KR20230153982A - 전기도금을 위한 와이드 립시일 - Google Patents

Abstract

크램쉘이 전기도금 동안 반도체 기판을 인게이지하고 (engage) 반도체 기판으로 전류를 공급하는 전기도금 장치의 립시일 어셈블리에 사용하기 위한 립시일이 설계된다. 립시일은 립시일 어셈블리의 컵을 인게이지하도록 구성된 외측 부분 및 반도체 기판의 주변 영역을 인게이지하도록 구성된 내측 부분을 갖는 탄성중합체 바디를 포함한다. 내측 부분은 전기도금 동안 사용된 전기도금 용액의 산의 확산을 억제하는, 반도체 기판과의 콘택트 영역을 제공하기 충분한 방사상 방향의 폭을 갖는 돌출부를 포함한다. 돌출부는 립시일의 내측 주변부에 위치된다.

Description

전기도금을 위한 와이드 립시일{WIDE LIPSEAL FOR ELECTROPLATING}

본 발명은 집적 회로들의 다마신 상호접속부들의 형성, 및 집적 회로 제조 동안 사용되는 전기도금 장치들에 관한 것이다.

전기도금은 도전성 금속의 하나 이상의 층들을 디포짓하기 위해 IC (integrated circuit) 제조시 사용된 일반적인 기법이다. 일부 제조 프로세스들에서, 다양한 기판 피처들 사이에 단일 또는 다중 레벨의 구리 상호접속부들을 디포짓하도록 전기도금이 사용된다. 전기도금 장치는 통상적으로 전해질 풀/욕 및 전기도금 동안 반도체 기판을 홀딩하도록 설계된 클램쉘을 갖는 전기도금 셀을 포함한다.

전기도금 장치의 동작 동안, 반도체 기판은 기판의 일 표면이 전해질에 노출되도록 전해질 풀에 침지된다 (submerged). 기판 표면과 확립된 하나 이상의 전기적 콘택트들은 전기도금 셀을 통해 전류를 구동하고 전해질 내의 가용한 금속 이온들로부터 기판 표면 상에 금속을 증착하도록 채용된다. 통상적으로, 전기적 콘택트 엘리먼트들은 기판과 전류 소스로서 작용하는 버스 바 사이에 전기적 접속을 형성하도록 사용된다. 그러나, 일부 구성들에서, 전기적 접속부들에 의해 콘택트된 기판 상의 도전성 시드층이 기판의 에지를 향해 보다 얇아질 수도 있고, 기판과 최적의 전기적 접속부를 확립하기 보다 어렵게 한다.

전기도금시 발생하는 또 다른 문제는 전기도금 용액의 잠재적인 부식 특성이다. 따라서, 많은 전기도금 장치에서 립시일이 전해질의 누설을 방지할 목적으로 기판과 클램쉘의 계면에서 사용되고 전기도금 셀 내부가 아니라 전기도금 장치의 엘리먼트들 및 전기도금을 위해 지정된 기판의 측면과 콘택트한다.

전기도금 동안 반도체 기판을 인게이지하고 (engage) 반도체 기판으로 전류를 공급하는 전기도금 클램쉘의 립시일 어셈블리에 사용하기 위한 립시일이 본 명세서에 개시된다. 립시일은 립시일 어셈블리의 컵을 인게이지하도록 구성된 외측 부분 및 반도체 기판의 주변 영역을 인게이지하도록 구성된 내측 부분을 갖는 탄성중합체 바디를 포함한다. 내측 부분은 전기도금 동안 사용된 전기도금 용액 내 산의 확산을 억제하기 충분한 방사상 방향의 폭을 갖는 돌출부를 포함한다. 돌출부는 립시일의 내측 주변부 둘레로 완전히 연장하는 환형 림을 포함한다.

