TW202146713A - 用於可旋轉基板之化學及/或電解表面處理之製程流體之分配系統 - Google Patents

用於可旋轉基板之化學及/或電解表面處理之製程流體之分配系統 Download PDF

Info

Publication number
TW202146713A
TW202146713A TW110116872A TW110116872A TW202146713A TW 202146713 A TW202146713 A TW 202146713A TW 110116872 A TW110116872 A TW 110116872A TW 110116872 A TW110116872 A TW 110116872A TW 202146713 A TW202146713 A TW 202146713A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
openings
spiral
dispensing
distribution
Prior art date
Application number
TW110116872A
Other languages
English (en)
Inventor
安德魯斯 格雷斯尼爾
法蘭斯 馬庫特
Original Assignee
奧地利商勝思科技有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 奧地利商勝思科技有限公司 filed Critical 奧地利商勝思科技有限公司
Publication of TW202146713A publication Critical patent/TW202146713A/zh

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/007—Current directing devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1619—Apparatus for electroless plating
    • C23C18/1628—Specific elements or parts of the apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/008—Current shielding devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/06—Suspending or supporting devices for articles to be coated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/08—Electroplating with moving electrolyte e.g. jet electroplating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/001—Apparatus specially adapted for electrolytic coating of wafers, e.g. semiconductors or solar cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/10—Agitating of electrolytes; Moving of racks

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)

Abstract

