TW200422443A - Method for immersing a substrate - Google Patents

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玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明的實施例大體上係有關於一 沉浸到一處理流體中的方法。 【先前技術】 -人四分之一微米尺度的特徵結構的 來世代的積體電路製程的基礎技術。詳 型集積式元件，即元件所具有的積體電 過百萬個，的元件中，位於這些元件的 通常是藉由填補高深寬比，即大於4:1 導電金屬，如ft，的互連線特徵結構來 積技術，如化學氣相沉積（CVD)及物理讀 用來填補這些互連線特徵結構。然而， 小且深寬比變大時，利用傳統的金屬化 的互連線結構變得愈來愈困難。因此， 子電鍍(ECP)及無電極電鍍，已成為積體 之-微米尺度，高深寬比互連線特徵結 有前途的處理技術。 在- ECP處理中’形成在一基材的 -微米尺度’冑深寬比互連線特徵結構 以有效填充。ECP電鍍處理通常為兩階 一種子層首先被形成在該基材的表面丰 是經由PVD，CVD或在—分離的工具 種將一半導體基材 金屬化為目前及未 言之，在像是超大 路其邏輯閘數目超 核心之多層互連線 的深寬比，之具有 形成。傳統上，沉 ^相沉積（PVD)已被 當互連線的尺度變 技術來填補無氣隙 電錢技術，如電化 電路製程中次四分 構的無氣隙填充的 表面上之次四分之 可用一導電物質加 段市師處理，其中 L徵結構之上（通常 中之其它的沉積處 200422443 理）’然後該基材的表面特徵結構被曝露在一 ECP工具中）中，一電子偏壓被施加在該種子 電解溶液中的鋼陽極之間。該電解溶液通常 到該基材的表面上之金屬的來源，因此電子 造成該金屬來源被電鍍到該被電子偏壓的種 將一離子層沉積到該基材表面上，該離子層 特徵結構。 然而，在半導體處理中用ECP處理填充 尺寸縮小將會要求該電鍍處理產生最小的缺 用的元件。研究顯示，電鍍缺陷的主要成因 基材表上有氣泡存在。通常，氣泡是在將基 鍍溶液中的處理期間被形成在基材的表面上 基材由空氣中被放入到電鍍溶液中時，小氣 材的表面上。這些氣泡會讓電解溶液無法接 處之基材表面，因而讓該處的電鍍無法完成 層上形成電鍍缺陷。在沉浸期間附著在基材 亦會在該基材被沉浸到該電鍍溶中之後鬆脫 基材的表面，而這會在氣泡移動路徑的多個 個缺陷。 傳統的沉浸方式藉由將該基材附在一蓋 解決此-問題，該蓋子式構件被可樞轉地安 來沉浸該基材之處理溶液的位置處，使得該 材沉浸於處理溶液期間被樞轉用以覆蓋=處 子然後被朝向該處理溶液向下樞轉用以 ~電解溶液（在 層與一位在該 包含將被電鍍 偏壓的施加會 子層上，因而 將會填補該等 之特徵結構的 陷，以製造可 為在被電鍍的 材沉浸到該電 。詳言之，當 泡會附著在基 觸到氣泡所在 ’進而在電鍍 表面上的氣泡 並移動橫越該 位置處形成多 子式構件上來 裝在鄰接該用 蓋子可在將基 理溶液。該蓋 浸該基材。然 4 200422443 而’ &些方法包含了兩項缺點。第一個，基材在該蓋子式 構件中的旋轉並不容易實施，因此氣泡的附著無法被減 夕第一個，5亥蓋子式構件所達成之角度沉浸亦未能在降 低與氣泡相關聯的缺陷上展現可被接受的比例。 因此，對於一種可將一基材沉浸在一電解溶液中的方 子在著品求，其中該沉浸方被建構成可在沉浸處理期間 將基材表面上的氣泡形成最小化。 【發明内容】 本發明的實施例提供一種用來以最少的氣泡形成的方 式將一基材沉浸在一電解溶液中的方法。該方法大體上包 δ將該基材傾斜一從水平量起之第一傾斜角度並將該基材 沉浸（致動於ζ方向上）該電鍍溶液中。當該基材被沉浸之 後，基材即在該電鍍溶液中被傾斜回到其水平位置。之後， 該基材再次被致動於ζ方向上向進入到該電鍍溶液中朝向 該電鍍槽的陽極。該基材然後被傾斜至一從水平量起的傾 斜角度並被致動於一 ζ方向上到達一處理位置，其中該處 理位置對應於將該基材以平行的方位置放在該陽極的上表 面上。 本發明的實施例可進一步提供一種將一基材沉浸到一 流體溶液中的方法。該方法大體上包括將一基材載入一承 載件中’該承載件被建構成可以一面向下的方式來支樓該 基材；將該承載件傾斜一從水平量起的第一傾斜角度；將 該承接件朝向該流體溶液位移；及在位移期間將該承載件 5 200422443 傾斜一從水平量起的第二傾斜角度。 