도 1은 본 명세서에 기술된 바와 같은 립시일이 산이 콘택트 엘리먼트에 도달하는 것을 방지하도록 사용될 수도 있는 전기도금 장치를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 장치 내에서 사용될 수 있는 립시일 어셈블리의 상세들을 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 립시일 어셈블리의 상세들을 도시한다.
도 4는 도 3에 도시된 립시일 어셈블리의 상세들을 도시한다.
도 5는 립시일 폭 대 립시일 영역 내 산 농도의 그래프이다.
도 6a 내지 도 6c는 전기도금 후 구리 시드 층의 사진이고, 도 6a는 건조된 웨이퍼를 전기도금한 후 구리 시드 층을 도시하고, 도 6b는 0.028 인치 폭의 립시일을 사용한 웨팅된 (wet) 웨이퍼를 전기도금한 후 심각한 부식을 도시하고, 그리고 도 6c는 0.034 인치 폭 립시일을 사용한 웨팅된 웨이퍼를 전기도금한 후 구리 시드 층의 가벼운 부식을 도시한다.

이하의 기술에서, 다수의 구체적인 상세들은 제시된 개념들의 전체적인 이해를 제공하도록 언급된다. 제시된 개념들은 이들 구체적인 상세들의 전부 또는 일부 없이 실시될 수도 있다. 다른 예들에서, 공지의 프로세스 동작들은 기술된 개념들을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세히 기술되지 않았다. 일부 개념들이 구체적인 실시예들과 함께 기술될 것이지만, 이들 실시예들은 제한하는 것으로 의도되지 않았다는 것이 이해될 것이다.

본 명세서에 개시된 다양한 립시일 및 콘택트 엘리먼트 실시예들에 대한 일부 상황을 제공하기 위해 예시적인 전기도금 장치가 도 1에 제공된다. 구체적으로, 도 1은 반도체 웨이퍼들을 전기화학적으로 처리하기 위한 웨이퍼 홀딩 및 포지셔닝 장치 (100) 의 사시도를 제공한다. 장치 (100) 는 때때로 "클램쉘 컴포넌트들", 또는 "클램쉘 어셈블리", 또는 단지 "클램쉘"로 지칭되는 웨이퍼 인게이지 컴포넌트들을 포함한다. 클램쉘 어셈블리는 컵 (101) 및 콘 (103) 을 포함한다. 후속하는 도면들에서 도시된 바와 같이, 컵 (101) 은 웨이퍼를 홀딩하고 콘 (103) 은 컵에 웨이퍼를 안전하게 클램핑한다. 본 명세서에 특별히 도시된 것들 이외의 다른 컵 및 콘 설계들이 사용될 수 있다. 웨이퍼가 놓이는 내부 영역을 갖는 컵 및 웨이퍼를 제자리에 홀딩하기 위해 컵에 대고 웨이퍼를 누르는 콘이 일반적인 피처이다.

도시된 실시예에서, (컵 (101) 및 콘 (103) 을 포함하는) 클램쉘 어셈블리가 버팀대들 (104) 에 의해 지지되고, 버팀대들은 상단 플레이트 (105) 에 연결된다. 이 어셈블리 (101, 103, 104, 및 105) 는 스핀들 (106) 을 통해 상단 플레이트 (105) 에 연결된 모터 (107) 에 의해 구동된다. 모터 (107) 는 마운팅 브라켓 (미도시) 에 부착된다. 스핀들 (106) 은 (모터 (107) 로부터) 토크를 클램쉘 어셈블리로 전송하여, 도금 동안 클램쉘 어셈블리에 홀딩된 웨이퍼 (이 도면에는 미도시) 의 회전을 유발한다. 스핀들 (106) 내 에어 실린더 (미도시) 이 또한 컵 (101) 을 콘 (103) 과 인게이지하기 위한 수직 힘을 제공한다. 클램쉘이 디스인게이지될 때 (미도시), 엔드 이펙터 암을 갖는 로봇이 웨이퍼를 컵 (101) 과 콘 (103) 사이에 삽입할 수 있다. 웨이퍼가 삽입된 후, 콘 (103) 이 컵 (101) 과 인게이지되고, 이는 (다른 쪽이 아니라) 전해질 용액과 콘택트하여 노출된 웨이퍼의 일 측면 상에 작업 표면을 남기면서 장치 (100) 내에 웨이퍼를 고정한다 (immobilize).