本發明係關於一種用於一可旋轉基板之化學及/或電解表面處理之一製程流體之分配系統，一種用於一基板之一化學及/或電解表面處理之電化學沈積系統及一種用於一基板在一製程流體中之一化學及/或電解表面處理之方法。 該分配系統包括一分配本體。該分配本體包括用於該製程流體之複數個開口。該等開口係以一螺線形圖案配置於該分配本體之一表面上。

Description

用於可旋轉基板之化學及/或電解表面處理之製程流體之分配系統
本發明係關於一種用於一可旋轉基板之化學及/或電解表面處理之一製程流體之分配系統，一種用於一基板之一化學及/或電解表面處理之電化學沈積系統及一種用於一基板在一製程流體中之一化學及/或電解表面處理之方法。
化學及/或電解表面處理(如無電及電化學或電解沈積)通常用於平坦以及非平坦、圖案化、非金屬以及金屬及/或金屬化表面之表面塗佈。透過塗佈，可保護表面免受腐蝕，改變組件及表面特徵之尺寸且在表面上獲得附加的金屬結構。由於其各種應用，化學及/或電解表面處理係用於(例如)半導體基板或印刷電路板上之許多不同電子裝置之生產。
一種常見電化學沈積程序係電鍍，更明確言之使用一高速板(HSP)系統之高速電鍍。在一基於HSP之系統中，將至少一個HSP浸入至容納具有至少一個基板之一電解質及至少一個陽極之一槽中。來自該電解質之電流分配係自一陽極引導通過HSP板朝向基板表面(充當陰極)。在特定應用(例如，反向脈衝電鍍)中，電流分配之方向亦可反轉。
例如，DE 102010033256 A1揭示用於在一化學及/或電解表面處理中產生標定流量及電流密度圖案之一裝置及方法。該裝置包括一流量分配器本體，該流量分配器本體定位成正面與待處理之一基板成平行面，且其在正面上具有出口開口，製程溶液通過該等出口開口流動至基板表面上。自基板回流之製程溶液通過連接通道引出至流量分配器本體之背面。同時，一電場朝向一易於製備之基板表面之一標定分配係受連接通道之一特定配置影響。
在一旋轉基板上(意謂在一基板在一水平位置中旋轉時或在放置於直接面向一HSP系統之一垂直位置中時)特別難以實現使用一高速板對如Cu之金屬進行高度均勻、無缺陷圖案之電鍍。在此上下文中，高度均勻、無缺陷圖案可被理解為無旋轉圖案。
使用一高速板裝備實現金屬之一無旋轉圖案、高度均勻的電鍍要求，在整個處理時間內平均化，相同量之電解質流以及電流密度到達基板之每一個個別單位區域。
在先前技術中，已藉由產生近似對應於在基板上反應之表面元件之一分配之一高密度之電解質噴射流及電流密度分配元件(其等界定待顯示之一結構使得(例如)一出口開口與一表面元件近似對準)來改良基板之空間不均勻電鍍。
歸因於在基板上反應之表面元件之持續收縮(即，電子裝置幾何形狀不斷按比例縮小至愈來愈小的尺寸)，製造近似對準至此等表面元件之一分配之一高密度之電解質噴射流及電流密度分配元件已經變得愈來愈困難，實際上如今已變得幾乎不可能。因此，僅藉由縮小HSP特徵不能再解決基板上之空間非均勻電鍍之問題。
另外，在幾何上對準至基板表面元件(其等幾乎完全以圖案及形狀配置，其等相對於彼此以90°圖案，例如，以矩形形狀配置)之電解質噴射流及電流密度分配元件之配置產生所得電鍍均勻性之顯著旋轉假影。此係由使電解質噴射流及電流分配開口之幾何配置無限小之限制所引起。歸因於非均勻地、未對準之區域平均化之傳入電解質流及電流密度圖案，即使在可製造之最小開口上方旋轉一基板，亦將在基板上產生一非均勻的旋轉圖案。
因此，可需要提供用於一可旋轉基板之化學及/或電解表面處理之一製程流體之一改良分配系統，該改良分配系統容許以減少之假影或缺陷圖案對基板進行一均勻電鍍。
藉由獨立技術方案之標的物來解決上述問題，其中進一步實施例併入於附屬技術方案中。應注意，下文所描述之本發明之態樣亦適用於用於一可旋轉基板之化學及/或電解表面處理之一製程流體之一分配系統，用於一基板之一化學及/或電解表面處理之一電化學沈積系統及用於一基板在一製程流體中之一化學及/或電解表面處理之一方法。
