201020344 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於電解電鍍製程之基板支承件。 更特定言之，本發明係關於一種包含實體可調適接觸構 件之基板支承件，該實體可調適接觸構件經配置以將電 接觸提供予附著至基板支承件之導電基板之背部的凹 孔。亦提供一種用於將基板配置於基板支承件中之方法。 【先前技術】 電鍍係用於廣泛應用中之微電子設備，諸如互聯件、 組件、波導管、電感器、接觸焊墊等。 諸如由本發明製備之主電極適合於涉及生產單層或多 層中之微結構及奈米結構，製造印刷配線板（PWB )、印 刷電路板（PCB )、微機電系統（MEMS )、積體電路（1C ) 互聯件、1C之上互聯件、感應器、平板顯示器、磁性及 光學儲存器件、太陽能電池及其他電子器件的應用。其 亦可用於導電聚合物中之不同類型之結構、半導體中之 不同類型之結構、金屬中之不同類型之結構及可能使用 該主電極來生產之其他結構。甚至矽中之3d結構（諸如 藉由多孔矽之形成）係可能的。 化學氣相沈積及物理氣相沈積為亦可用於金屬化之製 程，但常常偏好電鍍，因為其通常比其他金屬化製程更 便宜且其可在周圍溫度及周圍壓力下進行。 4 201020344 ⑩ 參 工作件之電鍍在含有電解質之反應器中進行。將載運 待電鍵之金屬的陽極連接至正電壓。在一些情況下，陽 極為惰性且待電鍍之金屬係來自電解質中之離子。工作 件（諸如半導體基板）之電導率通常太低而無法容許待 電鍍之結構經由基板連接至背部接點。因此待電铲之 結構首先必須具備導電層（諸如晶種層）。引線將圖线 接至前側之指形接點。指形接點又連接至負電壓。該電 鑛步驟係-電解製程，其中金屬藉由在陽極與工作：上 之導電層（其形成陰極）之間的電解質及所施加之電場 自陽極或自電解質中之離子.轉移至導電圖案（陰極）。 如上文所述，工作件通常由非導電材料製成。當待電 鍍之圖案位於前側時’必須向前側之導電層施加電麼。 額外引線及接觸區亦必須位於前侧，因為使圖案與電極 直接接觸會干擾彼等區域中之電鍍製程。 、 該配置結果具有許多缺點： _在前側具有接觸區佔用大量空間，此 於待電鍍之圖案。 用 -接觸區限制於工作件之周邊以佔用盡可能少的空間。 -電鍵製程緊鄰電極以加速料進行導致金属化之非 均勻性。若工作件之任何 性將會改卜 ”刀可㈣接觸，則電錄均句 應用於接觸區之指形雷搞 之破璜性丨# 製程期間浸沒於電解質 建二 )環境中，從而導致降級之電極。 •建制久的電極需要複雜設計及昂貴材料。 5 201020344 -替代器件及製程在US6322678中予㈣述其中用 應用於工作件背部之接觸區之電極來建構基板支承件， 該等接觸區連接至伸向工作件邊緣周圍之引線或連接 至導電通道，從而延伸穿過基板。然而，us6322678仍 伴隨引線及接觸區佔用前側之空間的問題，因為此等引 線及接觸區不可能與所欲之電鍍協調。又，將電極固定 於接近基板支承件之周邊的少許位置中’僅確保與意欲 Φ 電鍍之工作件之導電表面的周邊接觸，從而需要對工件 之接觸區及引線進行佈局以確保其正確置放於工件之背 部的相應位置中。又，根據US6322678之基板支承件無 益於電鍍ECPR主電極，尤其在並非意欲用於電鍍之側 上亦具有絕緣材料的主電極，因為其不可保證電極接觸 主電極之導電部件。亦必須使基板與基板支承件之電極 仔細地對準。更進一步’電極經配置以使得其可滑動穿 過基板支承件，因而未能確保工作件之背部與電解質的 隔離。 【發明内容】 因此’本發明設法減少、減輕或消除上文顯示之缺陷 中的一或多者且提供所提及之此類型的改良基板支承 件。 在第一態樣中，提供一種系統以達成此目的。該系統 包含（i) 一導電基板，其包含一第一導電側及一第二導 6 201020344 電側，其中該導電基板之該第一側欲予以電鑛；及（㈠） 一基板支承件，該基板支承件包含一附著構件，其用於 將導電基板附著至基板支承件，以使得該基板支承件之 一第一表面面向該導電基板之該第二側；及彈性接觸構 件，其附著至基板支承件之該第一表面，該彈性接觸構 件可連接至一第一外部電位；該導電基板之該第二側具 備使該導電基板之該第二側暴露的絕緣材料，藉以提供 Φ 至少一個接觸區；其中該彈性接觸構件在該至少一個接 觸區中之至少一個接觸點中與該經暴露之第二側接觸。 在另一態樣中，提供一種在電鍍期間用以支承一導電 基板之基板支承件。該基板支承件包含一附著構件，其 用於將該導電基板附著至該基板支承件，以使得該基板 支承件之一第一表面面向該導電基板之第二侧；及彈性 接觸構件，其附著至該基板支承件之該第一表面且可連 接至至少一個外部電位。 P 在從屬申請專利範圍中界定本發明之有利特徵結構。 【實施方式】 在下文，參看圖式來描述本發明之若干實施例。以說 明目的來描述此等實施例以使熟習此項技術者能夠實施 本發明。然而，此等實施例並不限制本發明，而不同特 徵結構之其他組合可能在本發明之範脅内。 201020344 參看第1圖，所圖示的為電鍍處理裝置100之橫截面 概觀。該圖式為電鍍製程之操作原則的簡圖且意欲說明 在此製程中基板支承件101之作用。 在根據本發明之實施例的電鍍製程期間，導電基板】〇 2 附著至基板支承件101。導電基板102可為導電及/或半 導電材料（例如，金屬材料）之晶圓，或摻雜半導體材 料（諸如矽）之晶圓。可藉由附著構件將導電基板i 02 • 附著至基板支承件ι〇1，從而在電鍍製程中封閉基板之 背部來隔離電解質。