특정한 실시예들에서, 클램쉘 어셈블리는 튀는 전해질로부터 콘 (103) 을 보호하는 스프레이 스커트 (109) 를 포함한다. 도시된 실시예에서, 스프레이 스커트 (109) 는 수직 원주형 슬리브 및 원형 캡 부분을 포함한다. 스페이싱 부재 (110) 가 스프레이 스커트 (109) 와 콘 (103) 사이 분리를 유지한다.

본 논의의 목적들을 위해, 컴포넌트들 (101 내지 110) 을 포함하는 어셈블리는 집합적으로 "웨이퍼 홀더" (또는 "기판 홀더") (111) 로 참조된다. 그러나, "웨이퍼 홀더"/"기판 홀더"의 개념은 일반적으로 웨이퍼/기판을 인게이지하고 웨이퍼/기판의 이동 및 포지셔닝을 허용하는 컴포넌트들의 다양한 조합들 및 서브-조합들로 확장된다는 것을 주의한다.

틸팅 어셈블리 (미도시) 가 웨이퍼의 도금 용액으로의 기울어진 침지 (수평 침지와 반대로) 를 허용하도록 웨이퍼 홀더에 연결될 수도 있다. 플레이트들 및 피봇 조인트들의 구동 메커니즘 및 구성이 아크된 경로 (미도시) 를 따라 웨이퍼 홀더 (111) 를 이동시키고, 그 결과 웨이퍼 홀더 (111) 의 근위 단부 (즉, 컵 및 콘 어셈블리) 를 틸팅하도록 일부 실시예들에서 사용된다.

또한, 전체 웨이퍼 홀더 (111) 는 액추에이터 (미도시) 를 통해 웨이퍼 홀더의 근위 단부를 도금 용액 내로 침지시키도록 위 또는 아래로 수직으로 리프팅된다. 따라서, 2-컴포넌트 포지셔닝 메커니즘이 전해질 표면에 수직인 궤적을 따른 수직 이동 및 웨이퍼에 대해 수평 배향 (즉, 전해질 표면에 평행) 으로부터 편차를 허용하는 틸팅 이동 (기울어진-웨이퍼 침지 능력) 모두를 제공한다.

웨이퍼 홀더 (111) 는, 애노드 챔버 (157) 및 도금 용액을 하우징하는 도금 챔버 (117) 를 갖는 도금 셀 (115) 과 함께 사용된다는 것을 주의한다. 챔버 (157) 는 애노드 (119) (예를 들어, 구리 애노드) 를 홀딩하고 애노드 칸 (compartment) 및 캐소드 칸 내에 상이한 전해질 화학물질들을 유지하도록 설계된 멤브레인 또는 다른 세퍼레이터들을 포함할 수도 있다. 도시된 실시예에서, 불변의 (uniform) 전면에서 회전하는 웨이퍼를 향해 상향으로 전해질을 지향시키기 위해 확산기 (153) 가 채용된다. 특정한 실시예들에서, 플로우 확산기는, 많은 수 (예를 들어 4,000 내지 15,000) 의 1차원적 소형 홀들 (0.01 내지 0.050 인치인 직경) 을 갖고 플레이트 위의 캐소드 챔버에 연결된 절연 재료 (예를 들어 플라스틱) 의 고체 조각으로 이루어진, HRVA (high resistance virtual anode) 플레이트이다. 홀들의 총 단면적은 총 돌출된 영역의 약 5 ％ 미만이고, 따라서, 시스템의 도금 균일도를 개선하도록 보조하는 도금 셀에 상당한 플로우 방해를 유도한다. 반도체 웨이퍼들을 전기화학적으로 처리하기 위한 대응하는 장치 및 HRVA 플레이트의 부가적인 기술은, 전체가 모든 목적들을 위해 본 명세서에 참조로서 인용된, 공개된 미국 특허 번호 제 2010/0032310 호에 제공된다. 도금 셀은 또한 분리된 전해질 플로우 패턴들을 제어하고 생성하기 위한 분리된 멤브레인을 포함할 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 멤브레인이 억제제, 가속화제, 또는 다른 유기 금속 첨가제들이 실질적으로 없는 전해질을 담는 애노드 챔버를 규정하도록 채용된다.

