー
ル430に固定するナットを取外して、アノード組立体474
とコンテナ本体472を容易に取外せるようにする。新し
い又は修理したアノード組立体474とコンテナ本体472を
メインフレーム214内に戻し、ボール430に固定する。
【００６２】図１６は、電解質補給システム600の概略
図である。電解質補給システム600は、一般にメイン電
解質タンク602と、１つ又はそれ以上のフィルタータン
ク604と、１つ又はそれ以上のソースタンク606と、１つ
又はそれ以上の流体ポンプ608とを備える。電解質補給
システム600は、電解質の組成と電解質補給システム600
の動作を制御するための制御器610に接続されている。
制御器610は、電気めっきシステムプラットホーム200の
制御システム222と独立に動作するが、これと一体にな
っているのが好ましい。電解質補給システム600は、電
気めっき処理のため、電気めっき処理セルに電解質を供
給する。図１６に示す電解質補給システム600は、図２
と３に示す電解質補給システム220と同様である。メイ
ン電解質タンク602は、電解質供給ライン612を備え、こ
れは１つ又はそれ以上の流体ポンプ608を通って各電気
めっき処理セルに接続されている。電解質補給システム
600は、複数のソースタンクを備え、これはメインタン
ク602に接続され、電解質を構成するのに必要な化学薬
品を供給する。ソースタンクは、典型的には、電解質を
組成するための、脱イオン水ソースタンクと、硫酸銅ソ
ースタンクを備える。脱イオン水ソースタンクは、メン
テナンス中にシステムを清掃するためのも、システムに
脱イオン水を供給する。
【００６３】電解質補給システム600は、またメインタ
ンク602に接続された複数のフィルタータンク604を備え
る。各処理セルと１つ又はそれ以上のフィルタータンク
604の間に、電解質戻りライン614が接続されているのが
好ましい。フィルタータンク604は、電解質がメインタ
ンク602に戻る前に、再使用のため、使用した電解質の
不所望の内容物を除去する。メインタンク602は、１つ
又はそれ以上のフィルタータンク604に接続され、メイ
ンタンク602内の電解質がフィルタータンク604を通って
再循環と濾過されるのを促進するのが好ましい。電解質
をメインタンク602からフィルタータンク604を通って再
循環させることにより、電解質内の不所望の内容物はフ
ィルタータンク604により除去される。
【００６４】電解質補給システム600は、電解質の化学
組成のリアルタイムの化学分析を行う化学分析器616を
備えるのが好ましい。化学分析器616からの情報は、制
御器610に入力され、それはその情報を使用して、ソー
スの化学薬品補給速度をリアルタイムで調節して、電気
めっき処理の間、電解質を一定の化学組成に保持する。
さらに、化学分析器は、電解質の有機と非有機の成分の
分析を行う。
【００６５】電解質補給システム600は、また１つ又は
それ以上の補助のタンク、例えばＳＲＤステーションを
備え、水清浄化システム用の化学薬品を貯蔵するのが好
ましい。電解質補給システム600は、また電解質排出物
処分システム622に接続した電解質排出物ドレン620を備
え、電気めっきシステムで使用した電解質、化学薬品、
及び他の流体を安全に処分する。電気めっきセルは、電
解質排出物ドレン又は電解質排出物処分システムに直接
接続したラインを備え、電解質補給システム600を通っ
て電解質を戻さずに、電気めっきセルから排水すること
が出来るのが好ましい。電解質補給システム600は、ま
た過剰の電解質を電解質排出物ドレンに出液するブリー
ド接続を備えるのが好ましい。オプションとして、電解
質補給システム600は、補助の又は外部電解質処理シス
テムを備え、電気めっきシステムに追加の電解質を供給
するのが好ましい。電解質補給システム600は、有害な
材料の給送に二重配管を使用し、システム内を化学薬品
を安全に輸送するのが好ましい。電解質補給システム60
0は、メインタンクと熱接続されて配置された熱交換器6
24即ちヒーター／チラーにより、電解質の温度を制御す
るのが好ましい。熱交換器624は、制御器610に接続され
これにより作動する。
【００６６】図１７は、本発明による急速熱アニールチ
ャンバの断面図である。急速熱アニール（ＲＴＡ）チャ
ンバ211は、ローディングステーション210に接続され、
基板は、ローディングステーション移送ロボット288に
より、ＲＴＡチャンバ211に出し入れするのが好まし
い。図２と３に示す電気めっきシステムは、ローディン
グステーション210の対称な設計に対応して、ローディ
ングステーション210の両側に２つのＲＴＡチャンバ211
を備えるのが好ましい。熱アニール処理チャンバは、業
界で良く知られていて、急速熱アニールチャンバは、典
型的には基板処理システムで使用され、堆積した材料の