本發明的實施例可進一步提供一種在基材的沉 期間將氣泡附著最小化的方法。該方法大體上包括 材傾斜一從水平量起的傾斜角度；垂直地致動該基 一流體溶液；當該基材與該流體溶液接觸時將該傾 減小至大約水平，同時持續該基材的垂直致動；及 材放置在一處理角度。 本發明的實施例可進一步提供一種將一基材沉 電鑛電解液中的方法。該方法大體上包括將該基材 接觸％上’用一推力板組件來將該基材固定到該 上’將該接觸環傾斜一介於3度至7度之間的角度 地致動該接觸環朝向該電鍍電解液同時保持該傾 度’在一介於約30rpm至約i2〇rpm的轉動速率下 接觸壞’當該接觸環剛接觸到該電鍍電解液時將該 度福小至大約水平，及將該基材放置在一處理位置 【實施方式】 本發明的實施例大體上提供一種用來將一基材 一電化學電鍍溶液中的方法。本發明的沉浸方法被 可藉由將在沉浸處理期間的氣泡形成及氣泡對於基 的附著最小化來將電度缺陷最小化。本發明的沉浸 大體上包括使用一傾斜及擺動沉浸處理的組合來將 動或致動至該電鍍溶液中。詳言之，該基材可被 相對於水平的角度，然後垂直地被致動朝向該電鑛 浸處理 將該基 材朝向 斜角度 將該基 浸到一 放置到 接觸環 ，垂直 斜角度 轉動該 傾斜角 沉浸到 建構成 材表面 方法， 該基材 傾斜一 溶液同 6 200422443 時被轉動，至將該基材沉浸到該電鍍溶液中並 該電鍍溶液的上表面之間保持一固定的角度。 動的組合造成氣泡從基材表面脫離並因為氣泡 而破帶離基材表面。又，該基材的傾斜角度度 期間可被調整，因而產生一擺盪或鐘擺式的運 促使附著在基材表面上的氣泡從基材表面上脫 第1圖顯示本發明的一 ECP系統1〇〇的 ECP系統1〇〇包括一工廠界面（FI)13()其亦被稱 載站。工廠界面130包括複數個基材裴載站， 來與基材匣盒134相界接。一機械臂132被設 界面130中且被建構來存取放在該匣盒134内髮 機械臂132亦伸展到一鏈結通道中，該通 面130連接至處理主機架或平台113。機械臂 讓該機械臂能夠進入基材匣盒134從其内取得 將基材送到位在該主機架1丨3上的處理槽丨丨4 : 至退火站1 3 5。相類似地，機械臂〗3 2可被用 處理步驟完成之後從處理槽1丨4，11 6或從退火 得基材。在此情形中，機械臂1 3 2可將基材送回 中用以從系統1 00中被取走。 退火室135大體上包括一兩位置退火室， 板/位置1 3 6及一加熱板/位置1 3 7被相鄰地放 傳送機械臂1 4 0被設置成與它們相鄰近，如 間。該機械臂1 4 0被建構成可將基材移動於加 冷卻板13 6之間。又，雖然同中的退火室13 5 在該基材與 該傾斜與轉 浮力的關係 在沉浸處理 動，這亦會 離。 頂視圖。該 為一基材裝 它們被建構 置在該工廠 J基材。又， 道將工廠界 1 3 2的位置 基材’然後 ，11 6，或送 來在一基材 室1 3 5中取 到匣盒1 3 4 其中一冷卻 置且一基材 介於它們之 熱板137與 被設置成是 7 200422443 從鏈結通道1 1 5進出，但本發明的實施例並不侷限於特定 的結構或安排。因此，退火室可被設置成與主機架11 3相 聯通。 如上文提及的，ECP系統100亦包括一處理主機架113 其具有一基材傳送機械臂12〇設置在中央位置。機械臂120 大體上包括一或多個臂/載盤丨22，124其被建構來支撐及 傳送基材。此外，該機械臂12〇及其載盤122，124被建構 成可伸展’旋轉及垂直地移動，使得機械臂丨2〇可將基材 插入到複數個位在該主機架丨丨3上的處理站1 〇2，1 〇4， 106，108，11〇，112，114，116並將基材從這些處理篆中 取出。相類似地，工廠界面機械臂丨3 2亦具有伸展，旋轉 及垂直地移動其基材支撐載盤的能力，同時可沿著該機械 臂執道直線地移動，該執道是從該工廠界面延伸至該主機 架 113。處理站 1〇2，1〇4，1〇6，1〇8，110，112，114，116 可以疋任何數量之用在一電化學電鑛平台中的處理槽。詳 言之’處理位置可被建構成電化學電鍍槽，沖洗室，斜的 潔淨室’旋轉沖洗乾燥室，基材表面潔淨室，無電極電鍍 槽，度量檢驗站，及/或其它可有利地與一電鍍平台一起使 用之處理槽。