TW200301319A - Substrate processing apparatus and method - Google Patents

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Xinming Wang
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Description

五、發明說明(1) [發明所屬之技術領域] 本發明有關一種基板之處理裝置及方法,尤指一種對 無電鍍處理之預加工有用之基板處理裝置及方法,及對清 洗一藉著以化學溶液作化學機械研磨(C h e m i c a 1 Mechanical Polishing,CMP)所研磨之基板表面有用之基 板處理裝置及方法,具有諸如銅或銀等導電材料之内部接 m 線部份係藉著該無電鍍處理之預加工嵌入用於内部接線部 *份之細凹處,該凹處係形成在諸如半導體基板之基板表面 中,或一保護層係藉著該無電鍍處理之預加工形成在内部 接1部份之表面上,用於保護該内部接線部份之表面。 [先前技術] 近年來,因處理速度及半導體晶片之整合性已變得較 高,已有一增加之趨勢是以具有低電電阻係數及高電子遷 移阻抗之銅更換作為金屬材料之鋁或鋁合金,並於半導體 基板上形成内部接線電路。這些類型之銅内部接線部份一 般而言係藉著將銅填入該基板表面中所形成之細凹處而形 成。如同一種用於形成銅内部接線部份之方法,一般而言 已施行一電鍍處理。當銅内部接線部份係藉著一電解電鍍 S形成在一基板上時,一用作該電解電鍍中之一饋入層 晶層係形成在一由氮化鈕(TaN )或類似物製成之障礙 肩之表面上,且然後一銅薄膜係藉著該電解電鍍處理形成 在該種晶層之表面上。此後,該基板之表面上係藉著一化 學機械研磨(CMP)處理研磨至一平坦之光亮表面層。 於藉著此一處理所形成之内部接線部份之案例中,該

I

314302.ptd 第6頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(2) 嵌入之内部接線部份在該平坦化處理之後具有暴露表面。 當一額外之嵌入式内部接線部份結構係形成在該内部接線 部份之此等暴露表面上時,可能發生下列問題。譬如,於 下一項處理之二氧化矽(S i 0 2)之層間電介體之形成期間, 該預先成形之内部接線部份之暴露表面極可能被氧化。再 者,於蝕刻該二氧化矽層以形成接觸孔時,該預先成形内 部接線部份之暴露表面可能在該接觸孔底部被一蝕刻劑、 剝落抗蝕劑等等所污染。再者,於銅内部接線部份之案例 中,該銅可能產生的擴散將是令人恐懼的。 有鑑於上面之缺點,例如其可能考慮以鎳-硼(N i - B ) 合金或類似物之一保護層(電鑛薄膜)選擇性地覆蓋該銅内 部接線部份之表面,該保護層對金屬材料具有良好之黏附 力及具有低電阻係數(P ),用於形成内部接線部份電路, 諸如銀或銅。該鎳-硼合金薄膜可藉著一無電鍍處理選擇 性地形成在該銅薄膜或類似物之表面上,並藉著譬如使用 一無電鍍溶液包含鎳離子、一用於鎳離子之錯合劑、及當 作一用於鎳離子之還原劑之烷基胺硼烷或氫硼化合物。 當一種晶層係藉著無電鍍處理形成在一基板之表面上 時,或當一保護層(頂蓋電鍍薄膜)係藉著無電鍍處理形成 在一銅薄膜或類似物之表面上時,其需要施行預加工處 理,其包含一用於以具有二氯化錫溶液或類似物之鈀取代 錫之錫吸附步驟,及一用於在該無電鍍處理中以二氯化鈀 溶液或類似物將當作觸媒之鈀沉積在該基板上之鈀取代步 驟。另外,這些步驟分別需要以純水進行之洗滌處理(清

314302.ptd 第7頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(3) 洗處理)。可藉著使用鈀/錫膠質之一溶液之觸媒而施行 該二階段預加工處理。於此案例中,其亦需要以純水施行 一洗滌處理。 該無電鍍處理之預加工處理(錫吸附步驟或鈀取代步 驟)及該預加工處理之後之洗滌處理(清洗處理)至此為止 係施行如下。一基板係藉著一可垂直移動之基板保持具橫 向地保持及浸入(泡入)一加工腔室中之加工溶液。另一選 '擇係藉著一基板保持具保持基板,以致欲處理之表面係面 朝上,且一加工溶液係供給至藉著該基板保持具所保持基 才上表面(欲處理)。 該無電鍍處理之預加工處理利用一擴散效應,其中該 基板係浸入該加工溶液中’且該溶液未確貫地供給至該基 板之欲處理表面。因此,附著至該欲處理表面之污染物及 溶解離子係如此缓慢地由該基板表面被移除,以致該處理 時間變長,且該基板之表面可能再次受該污染物及溶解離 子污染。 於無電鍍處理之預加工處理中,其中該基板係保持以 使其面朝上,其需要藉著一密封構件密封該基板之周邊部 份以便防止該基板之反面受到污染。當如此藉著該密封構 封該基板之周邊部份時’該加工溶液係聚積在該基板 •之表面上。以此方式,此方法亦具有與上面所述浸入處理 ^相同之問題。在另一方面,假如不使用該密封構件,則不 能有效地防止該基板之反面受到污染。 [發明内容]

314302.ptd 第8頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(4) 由於上面之缺點而造成本發明。因此,本發明之一目 的是提供一種基板處理裝置及方法,其能夠有效率地施行 一無電鍍處理之預加工處理、一在化學機械研磨(CMΡ)或 類似處理之後之後段清洗處理,同時防止基板之欲處理表 面再次受到污染。 根據本發明之第一態樣,係提供一基板處理裝置,其 包含:一基板保持具,其用於可取下地保持住一基板,以 致該基板之欲處理表面係面朝下;一密封環,其用於密封 藉著該基板保持具所保持住之基板欲處理表面之周邊部 份;複數射出喷嘴,其配置在該基板保持具下方,用於將 一加工溶液朝向藉著該基板保持具所保持住之基板欲處理 表面射出;及一機構,其用於使該基板保持具及該複數射 出喷嘴相對彼此作轉動及垂直移動之其中至少一種運動。 以上面之配置,一新的加工溶液係確實地供給至該基 板之欲處理表面。如此,該基板之欲處理表面係總是與一 新的加工溶液接觸,因此,防止欲處理表面再次受到污 染。再者,可促進附著至該基板表面之污染物及溶解離子 迅速地由該基板之表面被移除,以在短時間内有效率地施 行該基板之加工。再者,既然藉著該密封環密封欲處理表 面之周邊部份,可有效地防止該基板之反面受到污染。當 該基板及該射出喷嘴係相對彼此旋轉及/或垂直移動時, 一新的加工溶液係確實地供給至該基板之表面。因此,該 加工溶液可均勻地供給至該基板之整個表面,同時減少施 加至該基板表面之壓力。

314302.ptd 第9頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(5) 根據本發明之一較佳態樣,至少該複數射出噴嘴之一 係可運轉,以調整該加工溶液之動能至朝向藉著該基板保 持具所保持住之基板射出。以此架構,當該加工溶液係與 該基板表面形成接觸時,其可能調整施加至該基板欲處理 表面之壓力。 根據本發明之一較佳態樣,該複數射出噴嘴係沿著該 w 基板之一徑向方向線性地配置,且包含一配置在中心位置 之圓錐形喷嘴及配置在該圓錐形喷嘴之側面位置之扇形喷 嘴(平板形喷灑式喷嘴)。以該扇形喷嘴作為射出喷嘴,能 基%其較寬廣之喷灑角度減少該射出喷嘴之數目,且其可 能以更寬廣之範圍調整施加至該基板表面之壓力。再者, 具有配置在該中心位置而用於施加一相對較低壓力至一寬 廣區域之圓錐形噴嘴,施加至該基板表面中心區域之壓力 係減少,且均勻之壓力可施加至該基板之表面。 根據本發明之一較佳態樣,係配置該複數射出喷嘴, 以便均勻地分佈在藉著該基板保持具所保持住基板之整個 表面的上方。以此配置,縱使該基板及該射出喷嘴係不只 以高速相對旋轉或也以非常低速度相對旋轉,該加工溶液 可j勻地供給在該基板之整個表面上方。 胃根據本發明之第二態樣,在此提供一種基板處理方 法,該方法包含··保持住一基板,以致該基板之欲處理表 .面係面朝下;密封該基板之欲處理表面之周邊部份;及由 複數射出喷嘴射出一加工溶液朝向該基板之欲處理表面, 同時使該基板及該複數射出喷嘴相對彼此作轉動及垂直移

314302.ptd 第10頁 ^ύϋ3〇1:ΐ〇 五、發明說明(6) 動之至少一種運動。 當會同所附之圖示時,本發明之上面及其他目的、特 色、及優點將由以下之敘述而變得明顯,各圖示係經由範 例說明本發明之較佳具體實施例。 [實施方式] 將參考所附圖示詳細地敘述根據本發明各具體實施例 之一基板處理裝置。 第1 Α至1 D圖顯示一用以於半導體裝置中形成銅内部接 線部份之步驟範例。如在第1 A圖所示,二氧化矽或類似物 之絕緣薄膜2係沈積在一導電層1 a上,該導電層1 a位在一 半導體基底1上’而半導體裝置已形成在該半導體基底1 上。一接觸孔3及一内部接線溝槽4係藉著一微影蝕刻技術 形成在該絕緣薄膜2中。然後,一由氮化组或類似物製成 之障礙層5係形成在該絕緣薄膜2上,以及一於電解電鍍中 作為饋入層之種晶層6,其係藉著喷濺或類似方法形成在 該障礙層5上。 隨後,如在第1 B圖所示,用銅電鍍該基板W之表面, 以用銅充填該接觸孔3及該内部接線溝槽4,且在該絕緣薄 膜2上形成一銅薄膜7。此後,藉著化學機械研磨(CMP )研 磨該基板W之表面,以由該絕緣薄膜2移去該銅薄膜7,致 使填入該接觸孔3及該内部接線溝槽4中之銅薄膜7之表面 與該絕緣薄膜2之表面係大體而言平滑的。如此,如在第 1 C圖所示,一包含該銅種晶層6及該銅薄膜7之内部接線部 份8係形成在該絕緣層2中。隨後,譬如在該基板W之表面

314302.ptd 第11頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(7) 上施行一無電鎳-确電鍍處理,以在内部接線部份8之已暴 露表面上選擇性地形成鎳-硼合金之一保護層(電鍍薄 膜)9,如於第1 D圖所示。如此,能藉著該保護層9保護該 内部接線部份8。 第2圖係一概要視圖,其根據本發明之一具體實施例 顯示一基板處理裝置1 0。當施行一無電鍍處理時,該基板 m 處理裝置係用於一預加工處理及一在該預加工處理之後之 ‘诜滌處理,以形成如第1 A圖所示障礙層5、強化如第1 A圖 所示之銅種晶層6、沈積如第1 B圖所示之銅層7、或形成如 Λ D圖所示之保護層(電鍍薄膜)9。 該基板處理裝置1 0 (當作一無電鍍處理之預加工裝置) 具有一基板保持具1 2,用於可取下地保持住諸如半導體晶 圓之基板W,以致該基板W之(欲處理)表面係面朝下。該 基板保持具1 2具有一外殼1 4,其用以於一往下開口之空間 中容納該基板W ;及一放置在該外殼1 4中之可垂直移動之 環狀基板壓緊器1 6。該外殼1 4在其下端具有一徑向朝内突 出部份1 4 a,及一安裝在該突出部份1 4 a上表面上之密封環 18° 引導該基板W進入該外殼1 4之内部,且使得基板W之 部份係與該密封環1 8形成接觸。如此,該基板W係放 .置及保持在該突出部份1 4 a上。於此狀態中,該基板壓緊 器1 6係降低至將該基板W之周邊部份安插於該突出部份 Ί 4 a及該外殼1 4之基板壓緊器1 6之間。在那時候,該密封 環1 8係被壓爲,以密封該基板W之周邊部份。

314302.ptd 第12頁 Ο ϋ〇3〇ΐ-| 五、發明說明(8) ^ - 該外殼!4係連結至一馬達20之輪出軸22以旋 達2 0係固定至一可垂直移動支臂2 8,兮 τ ’忒馬 ,螺桿26連結至一馬達24以垂直移動Τ當驅動由一滾 :寺,該支臂28係經由該滾珠螺桿26垂直;動。$ 24 具有一可為該馬達2。外殼之移 、下方向中延伸。該圓柱體30具有〜遠接5 σ 士 便在一 式之可垂直移動平板3 2之桿棒。一軸 =空圓盤形 直移動平i 32之外部圓周表面i。^ ,在該可垂 ;承34之外部圓環上,以便在—往下=2 36係女裝在該軸 往下延伸經過該外殼14之上壁面,且::=申。該壓桿36 接至該壓桿36之下端。土面且该基板壓緊器16係連 如此’藉著該基板保持呈1 2固定兮其4 封環U密封該基板W。;此狀動=著 當驅動i馬達sL=r遺同該基板保持具12-起旋轉。 保持具i 2·!起垂首於^移動時,該基板W係隨同該基板 ^起垂直移動(升高及降低)。 =f第2圖所示,該基板處理裝置丨 置在該基板保持具12下方之有水千地放 數射!噴嘴4〇,用於將-力二=朝向由以:2;= 所固疋之基板W射出。該嘴嘴頭4 2係呈 ^ ^ 伸於該基板w之徑向方向中,且大體而言d二延 持具12所固定之基板w直經具有相同声、错者该基板保 係連接至-垂直延伸之固定軸“之上端二固2 : : 42 接至加工溶液供給管(未 疋| 44係連 出)如此该加工溶液係經過