特性を高める。本発明では、ホットプレートの設計、加
熱ランプの設計等の色々の熱アニーリングチャンバの設
計を使用して、電気めっきの結果を良くすることを意図
している。本発明に有用な１つの特定の熱アニーリング
チャンバは、カリフォルニア州サンタクララのアプライ
ドマテリアル社から得られるＷｘＺチャンバである。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
て記述するが、本発明は他の熱アニールチャンバを使用
することも意図している。
【００６７】ＲＴＡチャンバ211は、一般に囲み902と、
ヒータープレート904と、ヒーター907と、複数の基板支
持ピン906とを備える。囲み902は、ベース908と、側壁9
10と、頂部912とを備える。囲みの頂部912の下にコール
ドプレート913が配置されるのが好ましい。又は、コー
ルドプレートは、囲みの頂部912の位置部として一体に
形成されていても良い。ベース908上の囲み902の内側
に、反射器断熱材ディッシュ914が配置されるのが好ま
しい。反射器断熱材ディッシュ914は、水晶、アルミ
ナ、または高温（約500℃以上）に耐えることが出来る
他の材料で出来ていて、ヒーター907と囲み902の間の断
熱材として作用する。ディッシュ914は、金等の反射材
料でコーティングされ、熱をヒータープレート904に向
けるようにしても良い。
【００６８】ヒータープレート904は、システムで処理
する基板と比較して大きい質量を有し、炭化珪素、水
晶、またはＲＴＡチャンバ211内の環境ガス又は基板材
料と反応しない他の材料で出来ているのが好ましい。ヒ
ーター907は、抵抗ヒーター要素又は導電／放射熱源で
あり、ヒータープレート906と反射器断熱材ディッシュ9
14の間に配置されるのが好ましい。ヒーター907は、電
源916に接続され、これがヒーター907を加熱するのに必
要な熱を供給する。熱電対920が導管922内にベース908
とディッシュを通って配置され、ヒータープレート904
内に延びるのが好ましい。熱電対920は、制御器（即
ち、後述するシステム制御器）に接続され、制御器に温
度測定値を供給する。制御器は、温度測定値と所望のア
ニール温度によって、ヒーター907により供給される熱
を増減させる。
【００６９】囲み902は、囲み902の外に配置され、側壁
910と熱接触する冷却部材918を備え、囲み902を冷却す
るのが好ましい。又は、側壁910内に１つ又はそれ以上
の冷却チャンネル（図示せず）が形成され、囲み902の
温度を制御する。頂部912の内面に配置されたコールド
プレート913が、コールドプレート913に近接して位置す
る基板を冷却する。ＲＴＡチャンバ211は、囲み902の側
壁910上に配置されたスリット弁922を備え、ＲＴＡチャ
ンバに基板を出し入れし易くする。スリット弁922は、
囲みの側壁910上の開口部924を選択的にシールする。こ
の開口部は、ローディングステーション210と連通す
る。ローディングステーション移送ロボット228（図
２）は、開口部924を通ってＲＴＡチャンバに基板を出
し入れする。
【００７０】基板支持ピン906が、水晶、酸化アルミニ
ウム、炭化珪素、または他の高温抵抗性の材料で出来た
末端テーパ付き部材を備えるのが好ましい。各基板支持
ピン906は、好ましくは熱と酸素に抵抗性の材料で出来
たチューブ状導管926内に配置され、ヒータープレート9
04を通って延びる。基板支持ピン906は、リフトプレー
ト928に接続され、基板支持ピン906を均一に移動させ
る。リフトプレート928は、リフトシャフト932によりス
テッパモーター等の作動器930に接続され、基板をＲＴ
Ａチャンバ内で色々の垂直位置に位置させることが出来
るようにする。リフトシャフト932は、囲み902のベース
908を通って延び、シャフトの周りに配置されたシール
フランジ934によりシールされる。
【００７１】基板をＲＴＡチャンバ211に移送するに
は、スリット弁922を開き、ローディングステーション
移送ロボット228は、開口部924を通ってＲＴＡチャンバ
内へ基板を載せたロボットブレードを延ばす。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チャンバ内のヒータープレート904の上に基
板を置き、基板支持ピン906が上方へ延びて、基板をロ
ボットブレードに上へ上昇させる。次に、ロボットブレ
ードは、ＲＴＡチャンバから収縮して出て、スリット弁
922が開口部を閉じる。次に、基板支持ピン906は、収縮
して基板をヒータープレート904から所望の距離に低下
させる。オプションとして、基板支持ピン906は、基板
がヒータープレートと直接接触するように完全に収縮さ
せても良い。
【００７２】ガス入口936は、囲み902の側壁910を通っ