每一種處理槽及機械臂都與一處理控制器 Π1相溝通’該控制器可以是一微處理器式的控制系統， 其被建構成可接收來自於使用者及/或位在系統丨〇〇上的 多個感應器的輸入並根據這些輸入來適當地控制系統1 〇 〇 的操作。 在示於第1圖的舉例性電鍍系統中，處理站可如下所 200422443 述地被建構。處理站114及116可被建構成一介於位在主 機架113上的濕式處理站與在鏈結通道115，退火室ι35, 及工廠界面13〇内的乾燥處理區之間的界面。位在界面位 置處的處理槽可以是旋轉沖洗乾燥室及/或基材清潔室。詳 言之，每一站丨丨4及丨丨6都可包括疊架形式的旋轉沖洗乾 燥至及基材清潔室。站102，1〇4，11〇及112可被建構成 電鍍槽’電化學電鍍槽或無電極電鍍槽皆可。站1〇6，1〇8 可被建構成斜的潔淨室。一電化學處理系統的其它結構及 構造被示於2002年十二月19日提申，名稱為，，]^11:卜 Chemistry Electrochemical Processing System”的美國專利 申請案第1 0 / 4 3 5，1 2 1號中’該案藉由此參照而被併於本文 中 0 第2圖顯示為可被使用在處理站102，104，110，及 1 1 2中之一舉例性電鍍槽200的一部分立體及剖面圖。該 電化學電鍍槽200大體上包括一外槽盆201及一内槽盆 2 02其位在該外槽盆201内。内槽盆202被建構成可容納 一用來在一電化學電鍍處理期間電鍍一金屬，如銅，於一 基材上之電鍍溶液。在電鍍處理期間，該電鍍溶液被持續 地供應至該内槽盆2，因此電鍍溶液持續地溢流超過該 内槽盆2 0 2的最高點（通常被稱為一，，堰”）且被外槽盆2 0 1 所收集並流出以進行化學管理及循環。電鍍槽2 0 0被大致 傾斜一角度，即’電鍍槽2 0 0的框架部分2 0 3的一側被稍 微抬高使得電鐘槽2 0 0的構件被傾斜約3度到約3 0度，或 為了得到最隹的結果’被傾斜約4度到約1 0度。電鍍槽 9 200422443

2 00的該框架件2〇3的上部支撐著一環形基座件2〇4。因為 框架件2 0 3的一側被抬高，所以基座件2 〇 4的上平面表面 相對於水平被傾斜一角度，其對應於該框架件2〇3相對於 水平位置的一傾斜角度。基座件2〇4包括一環狀或圓盤狀 的凹陷其形成在基座件的中央，該環狀凹陷被建構成可容 納一圓盤狀的陽極件205。基座件204進一步包括複數個 流體入口 /排放口 209其從基座件的一下表面延伸出。每一 流體入口 /排放口 209都被建構成可各別地供應流體至電 鍍槽的陽極隔間或陰極隔間或從該等隔間排出流體。陽極 構件205包括複數個槽207,其中槽207被設置在陽極205 的整個表面上且排成彼此平行。平行地排列產生在陽極表 面上之緻密的流體得以向下流入到槽2 〇 7中。電鍍槽2 〇 〇 進一步包括一薄膜支撐組件206。薄膜支撐組件206在它 的外周緣處被固定到該基座件204上，且包括一内部區域 其被建構成可讓流體通過。一薄膜208(其為一離子膜且被 建構成可選擇性地讓離子通過）被舖展在支撐件2〇6的下 表面上且流體地將電鍍槽中的一陰極電解液室部分與陽極 電解液室部分分隔開來。本發明的實施例利用一陽離子薄 膜，其被建構成可讓正銅離子在基材的方向上通過，同時 防止電鍍溶液的組成物（主要是有機添加物）在陽極2〇5的 方細昂上通過該薄膜208。該薄膜支撐組件206可包括一 設置在靠近該薄膜的周邊處之〇型環式的密封件，其中該 密封件被建構成可防止流體從薄膜20 8的一側移動至薄膜 208的另一侧。 10 一擴散板21 0(其通常為一多孔的陶瓷圓盤件）被建構 成可產生一層流或均勻的流體流於基材的方向上，該擴散 板可被設置在該薄膜208與將被電鍍的基材之間。該舉例 性的電鍍槽及上述的構件被進一步地示於2002年十月9 曰提申，名稱為 ’’Electrochemical Processing Cell” 的美國 專利中請案第1 0/268,284案中，該案主張2002年七月24 曰提申之美國暫時申請案第6 0/3 89,345號的優先權，這兩 個案子的内容藉由此參照而被併於本文中。 如上文提及的，為了要將電鍍膜中的缺陷最少化，在 將基材沉浸到容納在一電鍍槽中的電鍍溶液内期間附著在 基材表面上的氣泡應被減到最少。