314302.pid 第13頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(9) 該固定轴4 4供給至該喷嘴頭4 2,然後流經該喷嘴頭4 2進入 每一個別之射出喷嘴4 0,且由該射出噴嘴4 0向上射出。 最好應設計該射出噴嘴4 0,以便調整該加工溶液之動 能而朝向藉著該基板保持具所固定住之基板W射出。以此 架構,當該加工溶液係與該基板W之表面形成接觸時,其 7Γ能調整施加至該基板W之欲處理表面之壓力。 如在第2圖所示,該基板處理裝置1 0具有一呈向上開 七之頂蓋形式之加工腔室4 6。該加工腔室4 6具有一向上延 伸及圍繞該噴嘴頭4 2之側壁,及一設在其底部之排放通口 。該加工腔室4 6具有防止該加工溶液散布之作用。 在下面將敘述一使用該基板處理裝置以純水在該基板 上作化學加工處理或洗滌處理之操作。 首先’引導· ^基板W進入該基板保持具1 2外殼1 4之内 部,及使得該基板W之周邊部份係與設在該突出部份1 4 a 之上表面上之密封圓環1 8形成接觸。如此,該基板W係以 一狀態放置在該突出部份1 4 a上,以致該基板W之(欲處 理)表面係面朝下。然後,該基板壓緊器1 6係以一狀態降 低至將該基板W之周邊部份安插於該突出部份1 4 a及該基 緊器1 6之間,以致欲處理表面(下表面)之周邊部份係 藉1該密封環1 8所密封。如所需要者,該基板保持具1 2可 >起或降低至所需之位置。其後,該基板保持具1 2係在某 一範圍中舉起及降低且同時旋轉。 於此狀態中,諸如化學溶液或純水之加工溶液係由該 射出喷嘴4 0朝向該基板W射出,以用該加工溶液施行該基

314302.pld 第14頁 ^ύϋ3〇1:ΐ〇 五、發明說明(10) 板W之欲處理表面上之加工。由該射出喷嘴4 0朝向該基板 W射出之加工溶液將流入該加工腔室4 6及由該排放通口 4 6 a排放至夕卜部。 以此方式,諸如化學溶液或純水之加工溶液係由該射 出喷嘴4 0朝向該基板W射出,以用該加工溶液在該基板W 之欲處理表面上施行加工,以致一新的加工溶液係確實地 供給至該基板W之欲處理表面。如此,該基板W之欲處理 表面總是與一新的加工溶液形成接觸。因此,可防止欲處 理之表面上再次受到污染。再者,可促進附著至該基板表 面之污染物及溶解離子迅速地由該基板之表面被移除,以 如此在短時間内有效率地施行該基板W之加工。再者,既 然藉著該密封環1 8密封欲處理表面(下表面)之周邊部份, 可有效地防止該基板W之反面受到污染。當該基板及該射 出喷嘴4 0係相對旋轉及垂直移動時,一新的加工溶液係確 實地供給至該基板W之表面。其結果是,該加工溶液可均 勻地供給至該基板W之整個表面,同時減少施加至該基板 W表面之壓力。 於本具體實施例中,該基板W係相對該射出喷嘴4 0旋 轉及垂直移動。然而,該射出喷嘴4 0可相對該基板W旋轉 及垂直移動。 在以該加工溶液加工達某一時期之後,停止該加工溶 液之由該射出噴嘴4 0射出,及亦停止該基板保持具1 2之垂 直移動。此後,附著至該基板W之加工溶液係由該基板W 移去,及停止該基板W之旋轉。已處理之基板W係以與上

314302.ptd 第15頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(11) 面所述順序相反之順序傳送至該外殼1 4之外部。 第3圖顯示一電鍍裝置之整個配置,其中前述之基板 處理裝置1 0係利用作一無電鍍處理之預加工裝置。該電鍍 裝置具有於諸如半導體晶圓之基板中形成銅内部接線部份 之作用,這是藉著將銅充填進入在該基板表面中所形成之 $部接線溝槽或接觸孔。 該電鍍裝置包含裝載/卸載單元92a,92b ; —吸附處 迓裝置9 4 (當作一無電鍍處理之預加工裝置),其用於以二 氯化錫溶液或類似物施行一吸附步驟,該二氯化錫溶液或 類%物對錫具有一吸附劑之作用;一取代處理裝置9 6 (當 作一無電鍍處理之預加工裝置),其用於以二氯化鈀溶液 或類似物施行一取代步驟,以用鈀取代錫;一無電鍍裝置 9 8 ; —電解電鍍裝置1 0 0 ; —斜角蝕刻裝置1 0 2,其用於移 去附著於或沈積在該基板W之周邊部份上之不必要之銅, 以及視需要地清洗該基板W之反面;一清洗及乾燥裝置 1 0 4,其用於在該斜角蝕刻處理之後清洗及乾燥該基板 W ;二傳送裝置(傳送機械手臂)1 0 6 a,1 0 6 b,其用於在上 面各零組件之間傳送該基板W ;及暫時放置平台 l^a,10 8b。這些零組件係放置在一外殼90中。具有當作 該1電鍍處理之預加工裝置作用之吸附處理裝置9 4及取代 處理裝置9 6,分別具有與第2圖中所示基板處理裝置1 0相 同之結構,但分別使用一與第2圖中所示基板處理裝置1 0 Μ使用化學溶液不同之化學溶液。在本具體實施例中,該 清洗及乾燥裝置1 0 4包含一具有鉛筆型海綿之離心式脫水

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五、發明說明(12) 單元。 在下面將敘述以該電鍍裝置所進行之電鍍處理步驟。 首先,由該裝載/卸載單元92a或92b所保持住之基板w係 藉著該傳送裝置1 〇 6 a之一拾取及放置在該暫時放置平台 1 〇 8 a或1 〇 8 b上。另一傳送裝置1 〇 6 b將該基板W傳送至該吸 附處理裝置9 4。當該基板W正垂直地移動及旋轉時,包含 諸如二氯化錫等吸附劑之化學溶液係供給至該基板W之欲 處理表面,以施行該基板W之欲處理表面之吸附處理。在 此化學加工處理之後,當該基板係正垂直地移動及旋轉 日可’,水係供給至該基板W之表面,以施行一洗滌處理, 用以藉純水由該處移除附著至該基板w之化學溶液。i 次’該基板W係值笨 /、 代處理農置ηΓ ΐ之取代處理裝置96。於該取 在該基板w之表面;基板w係正垂直地移動及旋轉時, 以對該基板w ^ # = 一亂化鈀溶液施行一鈀取代步驟’ 德,淨該美拓私、棱供一觸媒。在此化學加工處理之 基板;之i面二垂直=動及旋轉日寺,純水係供給至該 除附著至該基板w::學溶:處…以藉純水由該處移 於上述之步驟+ . 吸附處理裝置94中被叨=—氯化錫之Sn 2離子係於該錫 代處理裝置9 6中,該s μ進該基板W之表面。於該取 子係還原成鈀金屬Ζ Ω肖係氧化成^^子’且1^2· 電鑛處理中具有一角=在該基板之表面丨,以於下-無 體之…液之觸::”:;。可能藉著使用把/錫膠 蜀媒轭仃迫些處理。如上所述之錫吸附處

HUB 314302.ptd 第17頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(13) 理裝置及纪取代處理裝置將施行上面供給觸媒之步驟。然 而,該基板W可在一供給觸媒處理之後於一不同裝置中傳 送進入該電鐘裝置。可依該半導體基板中凹處表面之材料 或狀態而定以省略該錫吸附步驟及該鈀取代步驟。 該傳送裝置1 0 6b將該基板W傳送至該無銅電鍍裝置 8。於該無銅電鍍裝置9 8中,以一還原劑及一電鍍溶液施 行無電鍍處理。譬如,於該無電鍍處理中,一薄銅電鍍薄 /膜係形成在氮化钽(TaN)或類似物之障礙層之表面上。於 此案例中,由一固相-液相邊界上之還原劑之分解所產生 子係經由一在該基板表面上之觸媒供給至Cu 2+,且如 此使銅金屬殿積在該觸媒上,以形成該銅電鑛薄膜。諸如 鐵、鈷、鎳、銅、及銀之過渡金屬可用作該觸媒,以代替 I巴。 其次,該傳送裝置1 0 6b在該無電鍍處理之後由該無電 鍍裝置9 8拾取該基板W及傳送至該電解電鍍裝置1 0 0。於 該電解電鍍裝置1 0 0中,該基板係浸入一電解電鍍溶液 中,且一電鍍電壓係施加在該基板及該電鍍溶液之間,以 施行該電解電鍍處理。藉該電解電鍍處理,銅係充填進入 言板W之表面中所形成之内部接線溝槽及接觸孔。 胃然後,該基板係藉著該傳送裝置1 0 6 b放置在該暫時放 i平台1 08a或1 08b上,及藉著該傳送裝置1 06a傳送至該斜 -角蝕刻裝置1 0 2。於該斜角蝕刻裝置1 0 2中,移去附著至該 基板W之周邊部份或沈積在該基板W之周邊部份上之不必 要之銅,並如需要地清洗該基板W之反面。

314302.ptd 第18頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(14) 在該斜角蝕刻處理之後,該基板W係藉著該傳送裝置 1 0 6 a傳送至該清洗及乾燥裝置1 0 4。於該清洗及乾燥裝置 1 0 4中,該基板W係以一鉛筆型海綿進行清洗及以離心式 脫水乾燥。然後,該基板W係回到該裝載/卸載單元9 2 a 或9 2 b。此後,該基板W可被傳送至一退火裝置或一化學 機械研磨裝置。 於本具體實施例中,一銅電鍍薄膜係於該無電銅電鍍 處理中沈積在該基板之表面上。然而,錄-棚、錄-碟、始 -磷、鎳-鎢-構、鎳-鈷-構、鈷-鎢-填或類似物之電鍍薄 膜可於該無銅電鍍處理中沈積在該基板之表面上。 第4圖顯示一電鍍裝置之整個配置,其用於施行一項 形成在第1 D圖所示保護膜9之一電鍍處理(頂蓋電鍍處 理)。該電鍍裝置包含裝載/卸載單元7 0 ; —預加工裝置 7 2 ; —鈀附著裝置7 4 (當作一無電鍍處理之預加工裝置); 一無電鍍處理之預加工裝置7 6 ; —無電鍍裝置7 8 ; —清洗 及乾燥裝置8 0 ;及一傳送裝置8 4,其可沿著一傳送路線8 2 移動,用於在上面各零組件之間傳送一基板。 在下面將敘述該電鍍裝置所作之電鍍處理(頂蓋電鍍 處理)。首先,該傳送裝置8 4將拾取藉著該裝載/卸載單 元7 0所保持住之基板W及傳送該基板W至該預加工裝置 7 2。於該預加工裝置7 2中,在該基板上施行一項預加工處 理、例如清洗該基板之表面。然後,於該纪附著裝置7 4 中,鈀係附著至該銅層7之表面(見第1C圖),以活化該銅 層7之已暴露表面。此後,於該無電鍍處理之預加工裝置

314302.ptd 第19頁 2〇〇3〇1:19 五、發明說明(15) 7 6中,在該基板上施行一項無電鐘預加工處理、譬如中和 作用。其次,該基板係傳送至該無電鍍裝置7 8。於該無電 鍵裝置7 8中,在該已活化銅層7之表面上譬如用結-鶴-磷 選擇性地施行一無電鍍處理,以藉著該鈷-鎢-墻薄膜(保 護膜)9保護該銅層7之已暴露表面,如第1 D圖所示。該無 黨鍍溶液可包括鈷之鹽類及鎢之鹽類,而一還原劑、一錯 合劑、一酸驗(ρ Η )值緩衝劑、及一酸驗(ρ Η )值調整劑係加 呈該鹽類。 於本具體實施例中,在作為該頂蓋電鍍處理作用之鈷 -碟無電鍍處理之前,附著鈀之銅層7之已暴露表面係 已活化及選擇性地覆蓋著該鈷-鎢-a粦薄膜9。然而,本發 明並非僅限於此。 如另一範例,於研磨處理之後,在該基板之已暴露表 面上施行一無電鎳-硼電鍍處理,以在該内部接線部份8上 選擇性地形成鎳-硼合金之保護薄膜(電鍍薄膜)9,用於保 護該内部接線部份8。該保護薄膜9應具有0 . 1至5 0 0奈米、 較好為1至2 0 0奈米、且更好大約1 0至1 0 0奈米之厚度。 例如,一用於形成該保護薄膜9之無鎳-硼電鍍溶液包 含f離子、一用於鎳離子之錯合劑、及例如當作一用於鎳 離I之還原劑之烷基胺硼烷或氫硼化合物。氫氧化四曱基 k (TMAH)係作為pH值調整劑,且該無電鎳-硼電鍍溶液之 -pH值係調整至位於約5至1 2之範圍中。 然後,在該頂蓋電鍍處理之後,該基板W係傳送至該 清洗及乾燥裝置8 0,以施行該清洗及乾燥處理。在該清洗