도금 셀 (115) 은 또한 도금 셀을 통해―그리고 도금될 워크피스에 대해― 전해질을 순환시키기 위한 플럼빙 또는 플럼빙 콘택트들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 도금 셀 (115) 은 애노드 (119) 의 중앙의 홀을 통해 애노드 챔버 (157) 의 중앙으로 수직으로 연장하는 전해질 유입 튜브 (131) 를 포함한다. 다른 실시예들에서, 셀은 챔버 (미도시) 의 주변 벽에서 확산기/HRVA 플레이트 아래의 캐소드 챔버로 유체를 도입하는 전해질 유입 매니폴드를 포함한다. 일부 경우들에서, 유입 튜브 (131) 는 멤브레인 (153) 의 양 측면들 (애노드 측 및 캐소드 측) 상에 유출 노즐들을 포함한다. 이 구성은 애노드 챔버 및 캐소드 챔버 모두에 전해질을 전달한다. 다른 실시예들에서, 애노드 및 캐소드 챔버는 플로우 방해 멤브레인 (153) 에 의해 분리되고, 챔버 각각은 분리된 전해질의 분리된 플로우 사이클을 갖는다. 도 1의 실시예에 도시된 바와 같이, 유입 노즐 (155) 은 멤브레인 (153) 의 애노드-측으로 전해질을 제공한다.

이에 더하여, 도금 셀 (115) 은 각각 도금 챔버 (117) 에 직접 연결된, 린스 인출 라인 (159) 및 도금 용액 리턴 라인 (161) 을 포함한다. 또한, 린스 노즐 (163) 이 정상 동작 동안 웨이퍼 및/또는 컵을 세정하도록 탈이온화된 린스수를 전달한다. 도금 용액은 일반적으로 챔버 (117) 의 대부분을 충진한다. 스플래시 및 버블들의 생성을 완화시키기 위해, 챔버 (117) 는 도금 용액 리턴을 위한 내측 위어 (165) 및 린스수 리턴을 위한 외측 위어 (167) 를 포함한다. 도시된 실시예에서, 이들 위어들은 도금 챔버 (117) 의 벽 내에 원주형 수직 슬롯들이다.

상기 언급된 바와 같이, 전기도금 클램쉘은 통상적으로 시일링 및 전기적 연결 기능들을 제공하도록 립시일 하나 이상의 콘택트 엘리먼트들을 포함한다. 립시일은 탄성중합체 재료로 이루어질 수도 있다. 립시일은 반도체 기판의 표면과의 시일을 형성하고 기판의 주변 영역으로부터 전해질을 배제한다. 이 주변 영역에서 증착이 일어나지 않고 IC 디바이스들을 형성하는데 사용되지 않고, 즉, 주변 영역이 작업 표면의 일부가 아니다. 때때로, 이 영역은 또한 전해질이 이 영역으로부터 배제되기 때문에, 에지 배제 영역으로 지칭된다. 주변 영역은 콘택트 엘리먼트들과의 전기적 접속을 형성하는 한, 프로세싱 동안 기판을 지지하고 시일링하기 위해 사용된다. 작업 표면을 증가시키는 것이 일반적으로 바람직하기 때문에, 주변 영역은 상기 기술된 기능들을 유지하는 동안 가능한 작아야 한다. 특정한 실시예들에서, 주변 영역은 기판의 에지로부터 약 0.5 ㎜ 내지 3 ㎜이다.