此附著構件可（例如）為夾鉗環104。 夾鉗環104可由硬質非導電材料（諸如鐵氟龍（Tefi〇n)) 製成。 在實施例中，該導電基板102包含至少部分之導電 砍晶圓。 絕緣材料之一或若干層或圖案可接著配置於導電基板 102上。或者，其他導電材料可配置於導電基板^⑽上。 又，可使絕緣材料之一或若干層或圖案與導電材料之一 或若干層或圖案組合以圖案化導電基板^ 〇2。 在實施例中，基板支承件101由諸如聚丙烯（PP)、 鐵氟龍或聚二_ (PEEK)之絕緣材料製成，且在另一 實施例中，基板支承件1G1由諸如不錄鋼之導電材料製 實施例中，基板支承件丨〇丨主要由絕緣材料 製成’但可包含與在本發明中進一步描述不同之接觸構 或若干個導電部件。導電基板1 02係用電絕緣層 圖案化’絕緣層103形成凸起結構，凹孔形成於該 201020344 等凸起結構之間。在該等凹孔中，導電表面經暴露，可 在電鍍製程期間將金屬沈積於該等導電表面上。碗腔1〇5 用儲存器106建構。在電鍍製程期間，儲存器1〇6由電 解質填充。電解質以平緩流形式經由陽極1〇7自外部儲 集器（未圖示）抽取。陽極107可形成為格柵以不阻礙 電解質向上朝導電基板102流動，該導電基板1〇2浸沒 於電解質之表面下方。使電解質流動經過由絕緣層1 〇3 形成之凹孔中的導電表面。將電壓施加於陽極1〇7 (其 可為單件或分段的）與導電基板丨02之背部之間，該經 暴露之導電表面進而形成該製程中之陰極。可經由基板 支承件101將電壓施加於陽極1〇7與導電基板1〇2之背 部之間’如下文將進一步論述。金屬離子由陽極釋放且 由電解質及所施加電場朝經暴露之導電表面載運，其中 金屬離予沈積於該暴露之導電表面成為一電鍍金屬層。 在另一實施例中，陽極為惰性的且離子僅由電解質提 供°在此實施例中’偏好規律地補給新鮮離子電解質。 根據另一實施例，滲透膜（未圖示）可配置於槽中， 介於陽極107與基板支承件101之間，以容許使用兩種 電解質之製程’從而在槽中形成基板支承件1〇1經定位 所處之第一隔室’及陽極107經定位所處之第二隔室。 無機物質可滲透該滲透膜，諸如對金屬離子（其由陽極 107處之金屬溶解產生）及水，但有機物質（諸如增亮 劑及抑制因子）不可滲透該滲透模。第二電解質可注入 膜上方之第一隔室中（亦即，在基板支承件1〇1經定位 9 201020344 所處之膜的側上），且可含 真心h 了 3有增亮劑及抑制因子。因為增 凴劑及抑制因子可在陽極1〇7處降 盥陪拯 所以藉由膜使其 ”陽極107分離可為重要的。在某 107 ^ „ 在基板支承件101與陽極 1〇7之間弓丨入滲透膜解決上文顯示之問題。 電解質在流過基板後’如由箭頭1〇8所指示，溢出碗 腔1〇5至外部電解質收集槽1〇”。可使電解質自該槽 返回外部儲存ϋ (未圖*)以使其再循環至製程中。當
再循環時’電解質很可能首先經過控制台及/或過濟器 (未圖示)。電解質亦可作為廢液來收集，此意謂不再使 其返回至製程。基於所述製程之需求來選擇所選的製程 流程》 因此，在製備主電極期間，根據本發明之實施例基 板支承件使基板浸人電解質中且金屬#由電冑而沈積於 基板之前側的凹孔中，同時保持背部封閉而與電解質隔 離。根據一實施例，可將基板支承件1〇1安裝至活塞11〇 及外部製程控制裝置（未圖示）。在整個製程期間，可使 基板支承件101在環繞ζ軸之任一方向上旋轉，如第i 圖中所示。就電場變化及電解質橫過基板之流動的變化 而言’此旋轉確保電鍍製程之均勻性。 第1圖中所描繪之實施例展示水平配置之基板支承件 101’但同樣可能將基板支承件1〇1用於諸如傾斜電鍍器 之電錢裝置。在傾斜電鍵器中’例如可在相對於z軸3〇。 至6〇。（諸如45。）之區間内使基板支承件傾斜。另一替 代實施例為將基板支承件101用於諸如托架電鍍器之電 201020344 鐘裝置在托架電鏟器中，使基板支承件101實質上垂 直地浸入電解質中。後述替代實施例亦可容許多個基板 支承件101同時並行地用於同一處理裝置]〇〇中。 由虛線111所表示之外部導體及/或空氣管道分別將電 力供應至電接觸構件（未圖示’但包含在基板支承件101 中）且經由活塞110將氣體壓力供應至基板支承件101。 由於活塞之旋轉運動，可需要（但未必始終需要）藉由 • 電刷接點、滑動接點或熟習此項技術者認為適合的類似 摩擦接觸構件來建立與至少一個與外部電源之電接觸。 該等習知空氣管道之目的係用氣體壓力供應基板支承 件101，例如，以用於諸如將基板1〇2附著至基板支承 件101之應用，用於將基板1〇2裝載至基板支承件1〇1 中或自基板支承件101㈣出基板102,或用於致動夾 鉗環104之運動等等。 可將導體及/或空氣管道lu自活塞110導引至外部單 ❹ 元112 ’外部單元包含器件之集合’諸如至少一個選 自包含電源、氣泵、使用者介面，該使用者介面諸如操 作者可藉以控制裝置之不同部件及/或製程的電腦。 參看第2A圖至第2B圖，所圖示的為導電基板1〇2及 經圖案化之絕緣層103之許多示範性實施例。絕緣材料 103可提供於面向基板支承件之導電基板ι〇2之側面的 第一部分上。因此，背部絕緣層1〇3A可經圖案化以在導 電基板102之該側面的第二部分處將背部分成一或多個 接觸區203 »背部上之圖案通常（但未必始终）為同心 201020344 圓或圓弧段之形狀。中間之區域（亦即，背部之中心） 通常（但未必始終）保持暴露以形成一接觸區。