314302.ptd 第20頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(16) 及乾燥處理之後,該基板W係藉著該傳送裝置8 4返回至該 裝載/卸載單元7 〇。 如在第5及6圖所示,於沿著該基板保持具1 2所保持住 基板W之徑向方向線性地延伸之喷嘴頭4 2中,沿著該喷嘴 頭4 2之縱長方向配置的射出喷嘴4 0可包括一配置在該中心 位置之圓錐形喷嘴4 0 a及配置在圓錐形喷嘴4 0 a之側面位置 之扇形喷嘴4 0 b,各喷嘴分別具有沿著該喷嘴頭4 2之縱長 方向延伸之開口。 既然該扇形喷嘴4 0 b係作為該射出喷嘴4 0,該加工溶 液可沿著該基板W之徑向方向由該扇形喷嘴4 0 b線性地射 出。因此,能減少該射出喷嘴4 0之數目,且其可能以更寬 廣之範圍調整欲施加至該基板W表面之壓力。假如所有該 射出喷嘴4 0包含該扇形噴嘴4 Ob,且朝向由該基板保持具 1 2所保持住之基板W射出該加工溶液,則高壓係被連續地 施加至該基板W之中心區域,如在第7 A圖所示,且因此較 高之壓力係施加至該基板W表面之中心區域。當配置在該 中心位置之射出噴嘴4 0包含該圓錐形噴嘴4 0 a,而用於施 加一相對較低壓力至一寬廣之區域時,則施加至該基板表 面之中心區域之壓力係減少,且均句之壓力可施加至該基 板W之表面,如第7 B圖所示。 再者,如第8圖所示,該喷嘴頭4 2可包含一大體而言 與該基板W具有相同直徑之圓盤形喷嘴頭。於此案例中, 可配置該射出喷嘴4 0,以便均句地分佈遍及該圓盤形喷嘴 頭4 2之整個表面。例如,該無電鍍處理之預加工處理係傾

314302.pld 第21頁 2〇〇3〇1:19 五、發明說明(17) 向於依該基板之旋轉而定。因此,當施行該預加工處理, 同時該基板係以高速旋轉時,假如一線性地延伸之喷嘴頭 係作為該噴嘴頭,則該薄片電阻係數將朝向該基板(晶圓) 之外部周邊逐漸地增加,如藉著第9圖中虛線所示。當該 射出喷嘴4 0係均勻地配置遍及該基板之整個表面,縱使該 _基板係以高速或較低速度旋轉、或不旋轉,則用以顯示喷 灑均勻性之薄片電阻係數的變化量仍將如第9圖中之實線 •所示,於該基板(晶圓)之整個表面分布均勻,因此可遍及 該基板之整個表面均勻地供給該加工溶液。 籲第1 0圖係一平面圖,其根據本發明之一具體實施例顯 示一基板處理裝置之整個配置,用於處理基板。如在第10 圖所示,該基板處理裝置包含一用於容納晶圓卡式匣之裝 載及卸載區5 2 0,而該晶圓卡式匣可容納半導體基板;一 用於處理半導體基板之處理區5 3 0 ;及一用於清洗及乾燥 已處理之半導體基板之清洗及乾燥區5 4 0。該清洗及乾燥 區5 4 0係定位在該裝載及卸載區5 2 0及該處理區5 3 0之間。 一隔間5 2 1係配置於該裝載及卸載區5 2 0及該清洗及乾燥區 5 4 0之間,且一隔間5 2 3係配置於該清洗及乾燥區5 4 0與該 ;^1區5 3 0之間。 ®該隔間5 2 1具有一界定在其中之通道(未示出),用以 .在該裝載及卸載區5 2 0及該清洗及乾燥區5 4 0之間傳送半導 體基板穿過該處,及支撐一用於打開及關閉該通道之閘門 _ 5 2 2。該隔間5 2 3具有一界定在其中之通道(未示出),用以 在該清洗及乾燥區5 4 0及該處理區5 3 0之間傳送半導體基板

314302.pld 第22頁 2〇〇3〇1:13 五、發明說明(18) 穿過該處,及支撐一用於打開及關閉該通道之閘門5 2 4。 該清洗及乾燥區5 4 0及該處理區5 3 0可單獨地供給空氣於其 中及排放出空氣。 該基板處理裝置係放置於一無塵腔室中。該裝載及卸 載區520、該處理區530、及該清洗與乾燥區540中之壓力 係選擇如下: 該裝載及卸載區5 2 0中之壓力〉該清洗及乾燥區5 4 0中 之壓力 >該處理區530中之壓力。 該裝載及卸載區5 2 0中之壓力係低於該無塵腔室中之 壓力。因此,空氣係不會由該處理區5 3 0流入該清洗及乾 燥區5 4 0,且空氣不會由該清洗及乾燥區5 4 0流入該裝載及 卸載區5 2 0。再者,空氣不會由該裝載及卸載區5 2 0流入該 無塵腔室。 該裝載及卸載區5 2 0容納有一裝載單元5 2 0 a及一卸載 單元5 2 0 b,每一單元容納有一用於儲存半導體基板之晶圓 卡式匣。該清洗及乾燥區5 4 0容納有用於處理已電鍍半導 體基板之二個水清洗單元5 4 1、二個乾燥單元5 4 2、及用於 傳送該基板之傳送單元(傳送機械手臂)5 4 3。每一水清洗 單元5 4 1可包含一具有安裝在其前端上之海綿層之筆形清 洗器,或一具有安裝在其外部周圍表面上之海綿層之滾 子。每一個乾燥單元54 2可包含一用於在高速下迴轉半導 體基板之乾燥器,以便脫水及乾燥。 該處理區5 3 0容納有用於在電鍍之前預加工半導體基 板之複數個預加工腔室5 3 1,及用以電鍍銅於半導體基板

314302.ptd 第23頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(19) 之複數個電鍍腔室(電鍍裝置)5 3 2。該處理區5 3 0亦具有一 用於傳送半導體基板之傳送單元(傳送機械手臂)5 3 3。 至該 經穩 第1 1圖顯示該基板處理裝置中之空氣流動。於該清洗 及乾燥區5 4 0中,一新鮮空氣係由外部引導經過一管子 5 4 6,且藉著風扇強迫空氣由一天花板5 4 0 a經過高性能過 濟器5 4 4進入該清洗及乾燥區5 4 0,而成為往下流動而環繞 著該水清洗單元5 4 1及該乾燥單元5 4 2之清洗空氣。所供給 乏大部分清洗空氣係由一地板5 4 0 b經過一循環管5 4 5返回 £亥天花板5 4 0 a,由此再次迫使該清洗之空氣藉著該風扇 該過滤器5 4 4進入該清洗及乾燥區5 4 0。部份清洗空氣 係由該晶圓清洗單元5 4 1及該乾燥單元5 4 2經過一管子5 5 2 排放出該清洗及乾餘區5 4 0。 於該處理區5 3 0中,並不允許微粒施加至半導體基板 之表面,甚至該處理區5 3 0係一潮濕區時。而為防止微粒 施加至半導體基板,藉著風扇強迫空氣經過高性能過濾器 533而由一天花板530 a進入該處理區5 3 0,以便形成往下流 動之清洗空氣。 假如總是由外部供給全部之清洗空氣量當作往下引導 該處理區5 3 0之清洗空氣流動’則將需要引導進入大 空氣及經常由該處理區5 3 0排放。據此,空氣係以一 k分之速率由該處理區5 3 0經過一管子5 5 3排放,該速率足 以保持使該處理區5 3 0中之壓力低於該清洗及乾燥區5 4 0中 乏壓力,且大部分引導進入該處理區5 3 0之往下清洗空氣 係循環經過循環管子5 3 4,5 3 5。 ill 111

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314302.ptd 第24頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(20) 假如使用循環空氣,則已經通過該處理區5 3 0之清洗 空氣包含一化學喷霧及氣體。該化學喷霧及氣體係藉著洗 滌器5 3 6及濕氣分離器5 3 7,5 3 8由該循環空氣移去。在該天 花板5 3 0 a上方返回進入該循環管子5 3 4之空氣係已無任何 化學喷霧及氣體。然後藉著該風扇強迫該清洗之空氣經過 該過濾器5 3 3,以循環退入該處理區5 3 0。 部分空氣係由該處理區5 3 0排放經過連接至該處理區 5 3 0之地板5 3 0 b之管子5 5 3。包含一化學喷霧及氣體之空氣 係亦由該處理區5 3 0排放經過該管子5 5 3。對應於該排放空 氣之新鮮空氣量係由該外部引導而經過該天花板5 3 0 a之一 管子5 3 9進入該處理區5 3 0,以便維持使該處理區5 3 0中之 壓力低於該清洗及乾燥區5 4 0中之壓力。 如上面所述,該裝載及卸載區5 2 0中之壓力係高於該 清洗及乾燥區540中之壓力,該清洗及乾燥區540中之壓力 係高於該處理區5 3 0中之壓力。因此,當打開該閘門 5 2 2,5 2 4 (見第1 0圖)時,空氣持續地流動經過該裝載及卸 載區5 2 0、該清洗及乾燥區5 4 0、及該處理區5 3 0。所排放 之空氣流經該管子5 5 2,5 5 3進入一共用管子554,如第13圖 所示。 第1 2圖以透視圖顯示該基板處理裝置,該基板處理裝 置係放置於該無塵腔室中。該裝載及卸載區5 2 0包含一側 壁,該側壁具有一界定在其中之卡式匣傳送通口 5 5 5及一 控制面板5 5 6,且暴露至一工作區5 5 8,而於該無塵腔室中 藉著一隔間壁面5 5 7劃分該工作區5 5 8。該基板處理裝置之

314302.ptd 第25頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(21) 其他側壁係暴露至該公用區5 5 9,該公用區之空氣清洗度 係低於該工作區5 5 8中之空氣清洗度。 如上面所述,該清洗及乾燥區5 4 0係配置在該裝載及 卸載區5 2 0及該處理區5 3 0之間。該隔間5 2 1係配置在該裝 載及卸載區5 2 0與該清洗及乾燥區5 4 0之間。該隔間5 2 1係 ,己置在該清洗及乾燥區5 4 0與該處理區5 3 0之間。一乾燥之 半導體基板係由該工作區5 5 8經過該卡式匣傳送通口 5 5 5載 i該基板處理裝置,及然後在該基板處理裝置中進行電 鑛。該已電鐘之半導體基板係經清洗及乾無’及然後由該 ;Λ反處理裝置經過該卡式匣傳送通口 5 5 5卸載而進入該工 作區5 5 8。因此,沒有任何微粒及霧氣施加至該半導體基 板之表面,且防止比該公用區5 5 7具有較高空氣清洗度之 工作區5 5 8受到微粒、化學喷霧、及清洗溶液喷霧之污 染。 於第1 0及1 1圖所示範例中,該基板處理裝置具有該裝 載及卸載區5 2 0、該清洗及乾燥區5 4 0、及該處理區5 3 0。 然而,容納一化學機械研磨單元之區域可配置在該處理區 5 3 0中或鄰近該處理區5 3 0,且該清洗及乾燥區5 4 0可配置 y亥處理區5 3 0中或於容納該化學機械研磨單元之區域及 言&載及卸載區5 2 0之間。可使用各種其他合適之區域及 >元規劃設計之任何一種,而使達乾燥狀態之半導體基板 -能載入該基板處理裝置,並清洗及乾無已電鑛半導體基 >反,此後而可由該基板處理裝置卸載而下。 第1 4圖係一基板處理裝置之另一範例之平面圖。第14

314302.ptd 第26頁 2〇〇»3〇1:i〇 五、發明說明(22) 圖所示基板處理裝置包含一用於載入半導體基板之裝載單 元601,一用於以銅電鍍半導體基板之銅電鍍腔室602,一 對用於以水清洗一半導體基板之水清洗腔室6 0 3,6 0 4,一 用於以化學及機械方式研磨半導體基板之化學機械研磨單 元6 0 5,一對用於以水清洗半導體基板之水清洗腔室 6 0 6,6 0 7,一用於乾燥半導體基板之乾燥腔室6 0 8,及一用 於卸載具有内部接線薄膜之半導體基板之卸載單元6 0 9。 該基板處理裝置亦具有一用於傳送半導體基板至該腔室 602,603,604之基板傳送機構(未示出)、該化學機械研磨 單元6 0 5、該腔室6 0 6,6 0 7,6 0 8、及該卸載單元6 0 9。該裝 載單元6 0 1、該腔室6 0 2,6 0 3,6 0 4、該化學機械研磨單元 605、該腔室606,607,608、及該卸載單元60 9係組合成單 一整體配置,而成一裝置。 該基板處理裝置係操作如下。該基板傳送機構由一放 置於該裝載單元601中之基板卡式匣601- 1傳送一半導體基 板至該銅電鍍腔室6 0 2,而内部接線薄膜則尚未形成在該 半導體基板上。於該銅電鍍腔室602中,一已電鑛鋼之薄 膜係形成在具有一内部接線區域之半導體基板W之一表面 上,該内部接線區域係由一内部接線溝渠及一内部接線孔 洞(接觸孔)所構成。 在該已電鍍銅之薄膜於該銅電鍍腔室6 0 2中形成於該 半導體基板W上之後,該半導體基板W係藉著該基板傳送 機構傳送至該水清洗腔室6 0 3,6 0 4之一,且於該水清洗腔 室6 0 3,6 0 4之一中用水清洗。已清洗之半導體基板ψ係藉