根據本發明，提出一種用於一可旋轉基板之化學及/或電解表面處理之一製程流體之分配系統。該分配系統包括一分配本體。該分配本體包括用於該製程流體之複數個開口。該等開口係以一螺線形圖案配置於該分配本體之一表面上。
根據本發明之分配系統藉由實施將一分配本體(例如，一HSP板)之開口(例如，製程流體或電解質及電流分配開口)朝向基板配置之一新穎方式來解決先前技術之問題。開口係以一螺線形幾何順序配置，其中(例如，旋轉)基板之各單位區域可暴露至在處理(即，電鍍)時間內平均化之相同量之傳入電解質流及電流密度。
可按照用於一螺線之數學指令來進行製程流體/電解質及電流分配開口之螺線配置，其中電解質及電流分配開口之位置經判定對應於沿著藉由自一固定起點連續向外移動之一螺線所描述之線之位置點。
電解質及電流分配開口之位置可根據不同類型之螺線幾何形狀(例如，如對數螺線、拋物螺線、平方根螺線、雙曲螺線)或給予任何其他種類之幾何配置來配置，此使一(例如)旋轉基板之各單位區域暴露至在整個處理時間內平均化之近似相同量之傳入電解質流及電流密度。
因此，實現用於一可旋轉基板之化學及/或電解表面處理之一製程流體之一改良分配系統，該改良分配系統容許以減少或消除之旋轉假影及/或缺陷圖案對基板進行一均勻電鍍。可實現改良分配系統而無需用於(例如)使電解質流至基板之任何複雜機械實施方案或複雜管理實施方案。此可容許分配系統被容易地製造且無需大量花費及/或被容易地使用且無需巨大維修成本。
在一實例中，分配本體可配置於分配系統之一電極與基板之間。
在一實例中，分配本體可為一高速板(HSP)。
在一實例中，分配本體可平行於基板定位。
在一實例中，基板及分配本體可水平地定位。在另一實例中，基板及分配本體可垂直地定位。當然，基板及分配本體可以相對於地面之任何其他角度定位。
在一實例中，分配本體可包括塑膠，特定言之包括聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、丙烯酸玻璃(即，聚甲基丙烯酸甲酯)、聚四氟乙烯或不會被製程流體分解之另一材料。
在一實例中，基板可相對於分配本體旋轉。取決於電沈積需要，基板可旋轉以用於製程流體在表面上之徹底散佈或分配及/或提供化學物種在關鍵區域中之擴散之額外積極改良，或在不移動之情況下保持固定。
在一實例中，基板可包括金屬(例如，銅)或合金或金屬化合物或由彼等製成。
在一實例中，基板可為一板狀工件。基板可為(例如)一遮罩或未遮罩導體板、一半導體基板、一膜基板或任何金屬或金屬化工件。
在一實例中，基板可放置於一基板固持件中。
在一實例中，製程流體係電解質且可運輸電流密度。在一實例中，製程流體可自分配本體中之開口施配至基板表面上。電解質及電流密度可近似對準地分配至基板表面上。引導通過分配本體之開口之電解質流量及/或電流量可在整個電鍍程序中相同或可在程序期間改變。
在一實例中，開口可面向基板。分配本體中之開口可容許製程流體自電極流動至基板。在另一實例中，開口可面向基板之一相反方向。
開口在整個分配本體內可具有一相等尺寸或在整個分配本體內可改變，使得開口之半徑增加或減小。開口可具有一圓形橫截面，但替代性地，橫截面可以任何其他形式(諸如一正方形)形成。
以一螺線形圖案配置之開口可為用於排出電解質之電解質噴射流或用於電流密度分配之電流密度分配元件或兩者之一組合。若以一螺線形圖案配置之開口係用於排出電解質之噴射流或用於電流密度分配之分配元件，則另一者(分配元件或噴射流)可獨立於以一螺線形圖案配置之噴射流或分配元件而配置。獨立可意謂其等形成另一螺線形圖案或一非螺線形圖案或根本無圖案。