用來在形成最少的氣泡 下將基材沉浸的方法及設備被揭示在2002年十月7日提 申，名稱為”Tilted Electrochemical Plating Cell with Constant Wafer Immersion Angle” 的美國專利申請案第 1 0/26 6477號中，該案内容藉由此參照而被併於本文中。 本發明的實施例提供一種改良的方法用來將基材沉浸到一 處理流體中，該方法可產生最少的氣泡附著在基材表面 上。本發明的沉監方法以將一基材裝載至一頭組件3 00中 的處理作為開始，如第3圖所示。該頭組件3 0 0大體上包 括一接觸環302及一推力板組件304，它們被一裝載空間 3 06隔開。該接觸環302及推力板組件304的一更為詳細 的說明可在 2002年十月 2日提申，名稱為”Plating Uniformity Control By Contact Ring Shaping” 的美國專禾J 申請案第 1 0/2 7 8，5 27 號及名稱為 ’’Cathode Contact Ring for 200422443

Electrochemical 找到，這兩個案 一機械臂， 材通過裝載空間 械臂120可以是 壓力的嚙合裝置 向下（製造表面# 附在該基材的背 臂然後可通過該 用以將基材放置 上，鬆開該真空 觸環302處撤出 當該基材被 3 0 4可被降低至 材處理位置上的 在接觸環302的’ 在此位置時，機 接觸環3 0 2上。 即被垂直地致動 上，用以與位在 板04與基材的 壓頂位在接觸環 接觸環302上以 亦可在該基材與

Dep〇Sltl〇n”的美國專利第6,251，236號中 子的内容藉由此參照而被併於本文中。 如第1圖中的機械臂120，被用來將一基 3〇6放置在該接觸環3〇2上。詳言之，機 一真空式機械臂，其被建構來用一可降低 來與基材的背側嚙合。該基材然後可以面 J下）的姿勢被支撐，其中該真空嚙合裝置 側或該基材之非製造表面表面上。該機械 裝載空間306伸入到接觸環3〇2中，降低 到接觸環環302的接觸銷/基材支撐表面 嫗合裝置，升高至一撤出高度，然後從接 流下基材被該接觸環3 〇2支撐著。 放置到該接觸環3 02上之後，推力板組件 一處理位置。詳言之，第3圖顯示在該基 推力板304，即推力板304被垂直地放置 F表面上方，使得裝載空間3 〇 6被最大化。 械臂1 2 0具有最多的空間來將基材載入到 然而，一但基材被載入之後，推力板3 〇4 ’即被致動於第4圖的箭頭所示的方向 接觸壤3 0 2上的基材的背側相喷合。推力 为側之間的嚙合會將該基材機械性地偏動 3 02上的電子接觸銷，同時將基材固定在 進行處理。推力板304與基材背側的嚙合 推力板304之間產生一流體密封，因為該 12 200422443 推力板3 04可包括一 〇型環或其它種類的流體密封件。 與基材的背側相嚙合時，此密封件可在該推力板3〇4與 材之間產生一流體阻障物，其可防止處理流體與基材的 側相接觸。 一但基材藉由推力板304而固定到接觸環3〇2上 後，頭組件3 00的下部，即，接觸環3〇2與推力板3〇4 組合，會以一斜角度被放置。該頭組件的下部透過該頭 件繞著一樞轉點4 0 8的樞轉致動而被樞轉至該傾斜角 度。該頭組件3〇〇的下部是繞著樞轉點4〇8被致動，這 造成該頭組件3〇〇的下部在第4圖的箭頭所示的方向上 樞轉運動^頭組件300的下部及被放在接觸環3〇2上的 材的電鍍表面央為該頭組件300的運動的結果而被傾斜 該傾斜角度度，其中該傾斜角度度被界定為介於水平與 定在接觸環3 02上之基材的電鍍表面/製造表面之間的 度。該傾斜角度大致上係介於約3度至約3 0度之間，更 定地係介於約3度至約1 〇度之間。又，樞轉點4 〇 8大致 被設置在當該頭組件被傾斜時該基材的一中央垂直軸會 持在當該基材被水平地放置時相同的位置的位置處，即 樞轉點408位在靠近接觸環302處。 一但該頭組件3 00被傾斜之後，其可被致動於ζ方 上以開始該沉浸處理，雖然本發明並不侷限於此順序， 為此Ζ方向的致動及傾斜處理可同時被實施或用不 序來實施。在本發明之目前的實施例中，該頭組件3 〇 〇 致動於第5圖的箭頭501所示的方向上，用以將位在# 當 基 背 之 的 組 度 會 的 基 至 固 角 特 上 保 向 因 順 被 接 200422443 觸環302上的基材帶向容納在位在頭組件300底下之該電 鍍槽504中之電鍍溶液中。