314302.ptd 第27頁

314302.ptd 第28頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(24) 接線區域之半導體基板W之一表面上,該内部接線區域係 由一内部接線溝渠及一内部接線孔洞(接觸孔)所構成。採 用二銅電鍍腔室602, 602,以允許用銅薄膜電鍍該半導體 基板W達一段長時期。特別地是,可根據無電鍍法於該銅 電鍍腔室60 2之一中用一主要之銅薄膜電鍍該半導體基板 W,且然後根據電鍍法於該銅電鍍腔室6 0 2之另一腔室中 用第二銅薄膜電鍍。該基板電鍍裝置可具有超過二個之銅 電鍍腔室。 已在其上面形成電鍍銅薄膜之半導體基板W係藉著於 該水清洗腔室6 0 3,6 0 4其中之一之水清洗。然後,該化學 機械研磨早元605由該半導體基板W之表面移去該不想要 之已電鍍銅薄膜部份,並於該内部接線溝渠及該内部接線 孔洞中留下一部份之已電鍍銅薄膜。 其後,具有該殘留電鍍銅薄膜之半導體基板W係傳送 至該水清洗腔室6 1 0,且於該水清洗腔室6 1 0中用水清洗該 半導體基板W。然後,該半導體基板W係傳送至該預加工 腔室6 1 1,及在該預加工腔室内預加工,用以沈積(頂蓋電 鍍)一保護電鍍層。該預加工半導體基板W係傳送至該頂 蓋電鍍腔室6 1 2。於該頂蓋電鍍腔室6 1 2中,一保護電鍍層 係於該半導體基板W上之内部接線區域中形成在該電鍍銅 薄膜上。譬如,該保護電鍍層係藉著無電鍍以鎳(N i )及硼 (B)之合金所形成。在該保護電鍍層係形成在該已電鍍銅 薄膜上之後,該半導體基板係於該水清洗腔室6 0 6,6 0 7之 一中清洗及在該乾燥腔室6 0 8中乾燥。

314302.ptd 第29頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(25) 然後,於該化學機械研磨單元6 1 5中研磨該保護電鍍 層沈積在該已電鍍銅薄膜之上方部份,以平整化該保護電 鍍層。在研磨該保護電鑛層之後,該半導體基板W係藉著 於該水清洗腔室6 1 3,6 1 4之一之水清洗、於該乾燥腔室6 0 8 中乾燥、且然後傳送至於該卸載單元6 0 9中之基板卡式匣 6 0 9 - 1 ° 第1 6圖係一基板處理裝置之又另一範例之平面圖。如 $第1 6圖所示,該基板處理裝置包含一在其中心之機器臂 6 1 6,該機器臂具有一機械手臂6 1 6 - 1 ;及亦具有一銅電鍍 月6 0 2、一對水清洗腔室6 0 3,6 0 4、一化學機械研磨單元 6 0 5、一預加工腔室6 1 1、一頂蓋電鍍腔室6 1 2、一乾燥腔 室6 0 8、及一裝載/卸載單元6 1 7,其係均配置環繞著該機 器臂6 1 6及定位在該機械手臂6 1 6 - 1所能到達之範圍内。一 用於載入半導體基板之載入單元601及一用於卸載半導體 基板之卸載單元6 0 9係配置鄰近該裝載/卸載單元6 1 7。該 機器臂6 1 6、該腔室6 0 2,6 0 3,6 0 4、該化學機械研磨單元 6 0 5、該腔室6 0 8,6 1 1,6 1 2、該裝載/卸載單元6 1 7、該裝 載單元6 0 1、及該卸載單元6 0 9係組合成單一整體配置,而 一裝置。 在第1 6圖所示之基板處理裝置操作如下。 . 欲電鍛之半導體基板係由該裝載早元6 0 1傳送至該裝 -載/卸載單元6 1 7,藉著該機械手臂6 1 6 - 1由該裝載/卸載 >元6 1 7接收半導體基板,及藉此傳送至該銅電鍍腔室 6 0 2。於該銅電鍍腔室6 0 2中,一已電鍍之銅薄膜係形成在

314302.ptd 第30頁 2ϋϋ301:ί〇 五、發明說明(26) ' 具有一 ^ °卩接線區域之半導體基板之一表面上,該内部接 線區域係由、内部接線溝渠及一内部接線孔洞所構成。在 ,上面已形、成有電鍍銅薄膜之半導體基板係藉著該機械手 ^ ^專匕至ϋ亥化學機械研磨單元6 0 5。於該化學機械研 磨單兀6 0 5中> ’该已電鍍鋼薄膜係由該半導體基板界之表 面私去方、ϋ亥内部接線溝渠及該内部接線孔洞中留下一部 份已電鍍銅之薄膜。 然後4半導體基板係藉著該機械 :==广1中藉著水清洗該半導體基板 基板係藉著該機械手臂616_丨傳送至該預加後, 室6 1 1,豆中才 ^ ^ 7JU J /、 仕该預加工腔室内預加工該半導體其 =積-保護電制。該預加卫半導體基板係^板’用 二夂616-1傳送至該頂蓋電鑛腔室“2。於該頂蓋機域6 1 2中,一保讜逮> 你晶及 >人a丨…社…l α 4… ^ % 工腔 保護電銀層係於該半導體基板W上之内 部 t 二域中形成在該電鍍銅薄膜上。在其上面已形成邱镇線 二層之半導體基板係藉著該機械手臂616_丨傳送 保弩電 :腔至6 0 4 ’其中藉著水清洗該半導體基板。該已j呔漘 半導體基板係藉著該機械手臂61 6-丨傳送至該乾燥 „在其中乾燥該半導體基板。該已乾燥之半^ ϋ 仏藉著該機械手臂6 1 6 -1傳送至該裝載/卸載單元%基: 已電鍍之半導體基板係由該裝載/卸載單元6丨6丨7,蟑 卸載單元6 0 9。 逢复场 第1 7圖係顯示一半導體基板處理裝置之另一 面構造。該半導體基板處理裝置係呈一種構造,L例之卞 其中係

3^4302.ptd 第31頁 ^ύϋ3〇1:ΐ〇 五、發明說明(27) 提供一裝載/卸載單元7 0 1、電鍍銅薄膜形成單元7 0 2、第 一機器臂7 0 3、第三清洗機7 0 4、轉向機7 0 5、轉向機7 0 6、 第二清洗機7 0 7、第二機器臂7 0 8、第一清洗機7 0 9、第一 研磨裝置7 1 0、及第二研磨裝置7 1 1。一種在電鍍前後用於 測量該薄膜厚度之電鍍前及電鍍後薄膜厚度測量儀器 J 1 2,及一種在研磨之後用以於乾燥狀態下測量半導體基 板W之薄膜厚度之乾燥狀態薄膜厚度測量儀器7 1 3,係放 接近該第一機器臂7 03處。 該第一研磨裝置(研磨單元)7 1 0具有一研磨平台 7¾ - 1、一頂部套環7 1 0 - 2、一頂部套環頭7 1 0 - 3、一薄膜 厚度測量儀器7 1 0 - 4、及一推桿7 1 0 - 5。該第二研磨裝置 (研磨單元)711具有一研磨平台711-1、一頂部套環 7 1 1 - 2、一頂部套環頭7 1 1 - 3、一薄膜厚度測量儀器 711-4、及一推桿 711-5。 一^容納該半導體基板W之卡式匡7 0 1 - 1係放置在該裳 載/卸載單元7 0 1之一裝載通口上,其中一用於内部接線 之通孔及溝渠係形成在該半導體基板W中,且種晶層亦係 形成在該半導體基板W上。該第一機器臂7 0 3由該卡式匣 1取出該半導體基板W,及載送該半導體基板W進入 該電鍍銅薄膜形成單元7 0 2,在此形成一電鍍銅薄膜。在 ‘此時,以該電鍍之前及電鍍之後薄膜厚度測量儀器7 1 2測 •量該種晶層之薄膜厚度。藉著執行該半導體基板W之正面 之吸水性處理以及接續的銅電鍍,以形成該電鍍銅薄膜。 在形成該電鍍銅薄膜之後,於該電鍍銅薄膜形成單元7 0 2

314302.ptd 第32頁 说301:19 五、發明說明(28) 中進行該半導體基板W之洗滌或清洗。 當藉著該第一機器臂7 0 3由該電鍍銅薄膜形成單元7 0 2 取出該半導體基板W時,以該電鍍之前及電鍍之後薄膜厚 度測量儀器71 2測量該電鑛銅薄膜之薄膜厚度。其測量之 結果係記錄於一記錄裝置(未示出)中.,作為在該半導體基 板上之記錄資料,及係用於判斷該電鍍銅薄膜形成單元 7 0 2之異常處。在測量該薄膜厚度之後,該第一機器臂7 0 3 傳送該半導體基板W至該轉向機7 0 5,及該轉向機7 0 5使該 半導體基板W轉向(使業已形成該電鍍銅薄膜之表面面朝 下)。該第一研磨裝置7 1 0及該第二研磨裝置7 1 1以串連及 平行之模式施行研磨。接著,將敘述該串連模式中之研 磨。 於該串連模式之研磨中,藉著該研磨裝置7 1 0施行一 主要之研磨,且藉著該研磨裝置7 1 1施行二次研磨。該第 二機器臂7 0 8拾取在該轉向機7 0 5上之半導體基板W,且將 該半導體基板W放置在該研磨裝置7 1 0之推桿7 1 0 - 5上。該 頂部套環7 1 0 - 2藉著吸力吸引在該推桿7 1 0 - 5上之半導體基 板W,及使得該半導體基板W之電鍍銅薄膜之表面在壓力 下與該研磨平台7 1 0 - 1之一研磨表面形成接觸,以施行一 主要之研磨。藉著該主要之研磨,基本上該電鍍銅薄膜係 已被研磨完成。該研磨平台7 1 0 - 1之研磨表面係由諸如 I C 1 0 0 0之發泡聚胺基曱酸酯、或一具有固定至該處或充滿 其中之研磨粒之材料所構成。當該研磨表面及該半導體基 板W相對移動時,即研磨該電鍍銅薄膜。

314302.ptd 第33頁 2ϋϋ301:19 五、發明說明(29) 在完成該電鍍銅薄膜之研磨之後,該半導體基板w係 藉著該頂部套環7 1 0 - 2返回至該推桿7 1 〇 - 5上。該第二機器 臂7 0 8將拾取该半導體基板W,及引導其進入該第一清、先 機7 0 9。在此時,一化學液體可朝向在該推桿7 1 〇 _ 5上之半 導體基板W之正面及背面射出,以由該半導體基板w移去 掸粒或造成微粒難以附著至該半導體基板w。 - 在该第一清洗機7 0 9中完成清洗之後,該第二機器臂 ,0 8將拾取該半導體基板w,且將該半導體基板w放&在 二研磨裝置7 1 1之推桿7 1 1 - 5上。該頂部套環7丨丨—2藉 者.力吸引在該推# 7 u _ 5上之半導體基板w,及使得^ ^面已形成有該障礙層之半導體基板W之表面在壓力下鱼 該研磨平台7 1 1 - 1之一研磨表面形成接觸,以施行該二次、 =磨:該研磨平台之構造係與該頂部套環7丨丨_ 2相同。藉 ^此二次研磨,該障礙層將被研磨。然而,在此可能有曰一 情況’亦即在該主要研磨之後所留下之鋼薄膜及氧化 膜亦將被研磨。 厚 取/亥研磨平台711 -1之研磨表面係由諸如I c 1 ο ο 〇之發泡 1 二甲& s曰、或一具有固定至該處或充滿其中之研磨粒 才7所構成。當該研磨表面及該半導體基板W相對移動 . 進行研磨。在此時,碎石、氧化銘、鈽土或其侦来 拟物係作兔m h ^ ^ 4為研磨粒或研磨漿。依欲研磨之薄膜型式 •調整化學液體。 疋末 t 藉f主要使用該光學薄膜厚度測量儀器將可測量該Γ k之薄膜厚度以施行該二次研磨之一端點之檢測,以及

五、發明說明(30) _ 厚度檢:成再者或1 J : : J石夕之絕緣薄膜表面之薄膜 =❹供:近 复社果/二使用此測量儀器’做成氧化物薄膜之測量, 斷^已=作該半導體基板w之處理記錄,且用於判 之步驟體編是否可傳送至-隨後 2 士未抵達该二次研磨之終點,則施行再次 則停ί;Γ二L異Γ:行過度研磨並超出-規定值, 其將不二…避免下-次研磨,俾使 部套ΐ次&研磨之後,該半導體基板w係藉著該頂 在該ϋ ΐ ^ 711_5。該第二機器'f 70 8將拾取 =射出朝1向該推桿711_5上之半導體基之正二肢 該半ΐ::ί::基板w移去微粒或造成微粒難以附著至 忒乐一機器臂7 〇 8載送該半導體基板w進第-=機707,並在此施行半導體基板…之清洗進〇第亥 ΐ ^ ^ ^ ^ ^7〇9^ ^ ^ ^ - pH# ^ r t, ... ^ ^ ^ - t #j ^ .¾ - 銅板贾之背面射[以對擴散於上之 刻。假如在此沒有擴散問題,以該m海綿滾筒