설치 동안, 립시일 및 콘택트 엘리먼트들은 클램쉘의 다른 컴포넌트들과 함께 어셈블된다. 당업자는 특히, 주변 영역이 작을 때, 이 동작의 어려움을 인식할 것이다. 이 클램쉘에 의해 제공된 전체 개구부는 기판의 사이즈와 비슷하다 (예를 들어, 200 ㎜ 웨이퍼들, 300 ㎜ 웨이퍼들, 450 ㎜ 웨이퍼들, 등을 수용하기 위한 개구부). 게다가, 기판들은 고유의 사이즈 공차 (예를 들어, SEMI 사양에 따라 통상적인 300 ㎜ 웨이퍼에 대해 +/-0.2 ㎜) 를 갖는다. 특히 어려운 태스크는, 탄성중합체 립시일과 콘택트 엘리먼트들 모두 상대적으로 가요성 재료들로부터 이루어지기 때문에, 탄성중합체 립시일과 콘택트 엘리먼트들의 정렬이다. 이들 2 컴포넌트들은 매우 정밀한 상대 위치들을 가져야 한다. 립시일의 시일링 에지와 콘택트 엘리먼트들이 서로 너무 이격되어 위치될 때, 클램쉘의 동작 동안 콘택트들과 기판 사이에 전기적 접속이 불충분하거나 형성되지 않을 수도 있다. 동시에, 시일링 에지가 콘택트들에 너무 가깝게 위치될 때, 콘택트들은 시일링을 간섭할 수도 있고 주변 영역으로의 누설을 유발할 수도 있다. 예를 들어, 종래의 콘택트 링들은 종종 도 2의 클램쉘 어셈블리 (컵 (201), 콘 (203), 및 립시일 (212) 임을 주의) 로 도시된 바와 같이 전기적 접속을 확립하도록 기판에 대한 스프링-유사 액션으로 가압되는 복수의 가요성 "핑거들"로 이루어졌다. 이들 가요성 핑거들 (208) 은 립시일 (212) 에 대해 정렬하기 매우 어려울 뿐만 아니라, 설치 동안 쉽게 손상되고 혹시라도 전해질이 주변 영역으로 들어간다면 세정이 어렵다.

상기 설명된 바와 같이, 전기도금 셀에서, 웨이퍼 에지 둘레에 웨이퍼에 대해 전기적 콘택트가 이루어지고, 전기도금은 웨이퍼의 나머지 부분에서 수행된다. 그러나, 도금 용액이 콘택트들에 도달한다면, 도금 용액 내 산은 콘택트 영역 내 웨이퍼 상의 금속 시드 층을 부식시킬 수 있어서, 웨이퍼 둘레에 불규칙적으로 분포된 상승된 저항을 발생시키고 대응하여 도금 성능을 하강시키고 웨이퍼 불균일도를 상승시킨다. 용액 내 금속 이온들은 또한 콘택트들을 도금할 할 수 있어, 도금 효율을 감소시킨다. 콘택트들 상의 도금 및 시드 부식을 방지하기 위해, 콘택트가 이루어지는 영역은 립시일에 의해 도금 용액으로부터 분리된다. 이전에, 립시일에 대한 엄청난 손상 (크랙, 찢김 (tearing), 등) 이 없는 한, 도금 용액으로부터 콘택트들을 완전히 절연하기 충분하다고 생각된다. 그러나, 최근 조사는 웨팅된 웨이퍼가 립시일 상에 위치될 때 (예를 들어, Sabre 3D 어드밴스드 전처리 프로세스에서와 같이), 얇은 물 층이 도금 용액의 산이 콘택트 영역에 도달하기 위해 통해 확산할 수 있는 립시일과 웨이퍼 사이에 남아 있다는 것을 보였다. 고온 및/또는 긴 도금 시간들에서, 이 확산은 금속 시드 층의 부식 (시드 부식) 을 유발하기 충분한 산이 콘택트 영역에 도달할 정도로 발생할 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 보다 넓은 립시일이 산이 확산해야 하는 거리를 증가시키고 대응하여 산이 콘택트 영역에 도달하는 레이트를 늦추도록 설계되었다. 이 방식에서, 웨이퍼의 에지에서 시드 부식이 감소되고, 도금 균일도가 개선된다.