製程流體之電解質及所攜載之電流密度可自分配本體之相同或分離特徵或區段排出。在後者替代例中，分配本體可包括用於排出電解質之至少一個噴射流及用於電流密度分配之至少一個分配元件。電解質及電流之排出可同時或一個接一個地發生。
在一實例中，可將開口劃分成至少兩個部分，其中開口之一第一部分經組態以提供製程流體流且開口之一第二部分經組態以提供一電流密度分配。開口之第一部分可形成用於提供製程流體流之噴射孔且開口之第二部分可形成用於提供電流密度分配之排洩孔。開口之第二部分亦可經組態以實現製程流體自基板通過分配本體至電極之一回流。
因此，排洩孔可為在分配本體之一正面與一背面之間延伸之通孔。分配本體之該正面可經引導朝向基板且分配本體之該背面可配置於正面之一相對側上，並不面向基板(但例如，面向至少一個陽極)。
透過各自分離開口引導電流密度分配與製程流體分開可在基板表面之處理中提供進一步靈活性及簡潔性。因此，可分別且獨立地控制製程流體及電流密度分配之流速。例如，在恆定地維持製程流體之流速期間，可減小電流密度分配之流速，此將防止在一基板之化學及/或電解表面處理期間氫氣氣泡黏附至基板。類似地，在恆定地維持電流密度分配之流速時，可改變(增加或減小)製程流體之流速。
在一實例中，開口之第二部分可以一螺線形圖案配置於分配本體之表面上且開口之第一部分可獨立於開口之第二部分而配置於分配本體之表面上。
在一實例中，開口之第一部分可包括小於開口之第二部分之一直徑。在一實例中，開口之第一部分可圍繞開口之第二部分。換言之，一個排洩孔可由一個、兩個或數個噴射孔圍繞。
在一實施例中，開口之螺線形圖案可調節製程流體至基板上之一流出量。即，分配本體可產生用於化學及/或電解表面處理之一標定電解質流及電流密度圖案。因此，當在一特定量之處理時間內平均化時，基板之(整個)表面可暴露至相同量之物質以用於一均勻電沈積。
在一實施例中，開口經組態以將製程流體流及/或電流密度分配引導至基板，且若基板相對於分配本體旋轉，則螺線形圖案使基板之數個區域分別暴露至類似製程流體流及/或類似電流密度分配。藉由基板之旋轉，製程流體流可更均勻地接觸基板表面且減少或防止非均勻電流密度圖案之形成。螺線形圖案可使基板之僅部分或整個表面能夠以一類似量經塗佈。
螺線形可基於包括極座標之一極方程。藉由改變極座標，可改變螺線形圖案。可定義極座標之值以判定基板上之製程液體流及/或電流密度分配之形狀。
在一實施例中，螺線形圖案經形成為，開口沿著一假想曲線配置，該假想曲線圍繞分配本體上之一起點以距該起點連續增加之一距離捲繞。此意謂自圍繞起點之螺線之一個弧或迴轉至圍繞起點之螺線之下一環圈或迴轉之距離可增加。
沿著假想曲線之相鄰開口之間的距離可自螺線之起點至更遠離起點之開口減小或增加或恆定。換言之，配置於假想螺線形曲線上之開口可彼此等距放置。替代性地，假想螺線形曲線上之起始於起點之開口可以相對於彼此增加或減小之距離放置。換言之，開口可更靠近起點集中或可集中於分配本體之遠離起點之一外部分處。
在一實施例中，螺線形圖案之起點係分配本體之一幾何中心。分配本體之該幾何中心或質心係一形狀相依點，其定義為所有座標中之所有點之算術平均位置。對於具有一圓形橫截面之一分配本體，幾何中心將在圓周之中心處。
在一實施例中，螺線形圖案之起點係在分配本體之一幾何中心之外。換言之，起點可在分配本體之重心之點處。替代性地，起點可在較靠近分配本體之一外部分之一點處，以留下(例如)不具有圍繞幾何中心之任何開口之一區域。
藉由針對不同徑向區域選擇不同螺線幾何形狀，且甚至不同螺線類型之混合物或幾何序列，可調整電鍍結果以實現基板之電解沈積之高均勻性。藉由將電解質及電流分配開口放置於一假想螺線之一路徑上，在如藉由以下螺線類型所例示之分配本體表面上，可標定基板之不同表面區域，該等不同表面區域本身必須以非常高均勻性進行電鍍。