箭頭501所指的方向可以是平 行於基材的中央軸，或箭頭501所指的方向可以是大致垂 直的。 電鍍槽504(其與第2圖所示的電鍍槽300大致相同） 容納一電鍍溶液。該電鍍溶液大體上會溢流出該内堰的最 高點 502，因此該電鍍溶液浴的上表面會形成一大致平面 的流體表面。因此，當頭組件3 00朝向電鍍槽5 04移動時， 接觸環3 0 2的下側，即接觸環3 0 2位在因為傾斜角度度而 最靠近電鍍板5 04的一側會在頭組件3 00朝向槽5 02被致 動時接觸該電鍍溶液。將頭組件3 0 0朝向槽5 0 2的致動處 理可進一步包括施加一旋轉運動至該接觸環3 0 2上。此旋 轉運動可介於l〇rpm至約240rpm之間，或更特定地介於 約6 r p m至約1 2 0 r p m之間。因此，在沉浸處理的最初階段， 接觸環3 02是被致動於垂直或Z方向上，同時被繞著一與 基材的半徑中心的中央軸轉動。當基材被沉浸到容納在該 電鍍槽5 04中的電鍍溶液中之後，頭組件的Z方向運動被 減慢及/或停止且接觸環3 02的傾斜位置被恢復到水平，如 第6圖所示。該垂直或Z方向運動的減慢或停止被加以計 算用以在該傾斜角度被減小時將基材保持在電鍍槽5 04内 的電鍍溶液中。又，本發明的實施例被建構成該傾斜角度 的去除，即接觸環3 02回復到大致水平的位置，可與接觸 環3 02進入到該電鍍溶液中之垂直的運動同時被實施。因 此，本發明的實施例被建構成可讓基材在首次接觸該電鍍 14 200422443 >谷液時以一傾斜角度接觸，然後該傾斜角度在該基材持續 被沉浸到該電鍍溶液中時被恢復至水平。此處理產生一獨 一無二的運動，其包含垂直的致動及傾斜角度度的致動兩 者’而這已被證實可在沉浸期間減少氣泡的形成及減少氣 /包附著在基材表面上。又，基材在沉浸處理期間的垂直及 樞轉致動亦包括接觸環302的轉動運動，這已被證實可進 一步減少在沉浸期間之氣泡的形成及減少氣泡附著在基材 表面上 〇 一但基材完全被沉晉在電鍍槽504内的電鍍溶液中之 後，頭組件300可被進一步致動於垂直方向上（向下）用以 將基材進一步沉浸到電鍍溶液中，即將基材放置到更深的 電鑛溶液中H 7圖所示。此處理亦可包括轉動基材， 這可讓任何在沉浸期間被形成的氣泡脫離基材表面。當基 :被放置在更深的電鍍溶液中時’頭組件3〇〇可再次被繞 者枢轉點4 0 8才區轉，传搭其从士 W使侍基材表面可以平行於該陽極205 的上表面的方式被放置，如第8圖所示。 雖然頭組件300在前一步驟中將基材向下致動進入到 電鑛溶液中，但示於第8圖的傾斜運動不會將基材的表面 升出在該被傾斜的接觸環的 > W慝之電鍍溶液的表面外。 坪言之，因為樞轉點408是位在頭组 只、、且1干j ϋ 0的申間，戶斤以 當頭組件將接觸環3〇2繞著樞 的在丨姑、隹丰 轉08柩轉時，接觸環302 的一側被進一步沉浸到電鍍溶 ' 而接觸環3 0 2的i目>5 側則會因為樞轉運動的結果 起。因此，因為一作…、 “液的表面向上升 仁基材破沉浸到電鍍溶液中之後，其是 15 200422443 要被你M JL· ’、符在該電鍍溶液中，所以頭組件3 〇 〇將會被進一步 致動進入 八到該電鍍溶液中，用以將接觸環3 02從第7圖所 厂、的Jc平位置移動至第8圖所示的傾斜位置，而不會將基 材的任命 1 —邛分升出電鍍溶液之外。頭組件3 0 0的最後傾 斜運動對應於在處理位置（即，被接觸環3 〇2支撐的基材大 致平杆於 、一位在該電鍍槽504的下部中之陽極的位置）的 妾觸裒3〇2’其大致對應於將基材放置在一處理角度。該 處理角度大致對應於陽極2〇5的上表面相對於水平的角 度又’將接觸環302放置在處理位置可包括進一步將頭 、、、牛 〇朝向位在該電鍍槽的下部之陽極致動，使得基材 、、又表面可位在離該陽極一特定的距離的位置處以進行 電鐘。 ，v，〜，人％ q 匕仍一佩|通動具可進一 步增進乳泡的去除。詳言之，當基材被沉浸到該電鐘溶液 中時頭組件3 0 〇可以一振盪的方式（即，該基材被傾斜於 第角度及一第二角度之間數次的方式）被來回地傾斜 於第侦斜角度度與一第二傾斜角度度之間。此傾斜運 動可用*與速的方式（即，從約每秒2次傾斜至約每秒2〇 次傾斜)來實施。該傾斜運動可藉由旋轉來完成，這可進一 步此使附著在基材表面上的氣泡脫離。 本發明的沉 振盡。洋言之， 上、下致動。