如關於 第2C圖所進一步描述，整個背部保持暴露以形成單一背 部接觸區203亦在此實施例之範_内。經圖案化之背部 產生有益的技術效應，即在前側之凹孔中具備預沈積材 料的ECPR主電極可自形成於背部上之不同接觸區連接 至若干電麼。此得到控制及確保在整個主電極上電梦效 φ 率之均勻分佈的可能性。因此，亦使背部囷案化係方便 的0 在一實施例中，導電基板之背部具備至少形成一個凹 孔於暴露導電基板之前側的絕緣材料，藉以將至少一個 接觸區提供於該凹孔中。因此，導電基板之該背部的第 一部分及第二部分經配置以使得該絕緣材料形成至少— 個凹孔，其中將該至少一個接觸區2〇3提供於該凹孔中。 在一實施例中，至少一個接觸區2〇3覆蓋導電基板^ ❹ 之背部之對角線的至少50%。就此而言，導電基板1〇2 之背部之對角線的至少8〇% (諸如至少95%)可由接觸 區203覆蓋。以此方式，可提供電壓之均勻分佈，從而 確保在前側上之均勻電鍍高度及電鍍速度。又，此實施 例提供以下技術效應，即根據下文，一特定背部圖案 與接觸構件304之不同組態相互作用。 應瞭解導電基板1〇2在橫向方向上之電阻率可足夠 大或不同電位之接觸區之間或前側上凹孔之間的 間隔可足夠大，以+道恭甘> 巧九’从在導電基板102前側上沿半徑方 12 201020344 至少兩個點中產生不同電位。 當在電化學圖案複製（ECPR)製程中將基板用作主電 極時，用待複製之佈局圖案化前侧絕緣層】㈣。由前側 絕緣層丽形成之凹孔經預配置（在較早製程中）而具 有實質惰性（在該電解質中為惰性）導電材料如之一 或多個層，下文稱作電極層。電極層可具有選自包含
Au、Ti、TiW、Cr、Ni、ς;
Nl Sl、Pd、Pt、Rh、Co 及/或其合 ❿ 金或異質混合物之群的材料。在由箭頭2〇2所表示之電 解製程期間，金屬沈積於該經預配置之電極層2〇1上。 導電基板允許使用邊緣絕緣層1〇3c，其包含具有至少 一種電絕緣材料之至少一個層，其覆蓋導電基& 1〇2之 邊緣。邊緣絕緣層l〇3c之目的係當在電化學圖案複製 (ECPR)製程中將該導電基板用作主電極時，在導電基 板與目標晶圓之間提供電絕緣。邊緣絕緣層之另一目的 係連同基板支承件101 一起提供空氣密封且提供允許在 製程期間機械操作（諸如藉由基板支承件1〇1來夾緊或 藉由用於裝載或卸載基板支承件1〇1令之晶圓的機器人 臂來夾緊）之表面。邊緣絕緣層1〇3c亦用以當在製程期 間將基板102安裝於基板支承件1〇1上時，連同密封墊 一起形成氣密密封，以防止電解質與基板之背部進行接 觸。偏好將邊緣絕緣層l〇3c自基板之邊緣覆蓋至少1 至 10 mm。 邊緣絕緣層103C之另一優勢係在於後續ECPR製程中 將基板102用作主電極的期間。當主電極受擠壓至正圖 13 201020344 案化之基板時’邊緣絕緣層i 03C確保正圖案化之基板不 會沿邊緣發生短路。 參看第2C圖’所圖示的為導電基板1〇2之另一示範性 實施例。在此實施例中，整個背部保持暴露以在面向基 板支承件之導電基板之側面的第二部分中形成單一背部 接觸區203。前側已被結構化且電極層2〇1 (depressi〇n) 配置於凹陷處。側壁由絕緣層103B覆蓋。 參看第3A圖及第3B圖，所圖示的為根據本發明之基 板支承件101及實體可調適接觸構件3〇4之工作原理的 實施例。實體可調適接觸構件可為與基板支承件1〇1電 絕緣之任何電接觸構件，除任何進一步所描述經配置以 在該電接觸構件304與任何外部電源之間提供電接觸之 互連外《其他互連可（例如）為穿過基板支承件或 圍繞基板支承件101之引線。此實體可調適接觸構件可 適合於垂直方向上之結構化表面且建立與該表面之電接 觸，同時在橫向方向上覆蓋基板之實質表面區域。因為 後績ECPR製程需要在絕緣層（例如，邊緣絕緣層1〇3〇 之表面與凹孔之底部之間的一特定階躍高度（step height)，所以亦必需能夠與基板1〇2之背部進行良好的 電接觸。此藉由使用基板支承件1〇1之實體可調適接觸 構件304而得以保證。接觸構件3〇4可（例如）由於具 有彈性且附著至基板支承件的表面（該基板支承件欲面 向基板102之背部）而成為實體可調適的。當接觸構件 3〇4有彈性且附著至基板支承件1〇1之表面時穿過基 201020344 板支承件101或圍繞基板支承件101之引線可確保與外 °*5電原之電接觸。當穿過基板支承件101之引線確保與 外部電源之電接觸時，該等引線可連同基板支承件1〇1 整合在一起’以使得該等引線不可在基板支承件内移 動。此舉確保内部空間306與環繞基板支承件之環境之 間的良好密封效應。 無論基板102背部上之絕緣層i〇3A、103C之圖案的 φ 佈局或厚度，本發明之操作者可確保使用配備實體可調 適接觸構件304之基板支承件1〇1與任何經暴露之接觸 區203進行接觸，如由第3A圖及第38圖中之箭頭所圖 不。該等箭頭僅意欲展示垂直調適及橫向覆蓋之原則。 第3A圖及第3B圖之箭頭並非表示任何實體器件。 通常，若不欲接觸整個背部，則實體可調適接觸構件 可在導電基板102之背部處，沿導電基板之中心至導電 基板之周邊邊緣之距離連接至至少兩個接觸區2〇3或兩 • 個接觸點。可沿至少一條半徑定位此等至少兩個接觸區 2〇3。藉由沿至少一條半徑在至少兩個接觸區中接觸 基板102之背部而使電流更均勻地分佈，此舉允許比沿 至少一條半徑之唯一接觸區203更高的電鍍速率。因 此’面向基板支承件之導電基板之側面的第一部分具備 絕緣材料103A、103C，而面向基板支承件之導電基板之 侧面的第二部分形成至少一個接觸區2〇3 ;其中彈性接 觸構件304與該至少一個接觸區中之至少一個接觸點接 觸。 15