전기도금 셀에서, 도금될 웨이퍼가 컵에 홀딩되어, 립시일에 의해 둘러싸인 영역 내 웨이퍼의 에지와 전기적 콘택트를 형성하는 한편, 웨이퍼의 나머지가 도금 용액에 노출된다. 컵은 도금 동안 도금 셀의 도금 용액 내에 부분적으로 침지된다. 그러나, 상기 설명된 바와 같이, 산이 웨이퍼와 립시일 사이의 액체 막에 걸쳐 콘택트 영역 내 웨이퍼 상의 금속 시드 층을 손상시키기 충분하게 빠르게 확산할 수 있다.

실시예에 따라, 웨이퍼와 립시일 사이의 액체 층을 통한 산 확산 레이트를 감소시키도록 립시일의 폭 (웨이퍼에 대고 시일링하는 립시일 상의 돌출부의 폭) 을 증가시키도록 하드웨어 설계 변경이 구현된다. 립시일의 증가된 폭은 확산 거리를 증가시키고 보다 적은 산이 콘택트 영역에 도달하게 하여 금속 시드 층의 보다 적은 에칭을 발생시킨다.

립시일 폭은 립시일의 돌출부의 외경을 증가시킴으로써, 또는 돌출부의 내경을 감소시킴으로써 증가될 수 있다. 바람직한 구현예는 돌출부의 외경을 증가시키는 것이고, 이는 도금에 가용한 영역을 감소시키지 않기 때문이다.

립시일 상의 돌출부 상의 형상은 돌출부가 단순히 방사상 치수에서 연장되는, 이전의 설계들로 유사한 형상의 단면을 갖는 립시일을 형성하도록 연장될 수 있다. 이는 바람직한 구현예이다. 립시일은 원통형 벽들을 갖는 환형 림의 형태의 단일 콘택트 표면 및 웨이퍼와 콘택트하는 편평하거나 기울어진 표면을 포함할 수 있다.

이전에, Sabre 3D를 위한 립시일 설계는 과거 표준 동작 조건들 (35 ℃ 이하, 140 g/L 이하의 산) 동안 존재하였던 것보다 높은 온도들 또는 보다 높은 도금 용액 산 농도의 콘택트 영역 내로 인식가능한 산의 확산을 방지하지 않았다. 보다 넓은 립시일의 장점은 적절한 시일링이 35 ℃ 이상 및/또는 140 g/L 산보다 높은 산 농도와 같은 보다 힘든 동작 조건들을 제공할 수 있다는 것이다.

웨이퍼 프로세싱시, 웨팅된 웨이퍼가 립시일 상에 배치될 때, 얇은 물 층이 남아 있고 산이 이 층을 통해 확산할 수 있고 콘택트 영역에 도달할 수 있고 웨이퍼 상의 금속 시드 층을 칠 (attack) 수 있다. 이 문제를 방지하기 위해, 립시일은 산에 대해 보다 긴 확산 경로를 제공하여, 콘택트 영역에서 에칭이 일어나기 위해 필요한 시간량을 실질적으로 증가시키도록 구성된다. 보다 긴 확산 경로는 보다 넓은 립시일 (보다 긴 선형 길이) 을 통해 달성될 수 있다.

립시일을 통과하는 확산은 일정한 소스를 사용한 1D 확산으로 모델링될 수 있고, C/C_s = erfc(z/) 의 공식을 갖고, 여기서 z는 립시일의 폭이고, D는 산의 확산 상수이고, t는 시간이고, C_s는 소스에서 산의 농도이고, C는 z에서 산의 농도이고, 그리고 erfc는 상보 오차 함수 (complementary error function) 이다. 따라서, , 확산 길이는 미리 결정된 조건에 대해 C, C_s, 및 z를 앎으로써 추정될 수 있고, z와 C_s 의 함수로서 C를 찾기 위해 사용될 수 있고, 는 시간, 온도, 및 확산 종이 동일하게 남아 있는 한, 거의 일정하게 남는 것으로 예상될 수 있다.