當 下方的溶液體積 浸處理亦可包括基材在電鍍溶液中之垂直 當基材被沉浸到電鍍溶液中時，基材可被 基材在電鍍溶液中被向上升起時，在基材 會增加，因此會產生一快速的溶液流，流 16 200422443 至基材底下的區域。相類似地，舍 田基材被降低時，基材底 下的體積會變小且會產生一 ^ 向外^動的溶液流。因此，基 材的垂直致動（即，重籍沾 ^ ^ . 、下運動）會造成逆轉或振盪流 體/爪毛生在該基材表面上。婵 曰加轉動至該振盪可進一步加 強該振盪的流體流過該基絲矣 基材表面。這些振盪的流體已被證 明可促進氣泡的移除並進而減少缺陷。 本發明的沉浸處理可進一牛 ^匕括‘該基材被沉浸到該 電鍍溶液中時振盪該基材的韓 _ 的轉動。詳言之，該基材在沉浸 及電鍍兩處理期間被轉動。此轉山 ϋ锝動可藉由被耗竭的電鍍溶 液的循環來增加基材表面的漭辨 们/瓜體流。這些轉動及流體流特 徵亦可在該沉浸處理期間被用Φ ^ j饭用來促進氣泡的去除。詳言 之，本發明的實施例被建構点可趨—# U丄 再成可讓該基材在基材被沉浸的 期間及/或之後，以不同的轉動诘銮 评動迷率及轉動方向被旋轉。例 如，當基材被沉浸到溶液中之徭，I1、，L ^ <傻，基材可頁先被轉動於順 時鐘方向達一預定的時間，接著鑪 ， 妖考轉動方向被切換至逆時鐘 方向並轉動一預定的時間。韓動古 得動方向可被切換數次或一 次，端視應用之所需。 此外，本發明的實施例可使用上述的振盈方法的組 合。例如，本發明的沉浸處理可包括傾斜致動，旋轉致動， 及垂直致動’或它們的任何組合。 第9圖顯示本發明的沉浸方法的流程圖。沉浸方法開 始於步驟9〇1，將被電鍍的基材在該步驟被載入到該頭組 件300的接觸環3〇2上。該載入處理大體上包括將一機械 臂載盤伸入到介於該推力板304與該接觸環3〇2之間的裝 17 200422443 載空間3 0 6，用以將一基材放到該接觸環3 0 2上。一但基 詞矮被放置到接觸環3 0 2上之後，推力板3 0 4會被致動用 以將基材固定在該接觸環上以進行處理。 當該基材被固定在該接觸環上以進行處理時，該沉浸 方法前進至步驟902，在該步驟該接觸環被傾斜至一傾斜 角度度，被轉動，及被致動朝向裝在該電鍍槽内的電鍍溶 液。傾斜及朝向電鍍溶液致動的處理可同時被實施，可交 替地被實施，可被分別實施，其中該處理的傾斜部分首先 被實施，使得當接觸環3 02到達該電鍍溶液時，該頭組件 3 0 0已經被傾斜至該傾斜角度了。 當該基材與裝在該電鍍槽内的電鍍溶液的表面接觸 時，該沉浸方法前進至步驟903，接觸環3 02在該步驟被 傾斜回到水平，即原來的傾斜角度度被移除。將接觸環及 置於其上的基材回復到水平位置的處理可用數種方式來完 成。例如’當該接觸環及位於其上的基材開始接觸該電鍍 溶液時’接觸環300的傾斜角度可開始被減小或回復到水 平。因為接觸環仍被垂直地致動，即朝向電鍍溶液致動， 所以同時縮小傾斜角度度會造成基材表面因為該垂直致動 的關係而以一垂直的方式接觸裝在該電鍍槽内的電鍍溶 液’及因為該傾斜角度在該頭組件3 0 〇的垂直運動被減小 的結果而以一變動的角度方式接觸裝在該電鍍槽内的電鍍 》谷液。將該接觸環3 0 2回復到該水平位置，即去除該傾斜 角度度’的另一個方法包括在該傾斜角度被保持固定下將 該接觸環完全沉浸到該電鍍溶液中。然後，當基材被沉浸 18 200422443 到該電鍍溶液中之後，該傾斜角度可被調整回到水平。然 而，無論使用何種方法將該接觸環恢復到水平位置，重要 的是將該基材保持沉浸在該電鍍溶液中，即確保該接觸環 的高侧沒有傾斜超過電鍍溶液而將基材露到環境大氣中， 因為這會造成電鍍缺陷。無論是使用何種方 川u裡万决，接觸環302 在整個沉浸處理中是被會轉動的。 此外，本發明的實施例將步驟9〇3擴張用以在基材被 >儿次到该電鍍溶液中時包括多個傾斜運動。例如，♦美材 被沉浸到該電鍍溶液中時，頭組件3〇〇可將接觸環;^來 回地傾斜於在一方向上的一傾斜角度與在另一方向上的一 傾斜角度之間。此傾斜或鐘擺式的運動可將沉浸處理中附 著在該基材的表面上的氣泡去除掉。&重復的傾斜或鐘擺 式的運動亦可基材的轉^，其與該傾斜運動相結合時已被 證明可將附著在基材表面上的絕大部分氣泡去除掉。除了 傾斜振盪之外被施加的其它振盪運動包括了垂直致動，旋 轉致動及水平致動。 