面，該等引線連接接觸構件及外部電源，以確保無電解 質浪露至基板之背部。密封塾303A_C可為唇形密封件、 雙唇式密封件或Ο形環。密封塾303A密封基板支承件 1〇1與導電基板1G2之間的内部空間3()6。在操作期間或 201020344 在一實施例中’接觸構件304之配置經圖案化，藉以 將若干接觸點提供於導電基板之前侧上。 參看第3A圖，用夾鉗環3〇2將導電基板ι〇2正常地緊 固至基板支承件1〇1。該夹鉗環可由硬質、絕緣及惰性 材料製成，諸如聚丙稀（PP)、鐵氟龍、聚二驗酮（PEEK ); 或可為塗有所提及之絕緣惰性材料的金屬或陶瓷環。在 第3A圖中，藉由夾鉗環3〇2與基板支承件1〇1之間的垂 直介面上之螺紋表面，由將夾鉗環3〇2旋緊至基板支承 件101上來安裝夾鉗環302 〇夾鉗環3〇2之下部部分可 具備傾斜的低輪廓結構305<3此設計產生以下技術效應， 即夾鉗環302將減少對在基板1〇2之前側附近電解質之 流動的干擾或阻礙。距離d應偏好在小於1〇 mm，諸如 小於5 mm，例如小於2 mm之範圍内。 八要夾鉗環3 02可調適用於基板支承件1〇1及基板i (該夾鉗環欲用於此基板支承件及基板），則夾鉗環 可具有任何適合的周邊或圓周形式。因此，夾鉗環周邊 或圓周形式可為圓形、正方形、矩形或多邊形。 為了確保無電解質泡露至基板之背部，可提供密封塾 303A-O此外，如上文所揭示，可將接觸構件藉由 基板支承件中之整合引線附著至基板支承件ι〇ι之表 16 201020344 之前/之後’可經由基板支承件1〇1及活塞11〇中之空氣 管道（未圖示）將内部空間3〇6抽出空氣至< 1 atm的壓 力。建立負壓以將基板102緊固至基板支承件101。 根據本發明之另一實施例，藉由朝基板支承件101機 械地擠壓夾鉗環302而將基板102緊固至基板支承件1〇1 亦了行。此可藉由在基板支承件與夾鉗環302之間 提供螺旋虎鉗作用（例如，藉助於熟習此項技術者所知 Φ 之螺杆/螺栓組態）來完成。偏好將螺杆/螺栓組態在配置 之後由絕緣材料覆蓋，以在該組態為導電材料時避免對 該組態之電鍍。 額外壓力腔室（未圖示）可提供於基板支承件101之 主體中。由管道直接連接至内部空間306之此腔室的目 的係保護基板102之附著不受意外壓力波動影響，例 如，歸因於管道系統（未圖示）之閥門的洩露之意外壓 力波動。可將負壓自外部源（諸如真空汞）提供至空氣 ® 管道。閥門可配置於該外部源與該等空氣管道之間。在 一實施例中，在處理期間將負壓不斷地提供至空氣管 道’以確保即使存在任何經由閥門或密封墊之意外洩 露，亦達成合意之負Μ。在另-實施例中，該闊打開以 在裝載或卸載基板時提供負壓，但在電鍍操作期間關 閉，此舉可在意外洩露事件中，減小電解質流動至真空 系統中之風險。亦可經由可折卸連接器提供負壓。在此 狀況下，基板支承件可包含用於確保維持負壓之止回 閥。外部空間307藉由密封墊3〇3Β及3〇3c封閉而與外 17 201020344 部環境隔離且藉由密封墊303A封閉而與内部空間隔 離。在一實施例中，氣體過壓或負壓線可具備球轴承闕， 藉此可使基板支承件旋轉而不使壓力供應構件旋轉。可 視需要（例如）藉由引入壓縮空氣或偏好實質惰性氣體 (諸如氮氣）將外部空間307增加至> i atm之壓力，以 讓外部空間307充當抵制電解質經由密封墊3〇3B及 303C洩露之額外保護。壓力感應器（未圖示）亦可經配 置以監視内部空間306及外部空間307之壓力，以便將 量測值提供予外部單元112且在無法預料的壓力波動狀 況下’警告操作者或自動地起始預防措施。措施可包括 自動校正壓力或中止或暫停製程。 如上文所述，導電基板102亦可單獨藉由夾鉗環3〇2 而附著至基板支承件1〇1，在此狀況下，内部空間306 亦可具備增大之壓力（例如藉由使用氮氣）。 空氣管道之喷嘴308可成形為基板支承件1〇1之前表 面t的凹槽或孔。可以同心圓或徑向線，或兩者之組合 的圖案佈置喷嘴308。可向不同喷嘴3〇8或不同徑向位 置之喷嘴308之群施加不同壓力，亦即，所施加之壓力 可沿基板支承件1 〇 1之同心圓而為均等。 參看第3B圖，所圖示的為本發明之實施例的橫截面， 其中單獨藉由負壓將導電基板1〇2附著至基板支承件 101。密封墊303A密封内部空間3〇6以與電解質隔離。 參看第4圖，所圖示的為本發明之另一實施例，其中 在内部空間306中建立負壓。該壓力足夠小以使導電基 18 201020344 板102朝基板支承件1〇1彎曲。進而可由接觸構件（未 圖示）諸如大體上覆蓋基板支承件之整個前側的導 電板來建立電接觸。在此實施例中，導電，基板102之背 部可或多或少地保持完全暴露1其他實施例中，可連 同本發月所述之任何接觸構件一起使用内部空間中 之負壓，以改良接觸構件與導電基板101之間的電接觸。 第4圖並不包括夾鉗環3〇2,但同樣可能在使用夫甜 Φ 環302時使基板102朝基板支承件1〇1彎曲。 參看第5圖，所圖示的為本發明之另一實施例的橫截 面。替代將夾鉗環302旋緊至基板支承件1〇1 ,夾鉗環 3〇2與基板支承件1〇1可由沿環/支承件之周邊間隔的導 向元件501彼此連接。