예를 들어, z = 0.020" 및 C_s = 180 g/L 황산을 갖는 경우를 고찰한다: 이들 조건들 하에서, C는 1.5 h 도금 시간 후, 대략 8 내지 9 g/L로 추정되어, 0.014"를 산출하고, 는 도 5에 도시된 그래프에 도시된 바와 같이, 다른 립시일 폭들에서 도금 후 황산 농도를 추정하도록 사용될 수 있다. C는 대략 0.028 인치 립시일 폭에서 1 g/L (1.5 h 동안 무시할만한 부식이 일어나는 대략적인 레벨) 에 도달하고, 그 후 급속하게 하강한다. 바람직한 립시일 폭은 적어도 0.032 인치이고 보다 바람직하게 적어도 약 0.034 인치이다.

도 3은 전기적 콘택트들 (208) 을 사용하여 컵 (201) 상에 장착되어 웨이퍼 W와 같은 반도체 기판의 하측을 인게이지하는 립시일 (212) 의 실시예를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 립시일 (212) 은 웨이퍼 W의 하측과 콘택트하는 상부 표면 (220a) 을 갖는 돌출부 (220) 를 갖는 내측 부분 (218) 및 컵 (201) 내에 리세스 (201a) 를 인게이지하는 림 (232) 를 갖는 외측 부분 (230) 을 포함한다. 돌출부 (220) 는 상향으로 축방향으로 연장하고, 도금 용액 내 산의 확산이 전기적 콘택트들 (208) 과 웨이퍼 W 사이의 콘택트 지점에 도달하는 것을 억제하기 충분한 폭 (돌출부의 내측 원통형 벽과 외측 원통형 벽 사이에서 방사상으로 측정됨) 을 갖는다. 300 ㎜ 직경 웨이퍼를 프로세싱하기 위해, 돌출부 (220) 의 폭은 적어도 약 0.032 인치, 바람직하게 적어도 약 0.034 인치일 수 있다. 립시일 (212) 은 바람직하게 전체적으로 컵 (201) 과 매이팅 (mate) 하도록 구성되는 탄성중합체 재료로 이루어진 통합된 피스이다. 따라서, 립시일 (212) 은 원한다면 용이하게 대체될 수 있는 분리된 소모성 부품이다.

도 6a 내지 도 6c는 상이한 조건들 하에서 프로세싱된 웨이퍼들의 외측 에지들의 사진들이다. 도 6a는 사전-웨팅 없이 도금된 웨이퍼를 도시하고, 립시일이 립시일을 지나 산이 확산하는 것을 방지하는 적절한 시일을 제공하기 때문에, 웨이퍼의 에지에서 구리 시드 층이 부식되지 않는다. 전기도금동안 사용된 전기적 콘택트로부터 발생된 구리 시드 층 상에서 스크래치가 가시적이다. 도 6b는 사전-웨팅을 사용하여 도금된 웨이퍼 및 적절한 시일을 제공하지 않는 0.028 인치 폭 립시일을 도시한다. 사전-웨팅은 웨이퍼와 립시일 사이에 물 막을 형성하고, 립시일은 산으로 하여금 이를 통과하여 확산하게 하고 웨이퍼의 에지에서 구리 시드 층을 부식시키게 한다. 도 6b에서, 구리 시드 층이 심각하게 부식되고 두꺼운 구리 옥사이드 (검정) 및 탄탈 배리어 층 (은색) 만이 가시적이다. 도 6c는 사전-웨팅을 사용하여 도금된 웨이퍼 및 적절한 시일을 제공하는 0.034 인치 폭 립시일을 도시한다. 보다 긴 확산 경로를 생성하는 보다 넓은 립시일로 인해, 구리 시드 층이 가시적이고 구리 시드 층의 표면 상에 매우 박층의 구리 옥사이드가 이미지 내에 작은 변색을 생성한 것처럼 구리 시드 층은 작은 부식을 겪는다.