て配置され、アニール処理工程の間選択したガス流をＲ
ＴＡチャンバ211へ流れるようにするのが好ましい。ガ
ス入口936は、弁940を通ってガス源938に接続され、Ｒ
ＴＡチャンバ211へ流入するガスの流れを制御する。囲
み902の側壁910の下部に、ガス出口942が配置され、Ｔ
ＲＡチャンバのガスを排気するのが好ましく、チャンバ
の外側から大気の逆流を防ぐため、レリーフ／逆止弁94
4に接続されるのが好ましい。オプションとして、ガス
出口942は、真空ポンプ（図示せず）に接続され、アニ
ール処理中、ＲＴＡチャンバを所望の真空レベルに排気
する。
【００７３】本発明によれば、基板は電気めっきセルで
めっきされ、ＳＤＲステーションでクリーニングされた
後、基板はＲＴＡチャンバ211でアニールされる。アニ
ール処理工程中、ＲＴＡチャンバ211は、およそ大気圧
に保持され、ＲＴＡチャンバ211内の酸素含有量は、約1
00ｐｐｍ以下に制御するのが好ましい。ＲＴＡチャンバ
211内の環境は、窒素（Ｎ2）、又は窒素（Ｎ2）と4％未
満の水素の組み合わせで、ＲＴＡチャンバ211内へ流入
する環境ガス流は、20リットル／分より大きく保持し
て、酸素含有量を約100ｐｐｍ以下に制御するのが好ま
しい。電気めっきした基板は、好ましくは約200℃〜約4
50℃の温度で約30秒〜30分、より好ましくは約250℃〜
約400℃の温度で約1分〜5分アニールする。急速熱アニ
ール処理は、典型的には、少なくとも50℃／分の昇温速
度を要する。アニール処理中、要求される基板の昇温速
度与えるため、ヒータープレートは約350℃〜約450℃に
保持し、基板は約0ｍｍ（即ち、ヒータープレートに接
触）とヒータープレートから約20ｍｍに位置するのが好
ましい。制御システム222が、ＲＴＡチャンバ内の所望
の環境とヒータープレートの温度を含むＲＴＡチャンバ
211の動作を制御するのが好ましい。
【００７４】アニール処理工程が終了した後、基板支持
ピン906が、ＲＴＡチャンバ211の外へ移送する位置へ、
基板を上昇させる。スリット弁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チャンバ内に伸長し、基板の下に位置する。
基板支持ピン906が収縮して、基板をロボットブレード
上に下降させ、次にロボットブレードは、収縮してＲＴ
Ａチャンバの外へ出る。次に、ローディングステーショ
ン移送ロボット228は、処理した基板をカセット232内へ
移送し、電気めっき処理システム（図２と３）の外へ取
出せるようにする。
【００７５】図２に戻ると、電気めっきシステムプラッ
トホーム200は、プラットホームの各構成要素の機能を
制御する制御システム222を備える。制御システム222
は、メインフレーム214上に取付けられ、プログラム可
能なマイクロプロセッサを備えるのが好ましい。プログ
ラム可能な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ホーム200の全ての構成要素を制
御するために特に設計したソフトウェアを使用する。制
御システム222はまた、システムの構成要素への電源を
提供し、また制御パネル223を備え、これによりオペレ
ータは、電気めっきシステムプラットホーム200をモニ
ターし運転することができる。図２に示すように、制御
パネル223は、スタンドアローン型モジュールで、ケー
ブルにより制御システム222に接続され、オペレータが
容易にアクセスできる。一般に、制御システム222は、
ローディングステーション210と、ＲＴＡチャンバ211
と、ＳＲＤステーション212と、メインフレーム214と、
処理ステーション218の動作と協働する。さらに、制御
システム222は、電解質補給システム600の制御器と協働
し、電気めっき処理のために電解質を供給する。
【００７６】次は、図２に示す電気めっきシステムプラ
ットホーム200による典型的なウェハ電気めっき処理手
順の説明である。複数のウェハを含むウェハカセット
が、電気めっきシステムプラットホーム200のローディ
ングステーション210内のウェハカセット受取り領域224
に載せられる。ローディングステーション移送ロボット
228は、ウェハカセットのウェハスロットからウェハを
取り上げ、ウェハをウェハオリエンター230に置く。ウ
ェハオリエンター230は、ウェハの方向を求め所望の方
向に向け、システムで処理できるようにする。ローディ
ングステーション移送ロボット228は、次に、ウェハオ
リエンター230から方向付けられたウェハを移送し、Ｓ
ＤＲステーション212のウェハ通り抜けカセット238の１
つのウェハスロットに位置させる。メインフレーム移送
ロボット242が、ウェハ通り抜けカセット238からウェハ
を取り上げ、フリッパーロボット248により移送できる