藉由改變螺線之類型及/或其等公式中之參數，或藉由改變沿著分配本體之半徑之所應用螺線之類型，可在特定徑向區域處定義變化強度之塗層。藉由此高度均勻、無缺陷圖案或針對特定圖案化基板，可獲得基板上方之一明確定義之均勻電鍍。
在一實施例中，螺線形圖案係基於一阿基米德(Archimedean)螺線。由方程式
Figure 02_image001
定義；其中
Figure 02_image003
及
Figure 02_image005
係
Figure 02_image007
。在此公式中，a及b係參數，r係距中心之半徑之長度且θ係半徑之角位置(旋轉量)。阿基米德螺線定義對應於沿著以恆定角速度旋轉之一線以一恆定速度移動遠離一固定點之一點隨時間之位置之點的一軌跡。藉由改變參數a，螺線之一中心點在分配本體之一外部分之方向上移動遠離分配本體之中心，而b控制連續環圈之間的距離。一阿基米德螺線在相鄰弧之間始終具有相同距離。
發明者之實驗及測試係非常令人驚訝的且表明(例如)較靠近一旋轉基板之中心應用一阿基米德螺線導致長形裝置結構上之沈積之較佳均勻性，而在距旋轉中心更遠距離之長形結構上實現一類似良好均勻性，一對數螺線配置展示較佳結果。所進行之其他觀察係，在非長形特徵，因此更多點狀類型之電鍍結構上，進行與上文所闡釋之長形結構相反之觀察。
在一實施例中，螺線形圖案係基於一對數螺線。一對數螺線可藉由以下事實區別於一阿基米德螺線：一對數螺線之弧之間的距離以幾何級數增加，而在阿基米德螺線中，螺線之間的距離保持相同。在極座標中，對數螺線係由方程式
Figure 02_image009
定義；其中
Figure 02_image011
。在此公式中，
Figure 02_image013
係距中心之半徑之長度，a係一常數，e係自然對數底，k係螺線之斜率且θ係半徑之角位置。
在一實施例中，螺線形圖案係基於一拋物螺線。一拋物螺線(亦被稱為費馬(Fermat)螺線)係在極座標中由方程式
Figure 02_image015
表示之一平面曲線；其中
Figure 02_image017
，用一水平軸描述一拋物線。在此公式中，r係距中心之半徑之長度，a係一參數且θ係半徑之角位置。費馬螺線之形狀中所使用之圖案可具有一個分支或兩個分支(其等圍繞彼此對稱於一中心平面繞圈)。
在一實施例中，螺線形圖案係基於一平方根螺線。該平方根螺線係由邊緣至邊緣放置之直角三角形形成，即，一個三角形之一斜邊係靠近其放置之三角形之一個側邊且三角形之另一側邊始終具有一量值1。因此，序列中之第n個三角形係具有
Figure 02_image019
及1之側長度及具有
Figure 02_image021
之一斜邊之一直角三角形。
在一實施例中，螺線形圖案係基於一雙曲螺線。該雙曲螺線係用方程式
Figure 02_image023
描述之一反螺線；其中
Figure 02_image025
。在此公式中，r係距中心之半徑之長度，a係一參數且θ係半徑之角位置。雙曲螺線可藉由一阿基米德螺線之一圓反演產生。
在一實施例中，螺線形圖案係基於斐波那契(Fibonacci)數。藉由斐波那契數產生之一對數螺線(斐波那契螺線)具有
Figure 02_image027
之增長因子，換言之，斐波那契序列中之連續項之間的一恆定比率。斐波那契螺線係由繪製正方形來製成，各相繼正方形具有擁有相當於先前兩個正方形之邊緣之總和之一長度且連接正方形之邊角以形成螺線的邊緣。
在一實施例中，螺線形圖案係兩種或更多種螺線之一組合。可在分配本體上使用一個以上較佳不同螺線類型之一組合，例如，自中心至一半徑A使用類型斐波那契之一螺線，且自半徑A至一最外半徑B使用類型費馬之一螺線，或來自上文所陳述之螺線之任何其他組合。