因此，夹鉗環3〇2可由諸如線性 馬達步進機或旋轉馬達之致動器（未圖示）或由氣動 致動器降低至裝載/卸載位置或升高至處理位置。在裝載 /卸載位置中，基板1G2可由機器人臂（未圖示）自動地 ® 或由操作者手動地進行裝載/卸載。可藉由提升基板ι〇2 以與密封墊303A接觸來進行裝載操作，其中隨後藉由根 據第3A圖之描述所建立之負壓來確保附著。將基板降落 至密封墊303B上且將其提升以與密封墊3〇3A接觸亦可 用以裝載基板102。 導向疋件501中之至少兩者之間的距離偏好大於基板 1〇2之直徑，以有助於將基板1〇2裝載至基板支承件1〇1 中且自基板支承件1(Η卸載基板1〇2。 裝載/卸載器件之另一實施例可呈壓力致動器5〇2人及/ 201020344 或502B之形式，該等壓力致動器可連接至該至少一個管 道’壓力致動器能夠藉由負壓而支承導電基板，該等壓 力致動器可延伸且可收縮以使導電基板達到基板支承件 之第一表面的鄰近處或遠離基板支承件之第一表面。壓 力致動器502A可（例如）為真空插腳或真空吸盤，而壓 力致動器502B (例如）可為真空夾盤。因此，可將壓力 致動器502A及/或502B安裝於基板支承件ι〇1之前側 中。當手動地或藉由機器人臂使基板102達到基板支承 件101之鄰近處時’使致動器5 02 A及/或5 02B延伸以藉 由真空抽吸而支承基板1〇2之背部。接著使致動器5 〇2 A 及/或502B收縮以使基板1〇2與密封墊3〇3A接觸。諸如 當具有三個致動器真空插腳5〇2A時，可用12〇。之最大 内部間隔以圓圈配置致動器502A。可將致動器502B(諸 如真空夾盤）安裝於基板支承件之中心。致動器5 〇2b 具有小於導電基板1〇2之直徑。致動器5〇2A及502B之 ❿ 延伸及收縮可藉由氣動構件實施，或藉由線性馬達、或 步進馬達或旋轉馬達（未圖示）來實施》 替代央ί甜環302，諸如吊鉤或邊緣夾持環（與夾鉗環 不同）之邊緣夾持器（未圖示）可用以夾持導電基板1〇2 之邊緣且拉伸其抵靠基板支承件101及密封墊303Α。 參看第6圖’所圖示的為本發明之另一實施例的橫截 面此處分別以傾斜導向表面601Α及601Β設計基板支 承件1〇1及夾鉗環302。導向表面001A及601B用以在 裝載操作期間相對於基板支承件101橫向及水平地對準 20 201020344 基板102。基板支承件ι〇1及夾鉗環3〇2仍可分別具備 密封墊303A及303Ββ為清楚起見，密封墊3〇3a和密 封墊303B已在第6圖中被省去。 如上文所述，第6圖中所描繪之夾鉗環3 〇2可（例如） 藉由螺旋接合而附著至基板支承件1〇1。然而，如結合 第5圖所描述，同樣可能使用帶有導向元件5〇1之設計。 當使用背部絕緣層1 03 A時，在將基板i 〇2裝載至基板 φ 支承件1〇1中時，可能必需使背部絕緣層103A之圖案與 基板支承件101之接觸構件對準。 參看第7圖，所圖示的為基板支承件1〇1之前側及實 體可調適接觸構件701的示範性實施例。 在一實施例中，實體可調適接觸構件7〇丨意謂該器件 包含接觸元件701A與互連結構7〇1B。 此處以星形圖案佈置實體可調適接觸構件7〇1，其中 個別接觸元件701A沿互連結構7〇1B均勻間隔。可將互 ❹ 連結構之圖案設計為同心圓或同心圓與星形之組 合。然而，能夠覆蓋導電基板1〇2之實質部分的任何形 狀包含在本發明之範疇内。在根據第7A圖之實施例中， 接觸το件701A經由互連結構7〇1B彼此並聯電連接。接 著接觸7L件701A經由互連結構7〇1B彼此並聯電連接至 共同電位節點702。節點702可位於或不位於基板支承 件1 ο 1之中心。如結合第j圖所述，節點7〇2轉而經由 活塞110連接至至少一個外部電位（未圖示同樣可能 將接觸元件701A個別地或以至少兩個接觸元件7〇1a之 21 201020344 群連接至不同電位’以將不同電位施加於導電基板l〇2 之不同部分。在此狀況下’可能必需經由活塞110將許 多導體導引至至少一個外部電源以將不同電位提供予不 同接觸TL件7〇1A。通常當向導電基板1〇2之不同部分施 加不同電位時，偏好在距中心之特定半徑處，在特定位 準下’保持接觸元件701A之電位，例如以在同心等電位 圓中施加電壓。 在不脫離本發明之概念的情況下，可以許多不同方式 "又汁接觸元件701A。然而，偏好所有設計之共同及特性 化之特徵結構為接觸元件7〇1A應在垂直方向上為撓性 的/彈性的。因此，能夠建立與導電基板102之背部的電 接觸而不論基板表面之結構構形。下文將結合第9圖至 第13圖更仔細地描述接觸元件7〇ia之不同設計。 參看第8圖，所圖示的為本發明之另一示範性實施 例，其顯示基板支承件101之前侧及實體可調適接觸構 件701。第8圖之器件與第7A圓之器件不同之處僅在於 中心處存在較大接觸元件701C。就所有其他方面而言， 該等器件與第7圖相同且為電連接之組態及實體可調適 接觸構件701之佈局提供相同替代方案。 在一實施例中，接觸元件701八由導電材料製成且經設 計如同昂鉤，其在垂直方向上彈性可撓。接觸元件7〇ia 接著與導電基板102之背部進行電接觸。舉例而言如 在第7A圖及第7B圖中所揭示，接觸元件7〇1A (其為 實體可調適接觸構件701之部分）經由互連結構7〇ib並 22 201020344 聯電連接至其他類似接觸元件70 1A。接觸元件70 1A可 接著經稍微壓縮，從而與導電基板102之背部絕緣層 103Α進行實體接觸。 