본 명세서에서, 단어 "약"은 종종 숫자 값들과 함께 사용되어, 이러한 값들의 수학적 정확도가 의도되지 않았다는 것을 나타낸다. 이에 따라, 숫자 값과 함께 "약"이 사용되면, 숫자 값에 대한 ±10％의 공차가 고려되는 것이 의도된다.

본 발명의 예시적인 실시예들 및 적용예들이 본 명세서에 도시되고 기술되지만, 본 발명의 개념, 범위 및 정신 내에 남아 있는 많은 변동들 및 수정들이 가능하고, 이들 변동들은 본 출원을 정독한 후 당업자에게 자명해질 것이다. 이에 따라, 제공된 실시예들은 예시적이고 비제한적인 것으로 간주되고, 본 발명은 본 명세서에 제공된 상세들로 제한되지 않고, 첨부된 청구항들의 범위 및 등가물 내에서 수정될 수도 있다.

Claims (7)

1. 전기도금 동안 반도체 기판을 인게이지하고 (engage) 반도체 기판으로 전류를 공급하는 전기도금 클램쉘의 립시일 어셈블리에 사용하기 위한 립시일에 있어서, 상기 립시일은:
   상기 립시일 어셈블리의 컵을 인게이지(engage)하도록 구성된 외측 부분 및 상기 반도체 기판의 주변 영역을 인게이지하도록 구성된 내측 부분을 갖는 단일의 일체형 탄성중합체 재료로 구성된 바디를 포함하고, 상기 내측 부분은 상기 전기도금 동안 사용된 전기도금 용액 내 산의 확산을 억제하기 충분한 방사상 방향의 폭을 갖는 상향으로 돌출한 돌출부를 포함하고, 상기 상향으로 돌출한 돌출부의 상부 표면은 상기 반도체 기판과 콘택트하는 기울어진 표면을 가지며, 상기 상향으로 돌출한 돌출부는 상기 립시일의 내측 주변부 둘레로 완전히 연장하는 환형 림을 포함하고,
   상기 폭은 상기 상향으로 돌출한 돌출부의 내측 벽과 외측 벽 사이이고, 상기 폭은 확산 거리를 증가시켜 이에 의해 화학적 확산 레이트(rate)를 감소시키도록 적어도 약 0.032 인치 내지 약 0.034 인치이고,
   상기 바디의 외측 부분은 상기 컵의 리세스에 인게이지하고 상기 립시일과 상기 컵의 정렬을 돕는 하향으로 돌출한 림을 갖고, 상기 하향으로 돌출한 림은 상기 외측 부분의 상기 립시일 주변부 둘레로 완전히 연장하며, 상기 용어 약은 +/- 10%를 규정하는, 립시일.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 폭은 상기 돌출부의 내측 벽과 외측 벽 사이이고, 상기 폭은 적어도 약 0.032 인치이고, 상기 용어 약은 +/- 10%를 규정하는, 립시일.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 폭은 약 0.034 인치이고, 상기 용어 약은 +/- 10%를 규정하는, 립시일.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 외측 부분은 상기 컵의 리세스 내에 수용되도록 구성된 하향 연장하는 림을 포함하는, 립시일.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 돌출부의 내측 표면은 상기 립시일의 내경을 규정하는, 립시일.
6. 제 1 항에 기재된 립시일을 사용하여 반도체 기판을 전기도금하는 방법에 있어서,
   상기 립시일의 상기 돌출부가 상기 반도체 기판의 외측 주변부와 콘택트하도록 전기도금 클램쉘 내에 사전-웨팅된 (pre-wet) 반도체 기판을 지지하는 단계, 및 상기 반도체 기판의 노출된 표면을 전기도금 용액과 상기 돌출부의 내측으로 콘택트하는 단계를 포함하는, 반도체 기판을 전기도금하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 돌출부는 약 0.034 인치의 폭을 갖고, 상기 용어 약은 +/- 10%를 규정하는, 반도체 기판을 전기도금하는 방법.