314302.ptd _警

第35頁 % 11! 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(31) 施行用力擦淨之清洗,並使用與用於該表面相同之化學液 體。 板W Λ夜 在完成上面之清洗之後,該第二機器臂7 0 8將拾取該 半導體基板W及將其傳送至該轉向機7 0 6,且該轉向機7 0 6 使該半導體基板W轉向。藉著該第一機器臂7 0 3拾取已轉 4向之半導體基板W,及傳送至該第三清洗機7 0 4。於該第 三清洗機7 0 4中,由超音波震動所激發之百萬週波超音波 水係朝向該半導體基板W之表面射出5以清洗該半導體基 。在此時,可以一習知筆型海綿使用一包含純水之清 體清洗該半導體基板W之表面,而一表面活性劑、一 螯化劑、或一 pH值調節劑係加至該純水。其後,該半導體 基板W係藉由離心式脫水進行乾燥。 如上所述,假如以接近該研磨平台7 1 1 - 1之薄膜厚度 測量儀器7 1 1 - 4測量該薄膜厚度,則該半導體基板W未遭 受進一步之處理,且可收容至放置在該裝載/卸載單元 70 1之卸載通口上之卡式匣。 % 1 第1 8圖係顯示一半導體基板處理裝置之另一範例之平 面構造。該半導體基板處理裝置不同於第1 7圖所示之半導 板處理裝置,其中提供一頂蓋電鍍單元7 5 0以取代於 7圖中之電鑛銅薄膜形成單元702。 . 一容納該半導體基板W之卡式匣7 0 1 - 1係放置在一裝 載/卸載單元7 0 1之裝載通口上,而一電鍍銅薄膜係形成 在該基板W上。由該卡式匣7 0 1 - 1取出之半導體基板W係 傳送至該第一研磨裝置7 1 0或第二研磨裝置7 1 1,其中研磨

314302.ptd 第36頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(32) 該電鍍銅薄膜之表面。而在完成該電鍍銅薄膜之研磨之 後,在該第一清洗機7 0 9中清洗該半導體基板W。 在該第一清洗機7 0 9中完成清洗之後,該半導體基板 W係傳送至該頂蓋電鍍單元7 5 0,此時頂蓋電鍍係應用於 該電鍍銅薄膜之表面上,其目標是防止由於大氣使電鍍銅 薄膜氧化。已應用該頂蓋電鍍之半導體基板係藉著該第二 機器臂7 0 8由該頂蓋電鍍單元7 5 0載送至該第二清洗機 7 0 7,在此其係以純水或去離子水清洗。在完成清洗之 後,該半導體基板W係返回至放置在該裝載/卸載單元 7 0 1上之卡式匣701-:1。 第1 9圖係顯示一半導體基板處理裝置之又另一範例之 平面構造。該基板處理裝置不同於第1 8圖所示之基板處理 裝置,其中提供一退火單元751以取代第1 8圖中之第一清 洗機7 0 9。 如上所述於該第一研磨單元710或第二研磨單元711中 研磨、及在該第二清洗機7 0 7中清洗之半導體基板W係傳 送至該頂蓋電鍍單元7 5 0,此時頂蓋電鍍係應用於該電鍍 銅薄膜之表面上。已應用該頂蓋電鐘之半導體基板W係藉 著該第一機器臂7 0 3由該頂蓋電鍍單元7 5 0載送至在此清洗 之第三清洗機7 0 4。 在該第一清洗機7 0 9中完成清洗之後,該半導體基板 W係傳送至該退火單元7 5 1,該基板W係在該退火單元7 5 1 中退火,藉此使該電鍍銅薄膜混合成合金,以便增加該電 鍍銅薄膜之電致遷移阻抗。已應用該退火加工之半導體基

314302.ptd 第37頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(33) 板W係由該退火單元7 5 1載送至該第二清洗機7 0 7,在此其 係以純水或去離子水清洗。在完成清洗之後’該半導體基 板W係返回進入該裝載/卸載單元7 0 1上之卡式匣7 0 1 - 1。 第2 0圖係顯示該基板處理裝置之另一範例之一平面規 劃構造。於第2 0圖中,標以與第1 7圖中所示具相同參考數 字之各部份以顯示相同或對應之部份。於該基板處理裝置 中,一推桿刻度器7 2 5係配置接近第一研磨裝置7 1 0及二次 妍磨裝置7 1 1。基板放置平台7 2 1,7 2 2係分別配置接近第三 清洗機7 0 4及一電鍍銅薄膜形成單元7 0 2。一機器臂7 2 3係 配1接近第一清洗機7 〇 9及該第三清洗機7 0 4。再者,一機 器臂7 2 4係配置接近第二清洗機7 0 7及該電鍍銅薄膜形成單 元7 0 2,且一乾燥狀態薄膜厚度測量儀器7 1 3係配置接近一 裝載/卸載單元7 〇 1及第一機器臂7 〇 3。 於上面構造之基板處理裝置中,該第一機器臂7 0 3由 一放置在該裝載/卸載單元701之裝載通口上之卡式匣 7 0 1 - 1取出一半導體基板W。在以該乾燥狀態薄膜厚度測

I 量儀器7 1 3測量一障礙層及一種晶層之薄膜厚度之後,該 第一機器臂7 0 3將該半導體基板W放置在該基板放置平台 7 y。於該乾燥狀態薄膜厚度測量儀器7 1 3係設在該第一 機裔、臂7 0 3手部之案例中,測量在其上面之薄膜厚度,且 铉基板係放置在該基板放置平台7 2 1上。該第二機器臂7 2 3 傳送在該基板放置平台7 2 1上之半導體基板W至該電鍍銅 薄膜形成單元7 0 2,在該電鍍銅薄膜形成單元7 0 2中形成一 電鍍銅薄膜。在形成該電鍍銅薄膜之後,以一電鍍之前及

314302.ptd 第38頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(34) 電鍍之後薄膜厚度測量儀器7 1 2測量該電鍍銅薄膜之薄膜 厚度。然後,該第二機器臂7 2 3將把該半導體基板W傳送 至該推桿刻度器7 2 5且裝載於其上。 [串連模式] 於該串連模式中,一頂部套環7 1 0 - 2藉著吸力保持在 該推桿刻度器7 2 5上之半導體基板W,將其傳送至一研磨 平台7 1 0 - 1,及使該半導體基板W壓抵住一在該研磨平台 7 1 0 - 1上之研磨表面,以施行研磨。藉著與上面所述相同 之方法施行研磨之終點之檢測。在完成研磨之後,該半導 體基板W係藉著該頂部套環7 1 0 - 2傳送至該推桿刻度器7 2 5 及裝載於其上。該第二機器臂7 2 3將取出該半導體基板 W,且將其載送進入該第一清洗機7 0 9供作清洗。然後, 該半導體基板W係傳送至該推桿刻度器7 2 5及裝載於其 上。 一頂部套環7 1 1 - 2藉著吸力固定在該推桿刻度器7 2 5上 之半導體基板W,將其傳送至一研磨平台711-1,及使該 半導體基板W壓抵住一在該研磨平台7 1 1 - 1上之研磨表 面,以施行研磨。藉著與上面所述相同之方法施行研磨之 終點之檢測。在完成研磨之後’該半導體基板W係藉者該 頂部套環7 1 1 - 2傳送至該推桿刻度器7 2 5及裝載於其上。該 第三機器臂7 2 4拾取該半導體基板W,及以一薄膜厚度測 量儀器7 2 6測量其薄膜厚度。然後,該半導體基板W係載 送進入該第二清洗機7 0 7供作清洗。此後’該半導體基板 W係載送進入該第三清洗機7 0 4,在該第三清洗機7 0 4中清

314302.ptd 第39頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(35) 洗該半導體基板W,且然後藉著離心式脫水乾燥之。然 後,該半導體基板W係藉著該第三機器臂7 2 4拾取及放置 在該基板放置平台7 2 2上。 [平行模式] 於該平行模式中,該頂部套環7 1 0 - 2或7 1 1 - 2將藉著吸 力保持在該推桿刻度器7 2 5上之半導體基板W,將其傳送 至一研磨平台7 1 0 - 1或7 1 1 - 1,及使該半導體基板W壓抵住 ^在該研磨平台71 0 - 1或71 1 - 1上之研磨表面,以施行研磨。 在測量該薄膜厚度之後,該第三機器臂7 2 4將拾取該半導 板W,及將其放置在該基板放置平台7 2 2上。 , 該第一機器臂7 0 3傳送在該基板放置平台7 2 2上之半導 體基板W至該乾燥狀態薄膜厚度測量儀器7 1 3。在測量該 薄膜厚度之後,該半導體基板W係返回至該裝載/卸載單 元70 1之卡式匣701-1。 第2 1圖係顯示該基板處理裝置之另一平面規劃構造。 該基板處理裝置係一種基板處理裝置,可在上面未形成任 何種晶層之半導體基板W上形成一種晶層及一電鍍銅薄 膜,及研磨這些薄膜以形成内部接線部份。 g於該基板研磨裝置中,一推桿刻度器7 2 5係配置接近 第I研磨裝置7 1 0及第二研磨裝置7 1 1,基板放置平台7 2 1, '7 2 2係分別配置接近第二清洗機7 0 7及一種晶層形成單元 ,7 2 7,且一機器臂7 2 3係配置接近該種晶層形成單元7 2 7及 一電鍍銅薄膜形成單元7 0 2。再者,一機器臂7 2 4係配置接 近第一清洗機7 0 9及該第二清洗機7 0 7,且一乾燥狀態薄膜

314302.ptd 第40頁 2〇^301:19 五、發明說明(36) 厚度測量儀器 機器臂7 0 3。 該第一機 之裝載通口上 導體基板W, 7 21上。然後 種晶層形成單 著無電鍍所形 有該種晶層之 厚度測量儀器 度之後,該半 7 0 2,在此形; 在形成該 導體基板係傳 7 1 1 - 2藉著吸; 將其傳送至一 磨之後,該頂 至一薄膜厚度 度。然後,該 送至該推桿刻 然後,該 導體基板W, 機器臂724由| W,將其载送 7 1 3係配置接近一裝載/卸載單元70 1及第一 器臂7 0 3係自一放置在該裝載/卸載單元7 0 ! 之卡式ϋ 701-1取出一其上具有障礙層之半 且將該半導體基板W放置在該基板放置平台 ’該第二機器臂7 2 3傳送該半導體基板W至該 元7 2 7,在此形成一種晶層。該種晶層係藉 成。該第二機器臂7 2 3能夠讓在其上面形成 半$體基板藉著该電鏟之前及電鍍之後薄膜 7 1 2測量該種晶層之厚度。在測量該薄膜厚 導體基板係載送進入該電鍍銅薄膜形成單元 反一電鐘銅薄膜。 電鍍銅薄膜之後,測量其薄膜厚度,且該半 达至一推桿刻度器7 2 5。一頂

^持該推桿刻度器m上之半導體基板W T台710一1或7U-卜以施行研磨。在研 頂部套;m 將=膜厚 U ?25,且置於其上㈣+導體基㈣傳 弟三機器臂724由該推桿刻声哭 ^送進入該第-二半 進入义7=:該已清洗之半導體基板— 一〉月洗機7〇7,及將該已清洗及乾 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(37) 燥之半導體基板放置在該基板放置平台7 2 2上。然後,該 第一機器臂7 0 3拾取該半導體基板W,及將其傳送至該乾 燥狀態薄膜厚度測量儀器7 1 3,在該乾燥狀態薄膜厚度測 量儀器7 1 3中測量該薄膜厚度,且該第一機器臂7 0 3將其載 送進入放置在該裝載/卸載單元701之卸載通口上之卡式 匣 701-1。 礞 於第21圖所示之基板處理裝置中,藉著在一半導體基 喻W上形成一障礙層、一種晶層、及一電鍍銅薄膜,及對 其研磨以形成内部接線部份,而該半導體基板W中業已形 成®·電路圖樣之接觸孔或溝渠。 在形成該障礙層之前,容納該半導體基板W之卡式匣 7 0 1 - 1係放置在該裝載/卸載單元7 0 1之裝載通口上。該第 一機器臂7 0 3由放置在該裝載/卸載單元7 0 1之裝載通口上 之卡式匣701-1取出該半導體基板W,及將其放置在該基 板放置平台7 2 1上。然後,該第二機器臂7 2 3傳送該半導體 基板W至該種晶層形成單元7 2 7,在此形成一障礙層及一 種晶層。藉著無電鍍形成該障礙層及該種晶層。該第二機 器臂7 2 3將在其上面已形成有該障礙層及該種晶層之半導 體g板W送至該電鍍之前及電鍍之後薄膜厚度測量儀器 7¾,該電鍍之前及電鍍之後薄膜厚度測量儀器7 1 2測量該 >章礙層及該種晶層之薄膜厚度。在測量該薄膜厚度之後, 尨半導體基板W係載送進入該電鍍銅薄膜形成單元7 0 2, 在此形成一電鍍銅薄膜。 第2 2圖係顯示該基板處理裝置之另一範例之平面規劃