參看第9圖，所圖示的為基板支承件1〇1之前側及實 體可調適接觸構件901之另一示範性實施例。此處以星 形圖案佈置實體可調適接觸構件901，其中呈導電彈性 管形式之個別接觸元件901Α連接至互連結構901Β »該 管可（例如）由導電橡膠製成。亦可將互連結構901B及 接觸元件901A之圖案設計成同心圓或同心圓與星形之 組合。能夠覆蓋導電基板102之實質部分的任何形狀包 含在本發明之範疇内。在此實施例中，接觸元件901A 經由互連結構901B彼此並聯電連接至位於基板支承件 101之中心的共同電位節點902。如結合第1圖所述，節 點902轉而經由活塞丨丨〇 (未圖示）連接至至少一個外 部電源（未圖示）。同樣可能將接觸元件9〇ia沿其長度 分成彼此電絕緣之較短接觸區段（未圖示）。接觸區段可 接著個別地或以至少兩個接觸區段之群連接至不同電位 以向導電基板102之不同部分施加不同電位。此舉可改 良導電基板中之電壓分佈，從而可引起在導電基板上之 電鍍材料之更均勻的速率。更均勻的電鍍速率允許在導 電基板102之凹陷中電鍍更多材料而不過量填充特定區 域。在後續電化學圖案複製（ECPR )製程中，若欲將導 電基板用作主電極且使其與目標晶圓基板接觸之情況 下，則避免過量填充彳艮關鍵，因為過量填充之材料將使 23 201020344 主電極與該目標基板短路，進而不可執行ECPR製程。 當需要高速率時’此尤其重要。在此狀況下，可能必需 經由活塞110將多個導體導引至至少一個外部電源以將 不同電位提供予不同區段。通常，當向導電基板1〇2之 不η卩刀施加不同電位時，偏好在距中心之特定半徑 處在特疋位準下，保持接觸區段之電位，例如以在同 心等電位圓中施加電壓。 φ 第1〇Α圖及第10Β圖圖示實體可調適接觸構件9〇1之 撓性。 參看第10Α圖，所圖示的為根據一實施例之接觸元件 901Α中之一者的詳圖。所繪接觸元件9〇ια之示範性實 施例由相對柔軟的管狀材料製成，其可為導電的或其表 面可塗佈導電撓性膜1〇〇1。接觸元件9〇1Α之内部 可為中空的或填充另—撓性材料。第1〇Α圖展示接觸元 件901Α如何與導電基板1〇2之背部進行電接觸。接觸元 鲁 件901Α(其為實體可調適接觸構件9〇1之部分）經由互 連結構701Β並聯電連接至其他類似接觸元件9〇ια。 參看第10Β圖，所圖示的為經稍微壓縮之接觸元件 901Α，其與導電基板1〇2之背部絕緣層l〇3A進行實體 接觸》 在另一實施例中，接觸元件901Α可為導電材料之彈 簧。可以第9圖中所描繪之星形圖案來佈置該彈簧佝 亦可將彈簧佈置為同心圓或兩者之組合。第9圖、第1〇八 圓及第10B圖中之器件的任何其他特徵結構亦可應用於 24 201020344 該彈簧。 參看第11A圖’所圖示的為實體可調適接觸構件11〇1 之示範性實施例的另一視圖。接觸元件1101A包含微波 紋管（micro bellows) 1102A，其可視需要由諸如外部泵 單元或其他氣動致動器（未圖示）之致動器充氣或放氣。 可（例如）在將基板裝載至基板支承件1〇1中時使波紋 管Π02Α放氣且接著使其充氣以在接觸區203處建立電 φ 接觸。空氣導管1103提供於基板支承件1〇1中且經至少 一個閥1104 ’經由活塞11〇 (未圖示）中之空氣管道連 接至外部氣動致動器。 在另一實施例中，可經由可折卸連接器將過壓或真空 提供予空氣導管。在此狀況下，止回閥可用以維持真空 或壓力。 如圖式中所示’經由互連結構11〇1B並聯連接接觸元 件1101A。如先前所述，結合第7圖至第1〇圖，接觸元 藝件1101A亦可個別或成群地連接以能夠向不同接觸元件 1101A或接觸元件iioia之不同群施加不同電壓。 替代波紋管，同樣可能將接觸元件11〇1A安裝於由線 性馬達、步進馬達或旋轉馬達致動之部件上。 參看第11B圖’所圖示的為實體可調適接觸構件11〇1 之示範性實施例的另一詳圖。此處’將接觸元件11〇1A 安裝於彈性彈簧1102B上。處於機械無應力狀態之彈性 彈簧1102B充分延伸以在將基板1〇2裝載至基板支承件 1〇1中時允許接觸元件1101A到達接觸區203。如圖式中 25 201020344 所示，接觸元件11 01A經由互連結構i丨〇 i B並聯連接。 如先前所述，結合第7圖至第i〇圖，接觸元件n〇1 A亦 可個別或成群地連接以能夠向不同接觸元件11〇1A或接 觸元件1101A之不同群施加不同電壓。
參看第12A圖及第12B圖，所圖示的為實體可調適接 觸構件1201之另一示範性實施例。將接觸元件12〇1八 安裝於附著至基板支承件1〇1 (未圖示）之相對柔軟的 撓性彈性層1202上。因此，彈性層12〇2位於接觸元件 1201A之鄰近處，且接觸元件1201A位於彈性層12〇2 之遠側。當將基板102裝載至基板支承件1〇1 (未圖示） 中時’撓性彈性層將根據來自接觸元件12〇1八之壓力進 行調適。如第12B圖中所示，將與背部絕緣層1〇3八進 行接觸之接觸元件1201A推動至撓性彈性層12〇2中。其 他接觸元件1201A將進入凹孔中且與接觸區2〇3進行接 觸0 接觸元件1201A可並聯連接至通用電壓或可經挽性彈 性層1202,經由互連結構（未圖示）而個別地或以至少 兩個接觸元件1201A之群連接至至少一個外部電壓源 (未圖示）。 在一實施例中，撓性導電膜1203可配置於接觸元件 1201A與導電基板102之間，亦即，在接觸元件 之遠側。撓性導電膜1203接著充當接觸元件12〇1八與導 電基板102之間的介面。在導電基板1〇2之不同部分處 需要不同電壓之狀況下，可需要將導電膜分成彼此^絕 26 201020344 緣之同心圓。 參看第13A圖及第 圖’所圖示的為實體可調適接 觸構件1301之另—示範 诙 祀任貫施例。將硬質導電層1302 應用於基板支承件1〇1(夹 _ ^禾圖不）且與該基板支承件101 電連接。接觸元件13〇1a形杰炎^ ▲ 心成為包含突出結構1303之導