藉由針對不同徑向區域選擇不同螺線幾何形狀，且甚至不同螺線類型之混合物或幾何序列，可調整電鍍結果以實現基板之電解沈積之高均勻性。藉由將電解質及電流分配開口放置於一假想螺線之一路徑上，在如藉由螺線類型所例示之分配本體表面上，可標定基板之不同表面區域，該等不同表面區域本身必須以非常高均勻性進行電鍍。
根據本發明，亦提出一種用於一基板之一化學及/或電解表面處理之電化學沈積系統。該電化學沈積系統包括如上文所描述之一分配系統及一基板旋轉系統。該基板旋轉系統經組態以使一基板相對於該分配系統之一分配本體旋轉。
藉由在施用製程流體期間使基板旋轉，確保均勻散佈或分配，從而在基板表面上形成一均勻、減少缺陷圖案或無缺陷圖案之塗層。
基板之一旋轉可意謂對應於360度之一旋轉之一完整旋轉或小於360度(例如，對應於約180度)之一部分旋轉。基板可在兩個相反方向上(例如，向後及向前，或換言之，順時針方向及逆時針方向)旋轉。
可由一使用者取決於特定表面處理需求(諸如用於在一所定義持續時間中達成經累積塗層之一特定厚度)來設定旋轉系統之一旋轉速度。
在一實例中，基板可放置於一基板固持件中。
在一實例中，基板可釋放附接至旋轉系統。此容許基板由另一基板替換。
根據本發明，亦提出一種用於一基板在一製程流體中之一化學及/或電解表面處理之方法。用於一化學及/或電解表面處理之該方法包括不一定按此順序之以下步驟： -      提供包括具有複數個開口之一分配本體之一分配系統， -      使該基板相對於該分配系統旋轉，及 -      經由該等開口之一第一部分提供該製程流體流且經由該等開口之一第二部分提供一電流密度分配。
該方法可進一步包括在化學及/或電解處理該表面之該步驟之前選擇一製程流體源之一步驟。
應理解，根據獨立技術方案之系統、裝置及方法具有(特定言之，如在附屬技術方案中定義之)類似及/或相同較佳實施例。應進一步理解，本發明之一較佳實施例亦可為附屬技術方案與各自獨立技術方案之任何組合。
將自下文所描述之實施例明白及參考下文所描述之實施例闡明本發明之此等及其他態樣。
圖1示意性及例示性地展示用於一可旋轉基板(未展示)之化學及/或電解表面處理之一製程流體之一分配本體1的一實施例。分配本體1係用於一可旋轉基板之化學及/或電解表面處理之一製程流體之一分配系統10之部分。分配本體1可配置於分配系統10之一電極(未展示)與基板之間。分配本體1可為一高速板(HSP)。基板可相對於分配本體1旋轉。
分配本體1包括用於製程流體之複數個開口2。製程流體係一電解質且可運輸電流密度。開口2面向基板且容許製程流體自電極流動至基板。開口2係以一螺線形圖案配置於分配本體1之一表面上。開口2將製程流體流及/或一電流密度分配引導至基板，且若基板相對於分配本體1旋轉，則螺線形圖案使基板之數個區域分別暴露至類似製程流體流及/或類似電流密度分配。製程流體之電解質及電流密度可自分配本體1之分離特徵及區段排出。為此，分配本體1包括用於排出電解質之至少一個噴射流及用於電流密度分配之至少一個分配元件。
分配系統10係用於一基板之一化學及/或電解表面處理之一電化學沈積系統20之部分。電化學沈積系統20包括分配系統10及一基板旋轉系統(未展示)。該基板旋轉系統經組態以使一基板相對於分配系統10之一分配本體1旋轉。藉由在施用製程流體期間使基板旋轉，確保製程流體之一均勻分配，從而在基板表面上形成一均勻塗層。
開口2係以一螺線形圖案(諸如以一阿基米德螺線S1圖案，如圖2中所展示；或一對數螺線S2圖案，如圖3中所展示)配置於分配本體1上。開口2之螺線配置按照用於一螺線之數學指令，其中開口2之位置經判定對應於沿著藉由自一固定起點C連續向外移動之一螺線所描述之線之位置點。
藉由開口2之螺線形圖案，基板之各單位區域暴露至在處理時間內平均化之相同量之傳入電解質流及電流密度。當基板旋轉時確保無旋轉假影之一均勻電鍍。