314302.ptd 第42頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(38) 構造。於該基板處理裝置中,已提供一障礙層形成單元 8 1 1、種晶層形成單元8 1 2、電鍍薄膜形成單元8 1 3、退火 單元814、第一清洗單元815、斜角及背面清洗單元816、 一頂蓋電鍍單元8 1 7、第二清洗單元8 1 6、第一對準器及薄 膜厚度測量儀器84 1、第二對準器及薄膜厚度測量儀器 8 4 2、第一基板轉向機8 4 3、第二基板轉向機8 4 4、基板暫 時放置平台8 4 5、第三薄膜厚度測量儀器8 4 6、裝載/卸載 單元8 2 0、第一研磨裝置8 2 1、第二研磨裝置8 2 2、第一機 器臂8 3 1、第二機器臂8 3 2、第三機器臂8 3 3、及第四機器 臂8 3 4。該薄膜厚度測量儀器8 4 1,8 4 2及8 4 6係與其他單元 (電鍍、清洗、退火單元等)之正面尺寸單元具有相同之大 小,且其係可互換。 於此範例中,可使用一無電始-鎢電鍍裝置當作該障 礙層形成單元8 1 1,一無電銅電鍍裝置當作該種晶層形成 單元812,及一電鍍裝置當作該電鍍薄膜形成單元813。 第2 3圖係一流程圖,其顯示本基板電鍍處理裝置中各 個步驟之流程。吾人將根據該流程圖敘述該裝置中之各個 步驟。首先,藉著該第一機器臂8 3 1由一放置在該裝載及 卸載單元8 2 0上之卡式匣8 2 0 a所取出之半導體基板係放入 該第一對準器及薄膜厚度測量儀器8 4 1中,並使該半導體 基板之欲電鍍表面呈面朝上之狀態。為了對作薄膜厚度測 量之位置設定一參考點,施行用於薄膜厚度測量之刻槽對 齊,及然後在形成一銅薄膜之前獲得該半導體基板上之薄 膜厚度資料。

314302.pid 第43頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(39) 然後,該半導體基板係藉著該第一機器臂8 3 1傳送至 該障礙層形成單元8 1 1。該障礙層形成單元8 1 1係此一裝 置:其用於在該半導體基板上藉著無電始-嫣電鍍形成一 障礙層,且該障礙層形成單元8 1 1形成一鈷-鎢薄膜,當作 一用於防止銅擴散進入半導體裝置之一層間絕緣體薄膜 (例如二氧化碎)之薄膜。在清洗及乾燥步驊之後,所卸載 之半導體基板係藉著該第一機器臂8 3 1傳送至該第一對準 器及薄膜厚度測量儀器8 4 1,在此測量該半導體基板之薄 膜厚度,亦即該障礙層之薄膜厚度。 0在測量薄膜厚度之後’該半導體基板係藉著該第二機 器臂8 3 2載送進入該種晶層形成單元8 1 2,且一種晶層係藉 著無電銅電鍍形成在該障礙層上。在清洗及乾燥步驟之 後,所卸載之半導體基板係藉著該第二機器臂8 3 2傳送至 該第二對準器及薄膜厚度測量儀器8 4 2,用於在該半導體 基板傳送至該電鍵薄膜形成單元8 1 3之前決定一刻槽位 置,該電鍍薄膜形成單元8 1 3是一種飽和電鍍單元,且然 後藉著該薄膜厚度測量儀器8 4 2施行用於銅電鍍之刻槽對 齊。假如必要時,在形成一銅薄膜之前,可在該薄膜厚度 須g儀器8 4 2中再次測量該半導體基板電鍍薄膜厚度。 已達成刻槽對齊之半導體基板係藉著該第三機器臂 8 3 3傳送至該電鍵薄膜形成單元8 1 3,在此銅電鐘係施加至 該半導體基板。在清洗及乾燥步驟之後,所卸載之半導體 基板係藉著該第三機器臂8 3 3傳送至該斜角及背面清洗單 元8 1 6,在此於該半導體基板之一周邊部份移去一不必要

314302.ptd 第44頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(40) 之銅薄膜(種晶層)。於該斜角及背面清洗單元8 1 6中,於 一預設時間中蝕刻該斜角,且黏著至該半導體基板背面之 銅係以諸如氫氟酸之化學液體清洗。在此時,於傳送該半 導體基板至該斜角及背面清洗單元81 6之前,可藉著該第 二對準器及薄膜厚度測量儀器8 4 2對該半導體基板所作之 薄膜厚度測量,以獲得藉著電鍍所形成銅薄膜之厚度值, 及基於所獲得之結果,可任意改變該斜角蝕刻時間以施行 I虫刻。由斜角姓刻法所I虫刻之區域係一對應於該基板之一 周邊部份及在其中未形成任何電路之區域,或雖然形成一 電路而最終未用以當成一晶片之區域。一斜角部份係包含 在該區域中。 在清洗及乾燥步驟之後,於該斜角及背面清洗單元 8 1 6中所卸載之半導體基板係藉著該第三機器臂8 3 3傳送至 該基板轉向機8 4 3。在該半導體基板係藉者該基板轉向機 8 4 3所翻轉以造成該已電鍍表面面朝下之後,該半導體基 板係藉著該第四機器臂8 3 4引導進入該退火單元8 1 4,用於 藉此使一内部接線部份變穩固。在退火加工之前及/或之 後,該半導體基板係載送進入該第二對準器及薄膜厚度測 量儀器8 4 2,在此測量該半導體基板上所形成銅薄膜之薄 膜厚度。然後,該半導體基板係藉著該第四機器臂8 3 4載 送進入該第一研磨裝置821,在該第一研磨裝置821中研磨 該半導體基板之銅薄膜及該種晶層。 在此時,使用想要之研磨顆粒或類似物,但可使用固 定式研磨粉,以便防止凹陷及增強該面之平坦性。在完成

314302.ptd 第45頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(41) 主要研磨之後,該半導體基板係藉著該第四機器臂8 3 4傳 送至該第一清洗單元8 1 5,在此清洗該半導體基板。此清 洗操作係一種用力擦洗操作,其中實質上具有與該半導體 基板相同直徑長度之滾子係放置在該半導體基板之正面及 背面上,且旋轉該半導體基板及該滾子,同時流動純水或 :去離子水’藉此施行該半導體基板之清洗。 在完成該主要清洗之後’該半導體基板係藉者該弟四 '機器臂8 3 4傳送至該二次研磨裝置8 2 2,在此二次研磨裝置 8 2 2研磨該半導體基板上之障礙層。在此時,使用想要之 4¾顆粒或類似物,但可使用固定式研磨粉,以便防止凹 陷及增強該面之平坦性。在完成二次研磨之後,該半導體 基板係藉著該第四機器臂8 3 4傳送至該第一清洗單元8 1 5, 在此用力彳祭洗該半導體基板。在完成清洗之後’该半導體 基板係藉著該第四機器臂8 3 4傳送至該第二基板轉向機 8 4 4,在此使該半導體基板轉向以造成該電鍍表面面朝 上,及然後藉著該第三機器臂將該半導體基板放置在該基 板暫時放置平台8 4 5上。 該半導體基板係藉著該第二機器臂8 3 2由該基板暫時 方γ平台8 4 5傳送至該頂蓋電鍍單元8 1 7,在此頂蓋電鍍係 應用至該銅表面上,其目的係防止銅由於大氣而氧化。已 .應用頂蓋電鍍之半導體基板係藉著該第二機器臂8 3 2由該 ,頂蓋電鍍單元8 1 7載送至該第三薄膜厚度測量儀器8 4 6,在 此測量該銅薄膜之厚度。其後,該半導體基板係藉著該第 一機器臂8 3 1載送進入該第二清洗單元8 1 8,在此以純水或

314302.ptd 第46頁 五、發明說明(42) 去離子水清洗該半導體基板。在完成清洗之後’該半導體 基板係返回進入放置在該裝載/卸載單元8 2 0上之卡式匣 8 2 0 a。 該對準器及薄膜厚度測量儀器8 4 1與該對準器及薄膜 厚度測量儀器8 4 2將施行該基板刻槽部份及薄膜厚度測量 之定位。 該斜角及背面清洗單元8 1 6能同時施行一邊緣(斜角) 銅蝕刻及一背面清洗,且能在該基板表面上之電路形成部 份抑制銅之自然氧化物薄膜之生長,第2 4圖顯示該斜角及 背面清洗單元8 1 6之一概要視圖。如第2 4圖所示,該斜角 及背面清洗單元8 1 6具有定位在一底部圓柱形防水蓋9 2 0内 侧及適於在高速下旋轉之基板W之基板保持部9 2 2,其狀 態係使得該基板W之正面朝上,同時藉著迴轉保持頭9 2 1 在沿著該基板之周邊部份之一周圍方向之複數位置水平地 保持住該基板W,一中心喷嘴9 2 4放置在藉著該基板保持 部9 2 2所保持住之基板W之正面的幾乎中心部份上方,且 一邊緣喷嘴9 2 6放置在該基板W之周邊部份上方。該中心 噴嘴9 2 4及該邊緣喷嘴9 2 6係引導往下。一後面喷嘴9 2 8係 幾乎定位在該基板W背面之中心部份下方,及引導向上。 該邊緣喷嘴9 2 6係適於在該基板W之一直徑方向及一高度 方向中移動。 設定該邊緣噴嘴9 2 6之移動寬度L ,使得該邊緣噴嘴 9 2 6可任意地定位在由該基板之外部周邊端點表面朝向該 中心之一方向中,且根據該基板W之尺寸、用途等等輸入

314302.ptd 第47頁 五 、發明說明 (43) 一 用 於 L 之 設 定 值 0 一 邊 緣 切 割 見 度 C 通 常 係 r±> έ又疋 在 2毫 米 至 5毫米之範圍中。 於該基板之- -旋轉速度係某- -值或 較 值 5 且 在 此 速 度 下 該 液 體 由 背 面 至 正 面 之 遷移 數 量 無 問 題 之 案 例 中 , 該 邊 緣 切 割 寬 度 C 内 之 銅 薄 膜 將可 被 移 除 〇 其 次 5 將 敘 述 用 此 清 洗 裝 置 之 清 洗 方 法 〇 首先 , 該 半 導 體 基 板 W 係 與 該 基 板 保 持 部 9 2 2- -體水平地旋轉 ,並以 ’該 基 板 保 持 部 9 2 2之旋轉保持頭921水 平 地 固 定 該基 板 〇 於 此 狀 態 中 一 酸 性 溶 液 係 由 該 中 心 喷 嘴 9 2 4供給至該基板 面 之 中 心 部 份 〇 該 酸 性 溶 液 可 為 一 非 氧 化 酸類 5 及 使 用 氫 氟 酸 、 氫 氯 酸 硫 酸 檸 檬 酸 Λ 草 酸 或 類似 物 〇 在 另 一 方 面 ? 一 氧 化 劑 溶 液 係 由 該 邊 緣 喷 嘴 9 2 6連續或間歇 地 供 給 至 該 基 板 W 之 周 邊 部 份 〇 該 氧 化 劑 溶 液 ,係 使 用 臭 氧 水 溶 液 Λ 過 氧 化 氫 水 溶 液 Λ 硝 酸 水 溶 液 Λ 及 次氯 酸 納 水 溶 液 之 一 9 或 使 用 這 些 水 溶 液 之 組 合 〇 於 此 方 式 中 , 於 該 半 導 體 基 板 W 之 周 邊 部 份之 區 域 中 形 成 在 該 較 高 表 面 及 端 點 表 面 上 之 銅 薄 膜 或 類 似物 係 以 該 氧 化 劑 溶 液 迅 速 地 被 氧 化 且 同 時 以 由 該 中 心喷 嘴 924 所 給 及 散 佈 在 該 基 板 之 整 個 面 上 之 酸 性 溶 液 蝕刻 , 藉 此 將1 m 薄 膜 溶 解 及 移 去 〇 比 起 供 給 預 先 產 生 之 酸 性溶 液 及 氧 :化 劑 溶 液 之 一 混 合 物 藉 著 在 該 基 板 之 周 邊 部 份混 合 該 酸 性 溶 液 及 該 氧 化 劑 溶 液 , 能 獲 得 一 急 劇 傾 斜 之 1虫刻 形 狀 〇 -在 此 時 9 藉 著 其 濃 度 決 定 該 銅 刻 速 率 〇 假 如 銅之 白 狄 4 氧 化 物 薄 膜 係 形 成 在 該 基 板 正 面 之 電 路 形 成 部 份 中, 則 可 馬