产^基材被沉浸到該電鍍溶液中且附著在基材表面上的 氣泡都被去除掉之後，本發明的沉浸方法即前進至 9〇4,接觸環3〇2在該步驟被致動進入到一處理或電鍍位 置。該處理或電鍍位置大體上包括放置該基材使得基材又表 面平行於電鍍槽内的陽極的上表面…除了平行於陽極 表面之外，基材亦可被放置在一離陽極的上表面一特 距離的位i，或者，離-擴散薄膜或其它位在該電鍍 介於基材與陽極之間的薄膜的上表面一特定的距離處： 19 200422443 在 作。當 推力板 平約3 3 0 0下 觸到該 變小可 實施， 段預定 傾斜角 直到基 溶液中 3 Orpm 90rpm 將 被證實 陷。本 動及轉 少，進 傳統的 基材上 現當實 理期間 的缺陷 本發明的另一實施例中，該沉浸處理包括以下的動 基材被載入到接觸環3 0 2中之後，即，被載入ϋ被 3 04固定之後，基材及頭組件3 〇 〇可被傾斜〆離水 度至約7度的角度且被致動朝向裝在位於該頭組件 方之一處理槽内的處理溶液。當該基材的前導緣接 處理溶液時，該傾斜的角度可被變小。傾斜角度的 與持續地將該基材致動至該處理溶液中的動作同時 或交替地實施，當該基材被沉浸到該處理溶液中’ 的距離之後’朝向該處理溶液的致動可被停土，而 度的減小則被持續。該傾斜角度的減小會一直持續 材再次回到大致水平的平面。將該基材沉浸到處理 的整個處理包括了轉動該基材。轉動的速率介於 至約240rpm之間，更佳地為介於約45rpm炱約 間。 基材朝向主理溶液致動同時減小傾斜角度的處理已 可減少導因於附著在基材表面上的氣泡之電鍍缺 案^明人獲得的結論為，角運動加上基材的蚕直致 動可將沉浸處理期間產生之氣泡的附著大幅地減 而減少後續的電鍍缺陷。又，本案發明人發現，與 /儿/史處理及結構比較起來，將基材的樞轉點設置在 方可進一步減少電鍍缺陷。詳言之，本案發明人發 上述的 >儿、/叉處理時，如當基材的中心轴在沉浸處 被沉浸到靠近處理溶液浴的中心時，就可獲得改善 率 〇 20 200422443 雖然以上所述是有關於本發明的實施例， 其它及進一步的實施例亦可在不偏離本發明的 被實施，本發明的範圍是由下面的申請專利 的0 【圖式簡單說明】 本發明之一更為特定的描述可藉由參照顯 之實施例而被作成，使得本發明之上述特徵， 可被詳地地暸解。然而，應注意的是，附圖中 發明之典型的實施例，因此不應被認為是本發 制，因為本發明可以有其它等效的實施例。 第1圖為本發明的電化學電鍍系統的一實 圖。 第2圖為使用在本發明的電鍍系統中之一 槽的部分立體及剖面圖。 第3圖為在一基材傳送處理期間的一電鍍 的剖面圖。 第4圖為在一基材傾斜處理期間的一電鍍 的剖面圖。 第5圖為在一基材沉浸處理期間，即，在 間，的一電鍍槽及頭組件的剖面圖。 第6圖為在一基材沉浸之後的傾斜處理期 槽及頭組件的剖面圖。 第7圖為在一基材沉浸處理期間的一電鍍 但本發明的 基本範圍下 範圍來界定 示於附圖中 優點及目地 所示者為本 明範圍的限 施例的頂視 舉例性電鍍 槽及頭組件 槽及頭組件 垂直致動期 間的一電鍍 槽及頭組件 21 200422443 的剖面圖，其中該頭組件將該基材被放置在更深的電鍵溶 液中。 第8圖為一電鍍槽及頭組件被放置在一處理位置時的 剖面圖。 第9圖為本發明之沉浸方法的流程圖。 【元件代表符號簡單說明】 100 ECP 系統 130 X 廠 界 面 132 機 械 臂 134 基 材 匣 盒 113 主 機 架 115 鏈 結 通 道 114，] ί 16 處理槽 135 退 火 站 136 冷 卻 板 137 加 熱 板 140 基 材 傳送機械臂 120 基 材 傳 送 機械臂 122，: 124 載盤 111 處 理 控 制 器 102, 104 ，106，108，110，112 處理站 200 電 化 學電鍍槽 202 内 槽 盆 201 外 槽 盆 203 框 架 部 分 204 基 座 件 205 陽 極 件 206 薄 膜 支撐組件 207 槽 209 流 體 入口 /排放口 208 薄 膜 210 擴 散 板 300 頭 組 件 302 接 觸 環 304 推 力 板 組 件 306 裝 載 空間 504 電 鍍 槽 502 最 高 點 408 柩 轉 點

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Claims (1)