電箔。該等結構可（例如丨A 、W如）為撓性彈性點狀之突出物或 狹長波紋。可（例如彳益+ )藉由切割、壓製波紋、雷射切割、 參 鑽孔、水刀切割或藉由尤炫 楮由在伯上碾出所要結構而在導電箔 中製造此等撓性突出社播 , 出、、'»構。可藉由成形製程或使成形部 分變形/彎曲以自扁平筚空山 构十/自犬出的隨後步驟中直接產生突 出物。 當使接觸元件13〇1Α受壓抵靠裝載至基板支承件101 (未圖示）中之基板102時，與背部絕緣層ι〇3α進行實 體接觸之突㈣13G3可彈性變形以允許其他突出物 13 03進入凹孔中且建立與接觸區2〇3之電接觸。 在導電基板102之不同部分處需要不同電壓之狀況 下’可將硬質導電層13〇2與接觸元件miA分成彼此電 絕緣之同心圓。所得接觸元件13〇1A可接著並聯連接至 通用電壓或可經硬質導電層13〇2，經由互連結構（未圖 示）而個別地或以至少兩個接觸元件13〇1A之群連接至 至少一個外部電壓源（未圖示）。 參看第14A圖及第14B圖，所圖示的為實體可調適接 觸構件1401之另一示範性實施例。將相對柔軟的彈性層 1402應用於基板支承件1〇1 (未囷示）。接觸元件i4〇ia 27 201020344 形成為在該彈性層1402之遠側應用的扁平、順應及導電 箔。當藉由基板支承件101使彈性層14〇2受壓抵靠導電 基板102時，彈性層1402將彈性地變形以進入由背部絕 緣層103 A形成之凹孔中，進而亦擠壓順應接觸元件 1401A以與導電基板1〇2電接觸。 互連結構（未圖不）可配置於基板支承件101上且經 由彈性層1402連接至接觸元件1401A。 Φ 在導電基板102之不同部分處需要不同電壓之狀況 下’可將接觸元件1401A分成彼此電絕緣之同心圓。所 得接觸元件1401A可接著並聯連接至通用電壓或可經彈 性層1402 ’經由互連結構（未圖示）而個別地或以至少 兩個接觸元件1401A之群連接至至少一個外部電壓源 (未圖示）。 現參看第15A圖及第15B圖，所圖示的為實體可調適 接觸構件1501之另一示範性實施例。接觸元件15〇1a ® 為藉由諸如〇形環、唇形密封件或膠合密封件之氣密密 封’或用諸如夾鉗環之機械夾具沿周邊固定至基板支承 件101的薄型導電箔。可經由基板支承件101中之喷嘴 (未圖示）（亦即，在該接觸元件1501Α之鄰近處），在 接觸元件1 501Α與基板支承件1 〇 1之間封閉的體積中建 立過壓。當隨後使基板支承件1〇1連同加壓之接觸元件 1501A —起受壓抵靠導電基板1〇2時，接觸元件15〇1八 變形以進入由背部絕緣層1 03A形成之凹孔中，進而建立 與導電基板102之電接觸。 28 201020344 現參看第15C圖及第15D圖，所圖示的為第15A圖及 第15B圖中所示之器件的替代實施例。此處，已將接觸 元件分成彼此電絕緣之同心園。所得接觸元件15〇1 A可 接著並聯連接至通用電壓或可經基板支承件1〇1，經由 互連結構（未圖示）而個別地或以至少兩個接觸元件 1501A之群連接至至少一個外部電壓源（未圖示），例 如’將各種電壓或電流連接至接觸元件之不同個體或 φ 群。溝槽1503可形成於圓弧段之間且閥門1502可配置 於溝槽中以在接觸元件15〇1A與基板支承件1〇1之間封 閉的體積外部提供負壓。此負壓可加於上文所述之過壓 之上。負壓之目的係改良接觸元件15〇1A之表面適應 性。接觸部件 701A、9〇1A、1〇〇卜 u〇1A、12〇1A、12〇3、 13〇1Α、M〇1A及ls〇1A可由具高電導率之耐久相對 撓陡材料製成（亦即，其耐化學品及腐蝕），該材料諸如 選自^、八心？1、？£1、1^或鋼或其金屬合金之金屬。其 亦可塗佈金屬層或由塗佈金屬層之絕緣材料製成。塗層 可選自耐久及具化學抗性之材料，諸如pt、Pd、Ir、Au 或混合導電氧化物。 互連結構701B、901B、11〇1B及第12圖、第13圖、 第14圖及第15圖之任何互連結構（未圖示）可具備電 2器（尤其可變電阻器）及電阻計或被認為適合之任何 八他構件，以在僅使用一個外部電位時對施加於導電基 板1〇2之不同部分的不同電壓實行控制。可變電阻器之 制及量測值之顯示與第i圖之外部單元】12關聯。 29 201020344 互連結構701B、901B、1101B及第12圖、第13圖、 第14圖及第15圖之任何互連結構（未圖示）亦可具備 開關以允許接觸構件之不同部分的電連接或斷開。 該至少一個外部電源或電壓源可具有用於將不同電位 及/或電流供應至不同個別接觸構件或接觸構件之群及/ 或控制不同電位及/或電流的多個通道。 在本發明之任何實施例中，亦可能在基板支承件1〇1 與導電基板1 02之間引入額外絕緣層或膜（其可經圖案 化）。此絕緣層或膜之目的係為了覆蓋特定暴露之接觸區 2〇3，應需要對背部絕緣層1〇3 a進行改質。