ようにウェハを位置させる。フリッパーロボット248
は、そのロボットブレードをウェハの下で回転させ、メ
インフレーム移送ロボットブレードからウェハを取り上
げる。フリッパーロボットブレード上の真空吸引グリッ
パーが、フリッパーロボットブレード上にウェハを固定
し、フリッパーロボットは、ウェハを表面を上にした位
置から表面を下にした位置へ反転させる。フリッパーロ
ボット248は、ウェハを回転し、ウェハホルダー組立体4
50内に表面を下にして位置させる。ウェハは、ウェハホ
ルダー464の下方で、カソードコンタクトリング466の上
方に位置する。次に、フリッパーロボット248は、ウェ
ハを解放して、ウェハをカソードコンタクトリング466
内に位置させる。ウェハホルダー464が、ウェハに向か
って移動し、真空チャックが、ウェハをウェハホルダー
464上に固定する。ウェハホルダー組立体450上のブラダ
ー組立体470が、ウェハの後面に圧力をかけ、ウェハめ
っき表面とカソードコンタクトリング466の間の電気接
触を行う。
【００７７】ヘッド組立体452が、処理キット420上の処
理位置に下降する。この位置で、ウェハは、せき478の
上面より下で、処理キット420内に含まれる電解質と接
触する。電源が作動して、電力（即ち、電圧と電流）を
カソードとアノードに供給し、電気めっき処理を出来る
ようにする。電気めっき処理中、典型的には電解質が連
続的に処理機と内にポンプで送られる。カソードとアノ
ードに供給される電力と電解質の流れは、制御システム
222により制御され、所望の電気めっきの結果を得られ
る。
【００７８】電気めっき処理が完了した後、ヘッド組立
体410が、ウェハホルダー組立体を上昇させ、電解質か
らウェハを取出す。ウェハホルダーの真空チャックとブ
ラダー組立体は、ウェハホルダーからウェハを解放し、
ウェハホルダーは上昇して、フリッパーロボットブレー
ドが、カソードコンタクトリングから処理したウェハを
取り上げられるようにする。フリッパーロボットは、カ
ソードコンタクトリング内の処理したウェハの後面の上
でフリッパーロボットブレードを回転し、フリッパーロ
ボットブレード上の真空吸引グリッパーを使用して、ウ
ェハを取り上げる。フリッパーロボットは、フリッパー
ロボットブレードを回転し、ウェハはウェハホルダー組
立体の外に出て、ウェハを表面を下にした位置から表面
を上にした位置へ反転させ、メインフレーム移送ロボッ
トブレード上にウェハを位置させる。次に、メインフレ
ーム移送ロボットブレードは、処理したウェハを移送
し、ＳＤＲモジュール236の上に位置させる。ＳＤＲウ
ェハ支持が、ウェハを上昇させ、メインフレーム移送ロ
ボットブレードが、収縮してＳＤＲモジュール236から
離れる。ウェハは、ＳＤＲモジュール内で、脱イオン水
又は上述した脱イオン水とクリーニング流体の組合わせ
でクリーニングされる。次に、ウェハは、ＳＤＲモジュ
ールから移送して出すように位置する。ローディングス
テーション移送ロボット228は、ＳＤＲモジュール236か
らウェハを取り上げ、処理したウェハをＲＴＡチャンバ
211内へ移送し、堆積した材料の特性を高めるため、ア
ニール処理出来るようにする。次に、アニールしたウェ
ハは、ローディングステーションロボット228によりＲ
ＴＡチャンバ211から移送して出され、ウェハカセット
に戻され、電気めっきシステムから取出せるようにす
る。上述の手順は、本発明の電気めっきシステムプラッ
トホーム200内で、複数のウェハについてほぼ同時に行
うことが出来る。また、本発明による電気めっきシステ
ムは、マルチスタックウェハ処理に適用することが出来
る。
【００７９】本発明の好適な実施例を上述したが、本発
明の基本的範囲から離れずに、本発明の他の及び別の実
施例を考えることが出来、本発明の範囲は、特許請求の
範囲により決まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 コンタクトピンを組込んだ噴水式めっき器の
簡単化した断面図。
【図２】 本発明による電気めっきシステムのプラット
ホーム200の斜視図。
【図３】 本発明による電気めっきシステムのプラット
ホーム200の概略図。
【図４】 本発明によるリンスと溶解流体入口を組込ん
だスピン−リンス−ドライ（ＳＲＤ）モジュールの概略
斜視図。
【図５】 図４のスピン−リンス−ドライ（ＳＲＤ）モ
ジュール側面断面図であり、流体入口の間に垂直に配置
された処理位置にある基板を示す。
【図６】 本発明による電気めっき処理セル400の断面
図。
【図７】 カソードコンタクトリングの一部を断面にし
た斜視図。
【図８】 コンタクトパッドの他の実施例を示すカソー
ドコンタクトリングの断面斜視図。
【図９】 コンタクトパッドと分離ガスケットの他の実
施例を示すカソードコンタクトリングの断面斜視図。