1. 200422443 拾、申請專利範圍： 1 · 一種將基材沉浸到一流體溶液中的方法，其至少包含： 將一基材载入一承載件中，該承載件被建構成可以一面向 下的方式來支撐該基材； 將該承载件傾斜一從水平量起的第一傾斜角度； 於該第一傾斜角度將該承載件朝向該流體溶液位移；及 當該基材與該流體溶液接觸時’將該承載件傾斜一從水平 量起的第二，傾斜角度’該第二傾斜角度不同於第一傾斜 角度。 2·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一傾斜角 度介於約3度至約1 〇度之間。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第 度為大約0度。 4.如申請專利範圍第1項所述之方法，其進一 + ’、 一巴含以介 於約30rpm至約240rpm間的轉逮來轉動該承 5.如申請專利範圍第1項所述之方法，A推一牛^ 八進步包含當診 基材被沉浸到該流體溶液中之後振盪該第二傾 人 、斜角度。 6.如申請專利範圍第5項所述之方法，苴 /、進步包含當診 基材被沉浸到該流體溶液中之後在一垂直方向 ^ D上振盪該 23 200422443 7 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其進一 該承載件使得當該基材被沉浸到該流體溶液 基材的一電鍍表面被放置成平行於一位在該 的陽極的上表面。 8 · —種在基材的沉浸處理期間將氣泡附著最小 該方法至少包含： 將該基材傾斜一從水平量起的傾斜角度； 垂直地致動該基材朝向一流體溶液，同時保 度； 當該基材與該流體溶液接觸時將該傾斜角度減 平，同時持續該基材的垂直致動；及 在該垂直致動完成時將該基材放置在一處理角 9·如申請專利範圍第8項所述之方法，其進一 於約60rpm至約120rpm間的轉速來轉動該； 10·如申請專利範圍第8項所述之方法，其進一 基材被沉浸到該流體溶液中之後及在將基材 理角度之前，振盪該基材的傾斜角度。 11 ·如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該 步包含放置 中之後，該 流體溶液中 化的方法， 持該傾斜角 小至大約水 度。 步包含以介 I材。 步包含在該 放置在該處 處理角度對 24 200422443 應於一角度，其為一設置在該流體溶液中的陽極的上表 面相對於水平的角度。 1 2.如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該傾斜角度介 於约3度至約7度之間。 1 3 .如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該傾斜角度在 垂直致動被完成之前被減小至水平。 1 4.如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該傾斜角度在 基材完全沉浸到該流體溶液中之時是大於0度。 1 5. —種將一基材沉浸到一電鍍電解液中的方法，該方法至 少包含： 將該基材放置到一接觸環上； 用一推力板組件來將該基材固定到該接觸環上； 將該接觸環傾斜一介於約3度至約7度之間的傾斜角度； 垂直地致動該接觸環朝向該電鍍電解液同時保持該傾斜角 度； 在一介於約30rpm至約120rpm的轉動速率下轉動該接觸 環； 當該接觸環剛接觸到該電鍍電解液時將該傾斜角度減小至 大約水平；及 將該基材放置在一處理位置。 25 200422443 1 6.如申請專利範圍第1 5項所述之方法，其進一步包含在 停止該垂直的致動之前將該傾斜角度減小至大約水平。 1 7.如申請專利範圍第1 5項所述之方法，其中將該基材放 置在一處理位置包含將該基材放置成實質平行於一位在 該電鍍電解液中的陽極的上表面。

   1 8.如申請專利範圍第1 7項所述之方法，其中該陽極的上 表面被傾斜一從水平量起之介於約4度至約1 0度之間的 角度。 1 9.如申請專利範圍第1 8項所述之方法，其進一步包含在 該傾斜角度被減小至大約水平之後，振盪該基材的傾斜 角度。

   2 0.如申請專利範圍第15項所述之方法，其進一步包含在 沉浸期間保持該基材的一中心軸靠近該電解溶液的中心。 26