314302.ptd 第48頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(44) 上根據該基板之旋轉藉著散佈在該基板之整面上之酸性溶 液移除該自然氧化物,且不會再生長。在停止由該中心噴 嘴9 2 4供給該酸性溶液之後,停止由該邊緣喷嘴9 2 6供給該 氧化劑溶液。其結果是,暴露在該表面上之石夕將氧化,且 可抑制銅之沈積。 在另一方面,一氧化劑溶液及一氧化石夕薄膜姓刻劑係 同時或交替地由該後面喷嘴9 2 8供給至該基板背面之中心 部份。因此,以金屬形式附著至該半導體基板W背面之銅 或類似物可隨同該基板之矽,以該氧化劑溶液氧化,及可 用該氧化矽薄膜蝕刻劑蝕刻及移去。該氧化劑溶液最好係 與供給至該正面之氧化劑溶液相同,因為可減少化學藥品 型式之數目。氫氟酸能用作該氧化矽薄膜蝕刻劑,及假如 氫氟酸係用作該基板正面上之酸性溶液,可減少化學藥品 型式之數目。如此,假如首先停止該氧化劑之供給,將獲 得一恐水性之表面。假如首先停止該#刻劑溶液,將獲得 一水飽合表面(一吸水性表面),且如此可將該後側表面調 整至一種將滿足隨後處理之需求之狀態。 於此方式中,該酸性溶液、亦即蝕刻溶液係供給至該 基板,以移去留在該基板W之表面上之金屬離子。然後供 給純水,以用純水取代該蝕刻溶液及移去該蝕刻溶液,且 然後藉著離心式脫水乾燥該基板。以此方式,同時進行在 該半導體基板正面上之周邊部份之邊緣切割寬度C中之銅 薄膜移除,及在該背面上之銅污染物之移除,以允許譬如 在8 0秒内達成此加工。可任意地設定該邊緣之姓刻切割寬

314302.ptd 第49頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(45) 度(由2毫米至5毫米),但蝕刻所需之時間係不依靠該切割 寬度。 在該化學機械研磨處理之前及在電鍍之後所施行之退 火加工在該隨後之化學機械研磨加工及在内部接線部份之 電特性上具有一有幫助之效應。在該化學機械研磨處理之 後,沒有退火情況下觀察一般内部接線部份(數個微米單 位)之表面將顯示很多缺陷,諸如顯微空隙,這導致整個 内部接線部份之電阻抗之增加。執行退火可改善該電阻抗 增加之情形。在有退火操作時,薄的内部接線部份顯示無 4 Αι空隙。如此,吾人認定顆粒成長之程度係與這些現象 有關。亦即能推測以下之歷程:於薄的内部接線部份中難 以發生顆粒生長。在另一方面,於寬闊之内部接線部份 中,持續按照退火加工進行顆粒生長。於顆粒生長之處理 期間,於該電鍍薄膜中因太小而未能以電子掃描顯微鏡 (S E Μ )看見之極細孔洞向上集中及移動,如此,於該内部 接線部份之上方部份中形成類似凹部之顯微空隙。該退火 單元8 1 4中之退火條件係使得該氫氣(百分之2或更少)加入 一氣體大氣中,其溫度範圍係攝氏3 0 0至4 0 0度,且其時間 1^1係1至5分鐘。在這些條件之下,可獲得上面之效應。 第2 7及2 8圖顯示該退火單元8 1 4。該退火單元8 1 4包含 一退火腔室1 0 0 2,其具有一閘門1 0 0 0,用於放入及取出該 半導體基板W ; —加熱板1 0 0 4,其配置在該腔室1 0 0 2中之 一上方位置,用於將該半導體基板W加熱至例如攝氏4 0 0 度;及一冷卻板1 0 0 6,其配置在該腔室1 0 0 2中之一下方位

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314302.ptd 第50頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(46) 置,用於藉著譬如在該板内流動之冷卻水以冷卻該半導體 基板W。該退火單元8 1 4亦具有複數個可垂直移動升高之 栓銷1 0 0 8,其貫穿該冷卻板1 0 0 6及向上與往下延伸穿過該 處,以於該栓銷上放置及保持住該半導體基板W。該退火 單元尚包含一氣體引導管子1 0 1 0,其用以於退火期間在該 半導體基板W及該加熱板1 0 0 4之間引導抗氧化劑氣體;及 一氣體排放管子1 0 1 2,其用於排放已由該氣體引導管子 1 0 1 0導入及流動於該半導體基板W及該加熱板1 0 0 4間之氣 體。這些管子1 0 1 0及1 0 1 2係配置在該加熱板1 0 0 4之相對側 面上。 該氣體引導管子1 0 1 0係連接至一混合氣體引導管線 1 0 2 2,該混合氣體引導管線依序係連接至一混合機1 0 2 0, 在此混合經過一包含過濾器1 0 1 4 a之氮氣引導管線1 0 1 6所 導入之氮氣及經過一包含過濾器1 0 1 4b之氫氣引導管線 1 0 1 8所導入之氫氣,以形成一混合氣體,該混合氣體流經 該管線1 0 2 2進入該氣體引導管子1 0 1 0。 於操作中,已在該腔室1 0 0 2中經過該閘門1 0 0 0載送之 半導體基板W係固定在該升高栓銷1 0 0 8上,且該升高栓銷 1 0 0 8係上升至一位置,在此該升高栓銷1 0 0 8上所固定之半 導體基板W及該加熱板1 0 0 4間之距離變成例如0 . 1至1. 0毫 米。於此狀態中,該半導體基板W接著係經過該加熱板 1 0 0 4加熱至例如攝氏4 0 0度,及同時由該氣體引導管子 1 0 1 0引導該抗氧化劑氣體且允許該氣體流動於該半導體基 板W及該加熱板1 0 0 4之間,而由該氣體排放管子1 0 1 2排放

314302.ptd 第51頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(47) 該氣體,藉此使該半導體基板W退火,同時防止其氧化。 可於約數十秒至6 0秒内完成該退火加工。可在攝氏10 0至 6 0 0度之範圍中選擇該基板之加熱溫度。 在完成該退火之後,該升高栓銷1 0 0 8係降低至一位 置,在此位置固定在該升高栓銷1 0 0 8上之半導體基板W及 該冷卻板1 0 0 6間之距離變成例如0至0 . 5毫米。於此狀態 + ,藉著引導冷卻水進入該冷卻板1 〇 〇 6,該半導體基板W ,係例如於1 0至6 0秒内藉著該冷卻板所冷卻至攝氏1 0 0度或 更低之溫度。該已冷卻之半導體基板係送至下一步驟。 •氮氣與幾個百分比之氫氣之混合氣體係用作上面之抗 氧化劑氣體。然而,可單獨地使用氮氣。 第2 5圖係該無電鍍裝置之一概要構造圖示。如在第2 5 圖所不’該無電鑛裝置包含用於保持住一欲電鐘半導體基 板W並於其上表面定位之保持機構9 1 1 ; 一攔阻構件9 3 1, 其用於接觸藉著該保持機構9 1 1所保持住之半導體基板W 之欲電鍍表面(上表面)之一周邊部份,以密封該周邊部 份;及一喷灑頭9 4 1,其用於供給一電鍍溶液至具有以該 攔阻構件9 3 1密封之周邊部份之半導體基板W之欲電鍍表 面。該無電鍍裝置尚包含清洗液體之供給機構9 5 1,其配 置·近該保持機構9 1 1之一上外部周邊,用於供給一清洗 液體至該半導體基板W之欲電鍍表面;一回收容器961, 其用於回收所排放之一清洗液體或類似物(電鍍廢液);一 電鍍溶液回收噴嘴9 6 5,其用於吸入及回收保留在該半導 體基板W上之電鍍溶液;及一馬達Μ,其用於旋轉式驅動

314302.ptd 第52頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(48) 該保持機構9 1 1。在下面將敘述各個構件。 該保持機構9 1 1在其上表面上係具有一基板放置部份 9 1 3,用於放置及保持住該半導體基板W。該基板放置部 份9 1 3係適於放置及固定該半導體基板W。特別地是’該 基板放置部份9 1 3具有一真空吸引機構(未示出),用於藉 著真空吸力將該半導體基板W吸引至其一背面。一背面加 熱器9 1 5係安裝在該基板放置部份9 1 3之背面上,而呈平面 狀及由背面加熱該半導體基板W之欲電鍍表面以使其保持 溫暖。該背面加熱器91 5係由例如一橡膠加熱器所構成。 該保持機構9 1 1係適於藉著該馬達Μ旋轉及藉著提升及降 低機構(未示出)而垂直地移動。 該攔阻構件9 3 1係呈管狀,具有設在其一下方部份中 之密封部份9 3 3,用於密封該半導體基板W之外部周邊, 且可安裝以使其不致由所示位置垂直地移動。 該噴灑頭9 4 1係一種具有很多設在前端之喷嘴之結 構,用於以一喷,灑形式擴散該供給之電鍍溶液,且將其大 體而言均勻地供給至該半導體基板W之欲電鍍表面。該清 洗液體之供給機構9 5 1具有一種用於由喷嘴9 5 3射出清洗液 體之結構。 該電鍍溶液回收喷嘴9 6 5係改裝成可向上及往下移動 及可迴轉,且該電鍍溶液回收喷嘴9 6 5之前面端點係改裝 成朝該攔阻構件9 3 1之内側降低,及吸入在該半導體基板 W上之電鐘溶液’而該搁阻構件係位在該半導體基板W之 上表面周邊部份上。

314302.ptd 第53頁 J3〇i:l3 五、發明說明(49) t其次,將敘述該無電鍍裝置之操作。首先,由所示狀 態降低該胃保持機構9丨丨,以於該保持機構9丨丨及該攔阻構件 9 3 1之> 間彳疋供一預定尺寸之間隙,且該半導體基板w係放 置在忒基板放置部份9丨3上及固定至該基板放置部份9 1 3。 例如一 8忖基板,係可用作該半導體基板w。 - 然後,升高該保持機構g 11以使其上表面如所示與該 攔阻構件9 3 1之下表面形成接觸,及以該攔阻構件9 3 1之密 2部份9 3 3密封該半導體基板界之外圍。在此時,該半導 1然後,藉著該背面加熱器9 1 5直接加熱該半導體基板 Μ該半導體基板W之溫度譬如㈣在攝氏4 #、容、、夜# 1電f終止)。’然後,已加熱至譬如攝氏50度之電 2二液係由该賀灑頭941射出,以將該電鍍溶液大體而言 w之體基板w之整個表面1方。I然該"體基板 溶、、广ί, 著該攔阻構件931所圍繞,所倒入之電鍍 二=$王部保留在該半導體基板W之表面上。所供給電鍍 岭液之數量可為少量,盆 、·又 成1茸半—厂—/ /、將在d + ν月豆基板w之表面上變 、.六毛未之厚度(約3 0毫升)。保留在欲電鍍表面上之電鍍 3C ί ΤΛ可為10毫米或更少,及如於本具體實施例中又甚 .於加:二假如所供給之少量電鍍溶液係充分的,用 中,:;。;;液之加熱裝置可為一小尺寸者。於此範例 .且兮基板,之溫度係藉著加熱升高至攝氏70度, ^电鍍〉谷液之溫度係升高至攝氏50度。如此,爷 土板W之欲電鍍表面變成譬如攝氏6〇度,且因此能=成二 _

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第54頁 2〇J301:13 五、發明說明(51) 如該半導體基板W係在嬖如备公於]n _ 度下旋轉,則留在該半導二〇乂或更慢之旋轉速 六夕T划隹i寸生、* 2 上之電鍍溶液能在離心 卞+ ¥體基板w之周邊部份上之攔阻構件 電鍍洛液之回收。該保持機構911係降低至 931分開該半導體基板W。t亥半導體基板=件 $該清洗液體健純水)係由該清洗液體供給機構'Η: 嘴9 5 3射在該半導體基板w之欲電鍍表面,# Γ:π施:Γ與清洗,…止該::鐘二 在七日f ’由该^嘴9 5 3嗜射之ί杳、、春、方麵-r w 0Q1 、,门* A 贾耵之π冼液體可供給至該攔阻構 件931,以同蚪施行該攔阻構件931之清洗。在此時,該兩 鍵廢液係回收進入該回收容器9 6丨而予以拋棄。 /弘 該電鐘溶液一旦已使用,P丨I叉丑你m」、 仏* ^ ^ 文用貝】不再使用該電鍍溶液,而 扎茶之。既,、、'、根據本具體實施例之電鍍裝置能比一兩 鑛裝置使用非常少量之電鐘溶液,縱使該電鐘溶液不再= 用,所拋棄之電鍍溶液數量係少的。於—些宰例中,不能 ,供該鍍溶液回收噴嘴9 6 5,且該用過之電鍍溶液可能& P返同该 >月洗液體回收進入該回收容哭g 6 1。 然後,藉著該馬達Μ以高速旋轉該半導體基板w,用 心式脫水,且然後該半導體基板评由該保持機構9ιι 移去。 第26圖係另一無電鍍裝置之一概要構造圖示。

之無電鍍裝置係不同於第25圖之無電鍍裝置,並 Z 於該保持機構911中提供該背面加熱器915,燈管加熱^ 五 '發明說明(50) 用 於此電鍍反應範例之最佳溫度。 需 將體=本身係已加熱,其不 加熱之電力。因此,可減少所消耗〇 =皿將消耗許多欲 材料中所包含電铲、玄、、存 钱 兒力,及能防止各種 ,保留在該半導二基板w:電:y導體基板W本身 如此之小,以致能夠藉著該;所需之電力係 半導體基板w保持溫暖。因此,一;^ ς 15而輕易地使該 係能作為該背面加熱器915,且因此今有壯署熱容量之加熱器 會5。當該半導體基板%本身係^ ^之尺寸可作成 日守此方、。亥电鍍處理期間藉著切換加埶 ^ 條件。既然保留在該半導俨美 ;;及冷郃改贫邊電鍍 旦 n L μ ¥脰基板上之電錢溶液數量為φ 里,因此將能以高靈敏度控制該溫度。 ”、、 該半導體基板W係藉著該馬達即 =表二間濕均句液體,且然後以使該半導體基板;= 卜固疋不動狀態中而施行欲電鑛表面之電鐘。特別地 是,該半導體基板W係在每分鐘1〇〇轉或更慢之速度下旋 轉只有1秒之久,以用該電鍍溶液均勻地弄濕該半導體美 之欲電鍍表面。然後,該半導體基板w係保持固定土 膠,且無電錢係施行達设鐘之久。該即時轉動之時間在 最長之情況下係1 〇秒或更短。 乂 在完成該電鍍加工之後,該電鍍溶液回收喷嘴9 6 5之 刖端係降低至一接近在該半導體基板w之周邊部份上之 阻構件931内側之區域,以吸入該電鍍溶液。在此時,假:

2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(52) 9 1 7係放置在該保持機構9 1 1之上方,且整合該燈管加熱器 9 1 7及一喷灑頭9 4 1 - 2。譬如,同心地提供具有不同半徑之 複數環形燈管加熱器9 1 7,及由該燈管加熱器9 1 7間之間隙 以圓環形式打開該喷灑頭9 4 1 - 2之很多噴嘴9 4 3 - 2。該燈管 加熱器9 1 7可由單一螺旋之燈管加熱器所構成,或可由其 他各種結構及配置之燈管加熱器所構成。 甚至以此構造,該電鍍溶液能由每一喷嘴9 4 3 - 2以一 淋浴形式而大體均句地供給至該半導體基板W之欲電鍍表 面。再者,能藉著該燈管加熱器9 1 7直接均勻地施行該半 導體基板W之加熱及保溫。該燈管加熱器9 1 7不只加熱該 半導體基板W及該電鍍溶液,亦加熱周圍之空氣,如此在 該半導體基板W上呈現^一保溫效應。 藉著該燈管加熱器9 1 7直接加熱該半導體基板W,則 該燈管加熱器9 1 7必需具有一相當大之耗電量。取代此燈 管加熱器9 1 7,可結合使用具有一相當小之耗電量之燈管 加熱器9 1 7及在第2 5圖所示之背面加熱器9 1 5,以主要用該 背面加熱器9 1 5加熱該半導體基板W,及主要藉著該燈管 加熱器9 1 7施行該電鍍溶液及周圍空氣之保溫。以與前述 具體實施例相同之方式,可提供用於直接或間接地冷卻該 半導體基板W之機構’以施行溫度控制。 雖然已顯示及詳細敘述本發明之某些較佳具體實施 例,應了解可在其中作各種變化及修正,卻未脫離所附申 請專利之範圍。 [工業適用性]

314302.ptd 第57頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 五、發明說明(53) 本發明係適用於一無電鍍處理之預加工,藉此具有諸 如銅或銀等導電材料之内部接線部份,而嵌入用於内部接 線部份之細凹處中,或藉此以一保護層形成在内部接線部 份之表面上,用於保護該内部接線部份之表面,而該内部 接線部份形成在一基板、諸如半導體基板之表面中。本發 明亦適用於以一化學溶液清洗一藉著化學機械研磨法 乂 C Μ Ρ )研磨之基板表面。

314302.ptd 第58頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 圖式簡單說明 [圖式簡單說明] 第1 Α至1 D圖係顯示一處理範例之概要圖,其用於藉著 銅電鍍於半導體基板中形成一内部接線部份; 第2圖係一橫截面視圖,其顯示根據本發明一具體實 施例之基板處理裝置; 第3圖係一平面圖,其顯示一用於形成銅内部接線部 份之電鍍裝置之整個配置,其中在第2圖所示之基板處理 裝置係利用為一無電鍍處理之預加工裝置; 第4圖係一平面圖,其顯示用於施行形成一保護薄膜 之電鍍處理(頂蓋電鍍薄膜)之電鍍裝置之整個配置,其中 在第2圖所示之基板處理裝置係利用一無電鍍處理之預加 工裝置; 第5圖係一正視圖,其根據本發明之另一具體實施例 顯示一基板處理裝置中之喷嘴頭; 第6圖係一平面圖,其顯示第5圖中所示之喷嘴頭; 第7 A圖係無電鍍處理之預加工處理中之一基板欲處理 表面之狀態說明視圖,其狀態係包括包含第5圖所示喷嘴 頭中之扇形喷嘴所有射出喷嘴在内的; 第7 B圖係於無電鍍處理之預加工處理中之一基板欲處 理表面之狀態說明視圖,其射出喷嘴包含一配置在第5圖 中所示喷嘴頭之中心位置之圓錐形喷嘴,及配置在該圓錐 形噴嘴之側面位置之扇形喷嘴; 第8圖係一平面圖,其根據本發明之又另一具體實施 例顯示一基板處理裝置中之喷嘴頭;

314302.ptd 第59頁 ㈤301:19 圖式簡單說明 第9圖係一曲線圖,其於一無電鍍處理之預加工處理 中沿著一基板(晶圓)之整個表面顯示該薄片電阻係數,實 線代表使用第8圖中所示噴嘴頭之案例,虛線代表使用線 性地延伸喷嘴頭之案例; 第1 0圖係顯示一基板處理裝置具體實施例之平面配置 構造,用於根據本發明形成一内部接線部份之保護薄膜; 第1 1圖係顯示第1 0圖中所示基板處理裝置中之氣流; 第1 2圖係顯示第1 0圖中所示基板處理裝置中各區域間 之氣流; ❿第1 3圖係第1 0圖中所示基板處理裝置之一透視圖,該 基板處理裝置係放入一無塵腔室中; 第1 4圖係一基板處理裝置之另一範例之平面圖; 第1 5圖係一基板處理裝置之又另一範例之平面圖; 第1 6圖係一基板處理裝置之復另一範例之平面圖; 第1 7圖係顯示該半導體基板處理裝置之一平面構造範 例; 第1 8圖係顯示該半導體基板處理裝置之另一平面構造 範例; 第1 9圖係一視圖,其顯示該半導體基板處理裝置之又 面構造範例; 第2 0圖係一視圖,其顯示該半導體基板處理裝置之又 另一平面構造範例; 第2 1圖係一視圖,其顯示該半導體基板處理裝置之復 另一平面構造範例;

314302.ptd 第60頁 圖式簡單說明 第2 2圖係顯示該半導體基板處理裝置之再另一平面構 造範例; 第2 3圖係顯示第2 2圖所說明半導體.基板處理裝置中各 個步驟之流程; 第2 4圖係顯示一斜角及背部清洗單元之概要構造範 例; 第2 5圖係顯示一無電鍍裝置範例之概要構造; 第2 6圖係顯示一無電鍍裝置之另一範例之概要構造; 第2 7圖係一退火單元範例之垂直橫截面視圖;及 第2 8圖係該退火單元之橫截面視圖。 1 半 導 體 基 底 1 a 導 電 層 2 絕 緣 薄 膜 3 接 觸 孔 4 内 部 接 線 溝 槽 5 障 礙 層 6 種 晶 層 7 銅 薄 膜 8 内 部 接 線 部 份 9 保 護 層 10 基 板 處 理 裝 置 12 基 板 保 持 具 14、 90 外 殼 14a 突 出 部 份 16 基 板 壓 緊 器 18 密 封 環 20 > 24 馬 達 22 竿刖 出 轴 26 滾 珠 螺 桿 28 可 移 動 支 臂 30 圓 柱 體 32 可 移 動 平 板 34 軸 承 36 壓 桿 40 射 出 喷 嘴 40a 圓 錐 形 噴 嘴

314302.ptd 第61頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3

圖式簡單說明 40b 扇 形 噴 嘴 42 噴 嘴 頭 44 固 定 軸 46 加 工 腔 室 4 6a 排 放 通 V 7(L· 92a、 92b、 617、 70卜 820 裝 載 / 卸 載 單 元 72 > 76 預 加 工 裝 置 74 !巴 附 著 裝 置 78^ 98 無 電 鍍 裝 置 80 清 洗 及 乾 燥 裝 置 '82 傳 迗 路 線 84 傳 运 裝 置 -9 4 吸 附 處 理 裝 置 96 取 代 處 理 裝 置 100 電 解 電 鍍 裝 置 102 斜 角 1虫 刻 裝 置 1· 清 洗 及 乾 燥 裝 置 106a、 106b 傳 达 裝 108 a、 108b 暫 時 放置平台 520 裝 載 / 卸 載 區 5 2 0; a、 601 裝 載 單 元 5 2 0 b、 609 卸 載 單 元 521 .1 523 隔 間 522 、524 閘 門 530 處 理 5 3 0 a、 5 4 0 a 天 化 板 5 3 0b、 539 、5 4 0 b 地板 531 、( 311 預 加 工 腔 532 、1 602 電 鍍 腔 室 533 、j 543 傳 、、, 迗 單 元 534 、] 535 管 子 536 洗 滌 器 537 N 丨 538 濕 氣 分 離器 540 清 洗 及 乾 燥 區 541 水 清 洗 單 元 542 乾 燥 單 元 5·4 過 〉慮、 器 ,545 Λ 5 4 6、 552 、1 553、 554 管子 555 傳 % %/ 迗 通 V 556 控 制 面 板 557 隔 間 壁 面 558 工 作 區 559 公 用 區 314302.ptd 第62頁 ^ϋϋ3〇|- 圖式簡單說明 ~~ 6 〇 卜:1、6 0 9 - 1、7 0 1 - 1、8 2 0 卡式匣 603' 6 0 4、6 0 6、6〇7、610、613、614 水清洗腔室 6 〇 5、6 1 5化學機械研磨單元 6 〇 8乾燥腔室 616、 703、 708、 723、 724、 6 1 6 - 1機械手臂 7 〇 4 ' 7 0 7、7 0 9 清洗機 710' 821、822研磨裝置 0 - 2、7 1卜2 頂部套環 710-4、71卜4、712、713、 710-5、711-5 推桿 U卜7 2 2放置平台 727、812種晶層形成單元 75卜814退火單元 8 1 3電鍍薄膜形成單元 8 1 6斜角及背面清洗單元 8 4卜8 4 2 對準器及薄膜厚 8 4 3、8 4 4 基板轉向機 9 1 1保持機構 9 1 5背面加熱器 9 2 0防水蓋 9 2 2基板保持部 9 2 6邊緣喷嘴 9 3 1搁阻構件 612頂盖電鍵腔室 8 3 卜 8 3 2、8 3 3、8 3 4 機哭臂 銅薄膜形成單&或“ 705' 7〇β轉向機 710-1^ 7ΐΐ-ΐ研磨平台 7 1 0 - 3、7 1 1 — 3頂部套環頭 7 2 6、8 4 6薄膜厚度測量儀器 71 1研磨裝置 α 7 2 5推桿分度器 750、817頂蓋電鍍單元 8 1 1障礙層形成單元 8 1 5、8 1 8清洗單元 .測量儀器 8 4 5基板暫時放置平台 9 1 3基板放置部份 9 1 7燈管加熱器 9 2 1迴轉保持頭 9 2 4中心喷嘴 9 2 8後面噴嘴 9 3 3密封部份

圖式簡單說明 9 4 1、9 4 1 - 2 喷灑頭 9 5 1液體供給機構 9 6 5回收喷嘴 1 0 0 2 退火腔室 1 0 0 6 冷卻板 1010 氣體引導管子 1014a、 1014b 過濾器 9 4 3 - 2、9 5 3 噴嘴 9 6 1回收容器 1000 閘門 1 0 0 4 加熱板 1 0 0 8 升高栓銷 1012 氣體排放管子 1016、1018、1 0 2 2 氣體引導管線 1 0 2 0 混合機 W 基板

314302.ptd 第64頁

Claims (1)

  1. 六、申請專利範圍 1. 一種基板處理裝置,其包含: 基板保持具,係用以可取下地保持住一基板,以 令該基板之欲處理表面係面朝下; 密封環,係用以密封藉著該基板保持具所保持住 之基板欲處理表面之周邊部份; 複數個射出噴嘴,其配置在該基板保持具下方, 用以將一加工溶液朝向藉著該基板保持具所保持住之 基板欲處理表面射出;以及 機構,係用以使該基板保持具及該複數個射出喷 嘴相對彼此作轉動及垂直移動之其中至少一種運動。 2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置,其中,該複數 個射出喷嘴之其中至少一者係可運轉,以調整該加工 溶液之動能而可朝向藉著該基板保持具所保持住之基 板射出。 3. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理裝置,其中,該 複數個射出喷嘴係沿著該基板之一徑向方向線性地配 置,且包含一配置在中心位置之圓錐形喷嘴及配置在 該圓錐形噴嘴之側面位置之扇形噴嘴。 4. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理裝置,其中,該 複數個射出喷嘴係配置以便在藉著該基板保持具所保 持住之基板的整個表面上方作均句之射出分布。 5. —種基板處理方法,該方法包含: 保持住一基板,以令該基板之一欲處理表面係面 朝下;
    314302.pid 第65頁 2〇ϋ3〇1:ΐ3 六、申請專利範圍 密封該基板之欲處理表面的周邊部份;以及 由複數個射出喷嘴一加工溶液朝向該基板之欲處 理表面射出,同時使該基板及該複數個射出喷嘴相對 彼此作轉動及垂直移動之其中至少一運動。
    314302.ptd 第66頁
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