【図１０】 分離ガスケットを示すカソードコンタクト
リングの断面斜視図。
【図１１】 各コンタクトピンを通る電気めっきシステ
ムの電気回路の簡単化した概略図。
【図１２】 本発明のウェハ組立体450の断面図。
【図１２Ａ】 図１２のブラダー領域の拡大断面図。
【図１３】 ウェハホルダープレートの一部の断面図。
【図１４】 マニホルドの一部の断面図。
【図１５】 ブラダーの一部の断面図。
【図１６】 電解質補給システム600の概略図。
【図１７】 急速熱アニールチャンバの断面図。
【符号の説明】
200 プラットホーム 210 ローディングステーション 211 熱アニールチャンバ 212 スピン−リンス−ドライ（ＳＤＲ）ステーション 214 メインフレーム 216 メインフレーム移送ステーション 218 処理ステーション 240 処理セル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アショク ケイ シンハ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94306 パロ アルト ハバート ドラ イヴ 4176 (72)発明者 アヴィ テプマン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95014 クーパーティノ レイボウ ド ライヴ 21610 (72)発明者 ダン カール アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94566 プレザントン ポメジア コー ト 2161 (56)参考文献 特開 平２−22499（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−154653（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/288 H01L 21/02 B65G 49/07 C25D 7/12

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気化学堆積システムにおいて、 a) メインフレームウェハ移送ロボットを有するメイン
    フレーム、 b) 前記メインフレームと関連付けて配置されたローデ
    ィングステーション、 c) 前記メインフレームと関連付けて配置された１つ又
    はそれ以上の処理セル、 d) 前記１つ又はそれ以上の処理セルと流体接続した電
    解質供給源、 e) 前記ローディングステーションと前記メインフレー
    ムの間に配置されたスピン−リンス−ドライ（ＳＲＤ）
    チャンバ、及び、 f) 前記ローディングステーションに隣接して配置され
    た熱アニールチャンバを備えることを特徴とするシステ
    ム。
  2. 【請求項２】 前記熱アニールチャンバは、ヒータープ
    レートを有する急速熱アニールチャンバである請求項１
    に記載したシステム。
  3. 【請求項３】 前記ヒータープレートは、大気圧ヒータ
    ープレートである請求項２に記載したシステム。
  4. 【請求項４】 g) 前記電気化学堆積システムの１つ又
    はそれ以上の構成要素の動作を制御するシステム制御器
    を備える請求項１に記載したシステム。
  5. 【請求項５】 前記熱アニールチャンバは、前記熱アニ
    ールチャンバに１つ又はそれ以上のガスを導入するガス
    入口を備える請求項４に記載したシステム。
  6. 【請求項６】 前記システム制御器は、前記チャンバへ
    の前記ガス入口を制御し、チャンバ環境の酸素含有量が
    100万分の100より少なくなるようにする請求項５に記載
    したシステム。
  7. 【請求項７】 前記ガス入口は、前記チャンバに窒素を
    導入するため、窒素ガス源に接続される請求項６に記載
    したシステム。
  8. 【請求項８】 前記ガス入口は、前記チャンバに窒素と
    水素ガスを導入するため、窒素ガス源と水素ガス源に接
    続され、水素含有量は約４％以下に保持される請求項６
    に記載したシステム。
  9. 【請求項９】 前記ローディングステーションは、 i) １つ又はそれ以上のウェハカセット受取り領域、 ii) 前記ローディングステーションとＳＲＤステーシ
    ョンの間で、又前記ローディングステーションと前記熱
    アニールチャンバの間で、ウェハを移送するための、１
    つ又はそれ以上のローディングステーションウェハ移送
    ロボット、及び、 iii) ウェハオリエンター、 を備える請求項１に記載したシステム。
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