對於不同應 用’諸如對於具有不同前侧或背部絕緣圖案或導電材料 之不同導電基板，該絕緣層可容易移除或交換以容易地 改質經暴露之接觸區203的形狀或大小。 第7圖至第15圖中所揭示之實施例可包含第i圖及第 3圖至第6圖中所揭示之空氣管道及喷嘴3〇8，及根據上 文與其相關之說明。若此等不同層對空氣及/或其他氣體 (諸如氮）為可滲透，則此等空氣管道及噴嘴可位於第 12圖至第15圖中所揭示之層的後邊。根據結合第1圖 至第6圖所述之其他實施例，若第12圖至第15圖中所 揭示之層對空氣及/或其他氣體（諸如氮）為不可滲透， 則不同層可具備穿過此等層之局部定位之通道（對應於 基板支承件101之前表面中的喷嘴3〇8)，藉此仍可將壓 力或負壓提供於内部空間306中。 以相同方式，第7圖至第15圖中所揭示之實施例可包 30 201020344 含第5圖中所揭示之壓力致動器502a及5〇2b，及根據 上文與其相關之說明。根據結合第5圖所述之其他實施 例，此等壓力致動器502A及502B可接著在穿過第12 圖至第15圖中所揭示之層的通道中運作，藉此致動器仍 可緊夾基板102。 根據本發明之實施例的基板支承件可用於製造及製備 主電極，亦即，以絕緣層形成凹孔之圖案所在的導電基 板之形式的電極，在該等凹孔中基板之導電表面暴露。 在製備主電極期間，基板支承件使基板浸入電解質中且 在基板之前側的凹孔中藉由電鍍來沈積金屬，同時保持 背部封閉而與電解質隔離。在後續電化學圖案複製 (ECPR )製程中將基板用作主電極以製造電子組件、波 導件等。 根據本發明之基板支承件藉由允許電接觸構件實體地 適應於基板之任何圖案佈局且藉由允許精確控制向基板 之不同部分施加的電壓而極大地改良對沈積製程之控 制。 儘管上文已參考特定說明性實施例來描述本發明，但 本發明不意欲限於本文中所陳述之特定形式。相反，本 發明僅受隨附申請專利範圍限制，且不同於上文特定内 合之其他實施例同樣可能在此等附加申請專利範圍之範 疇内》 在申請專利範圍中’術語「包含」並非排除其他元件 或步稀之存在。此外，儘管被個別地列出，但複數個構 31 201020344 件、元件或方法步驟可由 (例如）單一單元或處理器來
請專利範圍中之包涵物並非暗示 等特徵結構，且於不同申 示特徵結構之組合不可行 及/或有利^另外，單數提及並非排除複數。術語「―」、 「第一」、「第二」等並非排除複數。申請專利範圍中之 元件符號僅僅作為闞明實例提供且不應將其理解為以任 何方式限制申請專利範圍之範_。 【圖式簡單說明】 第1圖為電鍍處理腔室之橫截面圖； 第2A圖至第2C圖圖示結合本發明使用之導電基板的 示範性設計； 第3A圖、第3B圖及第4圖圖示根據本發明之基板支 承件的實施例； 第5圖圖示根據本發明之基板支承件的裝載/卸載實施 例； 第6圖圖示根據本發明之基板支承件的對準實施例； 第7圖圖示根據本發明之基板支承件的電接觸實施 例； 第8圖圖示根據本發明之基板支承件的電接觸實施 例； 第9圖圖示根據本發明之基板支承件的電接觸實施 32 201020344 例； 第10A圖及帛蘭圖圖示根據本發明之基板支承件之 接觸元件的實施例之細節； 第11A圖及第圖圖示根據本發明之基板支承件之 接觸元件的實施例之細節； 第12A圖及第12B圖圖示根據本發明之基板支承件之 接觸構件的實施例； • 第13A圖及第13B圖圖示根據本發明之基板支承件之 接觸構件的實施例； 第14A圖及第14B圖圖示根據本發明之基板支承件之 接觸構件的實施例； 第15A圖及第15B圖圖示根據本發明之實體可調適接 觸構件的另一示範性實施例；及 第BC圖及第15〇圖圖示根據本發明之第μα圖及第 15B圖所示之器件的替代實施例。 【主要元件符號說明】 d 距離 100 電鐘處理裝置 ιοί 基板支承件 1〇2 導電基板 1〇3 電絕緣層 103A 背部絕緣層 33 201020344 103B 前側絕緣層 103C 邊緣絕緣層 104 夾鉗環 105 碗腔 106 儲存器 107 陽極 108 箭頭
109 外部電解質收集槽 110 活塞 111 空氣管道/虛線/管道 112 外部單元 201 電極層/導電材料 202 箭頭 203 接觸區 302 夾鉗環 303A 密封墊 303B 密封墊 303C 密封墊 304 實體可調適接觸構件/接觸構件 305 低輪廓結構 306 内部空間 307 外部空間 308 喷嘴 501 導向元件 34 201020344 502A 壓力致動器 502B 壓力致動器 601A 導向表面 601B 導向表面 701 實體可調適接觸構件 701A 接觸元件 701B 互連結構 701C 接觸元件 702 共同電位節點/節點 901 實體可調適接觸構件 901A 接觸元件 901B 互連結構 902 共同電位節點 1001 導電撓性膜 1002 内部 ❹ 1101 實體可調適接觸構件 1101A 接觸元件 1101B 互連結構 1102A 微波紋管 1102B 彈性彈簧 1103 空氣導管 1104 閥門 1201 實體可調適接觸構件 1201A接觸元件 35 201020344 1202 撓性彈性層 1203 撓性導電膜 1301 實體可調適接觸構件 1301A接觸元件 1302 硬性導電層 1303 突出結構 1401 實體可調適接觸構件 1401A接觸元件 1402 彈性層 1501 實體可調適接觸構件 1501A接觸元件 1502 閥門 1503 溝槽 36