螺線形圖案經形成為，開口2沿著一假想曲線配置，該假想曲線圍繞分配本體1上之一起點C以距該起點C連續增加之一距離捲繞。螺線形圖案之起點C係圖1中之分配本體1之幾何中心C。沿著一假想螺線曲線之相鄰開口2之間的一距離自螺線之起點C至分配本體1之更遠部分係恆定的。如圖1中所展示，開口2在整個分配本體1內具有一相等尺寸且可具有任何橫截面，例如，圓形、正方形或三角形/多角形。
圖2示意性及例示性地展示一阿基米德螺線S1。相鄰弧A之間的距離在各連續螺線環圈或弧A之間係相等的。阿基米德螺線S1係用於定義分配本體1之一表面1b上之開口2之位置。
圖3示意性及例示性地展示一對數螺線S2，其中連續弧A之間的距離係自中心開始至外部分增加。對數螺線S2亦可用於定義分配本體1之表面1b上之開口2之位置。
圖4展示描繪依據具有電解質及電流分配開口2之一配置之一旋轉(例如，300 mm)晶圓之一半徑(r)而變化之一「排洩孔比率」(DHR)之一分佈的一圖表。排洩孔比率描述沿著自一螺線之一起點C至一分配本體1之一外邊緣之分配本體1之一特定半徑的一敞開區域(開口2之區域)相對於一封閉區域(不具有開口2之區域)之一百分比。圖4中之「X」符號描繪分配本體1之排洩孔實際值且「O」符號描繪遍及10個相鄰排洩孔之平均值。
原則上發現，在自起點至外邊緣之半徑上方之排洩孔比率分佈愈均勻，基板上之材料沈積之均勻性愈高，尤其當基板在相對於分配本體1之旋轉移動中時。如自圖4可見，分配本體1容許半徑上方之一極佳排洩孔均勻性，從而導致基板上方之沈積均勻性分佈之一顯著改良。
圖5A及圖5B展示被劃分成一第一部分21 (噴射孔)及一第二部分22 (排洩孔)之開口2之一配置。各排洩孔22係由三個噴射孔21圍繞，其中排洩孔22係以一螺線形圖案配置於分配本體1之表面1b上。排洩孔22可形成為延伸穿過分配本體1之通孔且經組態以對基板提供一電流密度分配且實現製程流體自基板之一回流。噴射孔21可僅在一個方向上(較佳在基板之方向上，以提供製程流體至基板)形成於分配本體1上。
應注意，本發明之實施例係參考不同標的物描述。特定言之，一些實施例係參考方法類型請求項描述，而其他實施例係參考裝置類型請求項描述。然而，熟習此項技術者將自上文及下文描述瞭解，除非另有通知，否則除屬於一種類型之標的物之特徵之任何組合之外，亦考量藉由本申請案揭示關於不同標的物之特徵之間的任何組合。然而，可組合所有特徵，從而提供超過該等特徵之簡單總和之協同效應。
雖然已在圖式及前文描述中詳細繪示及描述本發明，但此圖解說明及描述應被視為闡釋性或例示性而非限制性。本發明並不限於所揭示之實施例。可由熟習此項技術者在自圖式、揭示內容及隨附發明申請專利範圍之研究實踐一所主張發明時理解及實現對所揭示實施例之其他變動。
在發明申請專利範圍中，字詞「包括」並不排除其他元件或步驟，且不定冠詞「一」或「一個」並不排除複數個元件或步驟。一單個處理器或其他單元可實現發明申請專利範圍中敘述之數項之功能。某些措施在互異之隨附發明申請專利範圍中敘述，但僅就此事實，並不指示此等措施之一組合不能用於獲得好處。發明申請專利範圍中之任何元件符號不應被解釋為限制範疇。 實施例
1. 一種用於一可旋轉基板之化學及/或電解表面處理之一製程流體之分配系統(10)， 其中該分配系統(10)包括一分配本體(1)， 其中該分配本體(1)包括用於該製程流體之複數個開口(2)，且 其中該等開口(2)係以一螺線形圖案配置於該分配本體(1)之一表面(1b)上。
2. 如實施例1之分配系統(10)，其中該等開口(2)經組態以將該製程流體流及/或一電流密度分配引導至該基板，且其中，若該基板相對於該分配本體(1)旋轉，則該螺線形圖案使該基板之數個區域分別暴露至類似製程流體流及/或類似電流密度分配。
3. 如前述實施例其中一項之分配系統(10)，其中該螺線形圖案經形成為，該等開口(2)沿著一假想曲線配置，該假想曲線圍繞該分配本體(1)上之一起點(C)以距該起點連續增加之一距離捲繞。
4. 如實施例3之分配系統(10)，其中該起點(C)係該分配本體(1)之一幾何中心(C)。
5. 如實施例3之分配系統(10)，其中該起點(C)係在該分配本體(1)之一幾何中心(C)之外。
6. 如實施例1至5其中一項之分配系統(10)，其中該螺線形圖案係基於一阿基米德螺線(S1)。
7. 如實施例1至5其中一項之分配系統(10)，其中該螺線形圖案係基於一對數螺線(S2)。
8. 如實施例1至5其中一項之分配系統(10)，其中該螺線形圖案係基於一拋物螺線。
9. 如實施例1至5其中一項之分配系統(10)，其中該螺線形圖案係基於一平方根螺線。
10. 如實施例1至5其中一項之分配系統(10)，其中該螺線形圖案係基於一雙曲螺線。
11. 如實施例1至5其中一項之分配系統(10)，其中該螺線形圖案係基於一斐波那契螺線。
12. 如前述實施例其中一項之分配系統(10)，其中該螺線形圖案係兩種或更多種螺線之一組合。
13. 一種用於一基板之一化學及/或電解表面處理之電化學沈積系統(20)，其包括： -    如前述實施例其中一項之一分配系統(10)，及 -    一基板旋轉系統， -    其中該基板旋轉系統經組態以使一基板相對於該分配系統(10)之一分配本體(1)旋轉。
14. 一種用於一基板在一製程流體中之一化學及/或電解表面處理之方法，其包括： -    提供包括具有用於該製程流體之複數個開口(2)之一分配本體(1)之一分配系統(10)，其中該等開口(2)係以一螺線形圖案配置於該分配本體(1)之一表面上， -    使該基板相對於該分配系統(10)旋轉，及 -    化學及/或電解處理該基板之一表面。
1:分配本體 1b:表面 2:開口 10:分配系統 20:電化學沈積系統 21:第一部分/噴射孔 22:第二部分/排洩孔 A:弧 C:固定起點/幾何中心 S1:阿基米德螺線 S2:對數螺線
下文將參考附圖描述本發明之例示性實施例： 圖1示意性及例示性地展示用於一可旋轉基板之化學及/或電解表面處理之一製程流體之一分配本體的一實施例。 圖2示意性及例示性地展示一阿基米德螺線。 圖3示意性及例示性地展示一對數螺線。 圖4展示描繪依據一基板之一半徑而變化之一「排洩孔比率」之一分佈的一圖表。 圖5A及圖5B示意性及例示性地展示用於一可旋轉基板之化學及/或電解表面處理之一製程流體之一分配本體的一實施例。
1:分配本體
1b:表面
2:開口
10:分配系統
20:電化學沈積系統
C:固定起點/幾何中心

Claims (14)

  1. 一種用於一可旋轉基板之化學及/或電解表面處理之一製程流體之分配系統(10)， 其中該分配系統(10)包括一分配本體(1)， 其中該分配本體(1)包括劃分成至少一第一部分(21)及一第二部分(22)之複數個開口(2)， 其中該等開口(2)之該第一部分(21)經組態以提供該製程流體流且該等開口(2)之該第二部分(22)經組態以提供一電流密度分配， 其中該等開口(2)之該第二部分(22)係以一螺線形圖案配置於該分配本體(1)之一表面(1b)上，且 其中該等開口(2)之該第一部分(21)係獨立於該等開口(2)之第二部分(22)而配置於該分配本體(1)之該表面(1b)上。
  2. 如請求項1之分配系統(10)，其中，若該基板相對於該分配本體(1)旋轉，則該螺線形圖案使該基板之數個區域分別暴露至類似製程流體流及/或類似電流密度分配。
  3. 如請求項1之分配系統(10)，其中該螺線形圖案經形成為，該等開口(2)沿著一假想曲線配置，該假想曲線圍繞該分配本體(1)上之一起點(C)以距該起點連續增加之一距離捲繞。
  4. 如請求項3之分配系統(10)，其中該起點(C)係該分配本體(1)之一幾何中心(C)。
  5. 如請求項3之分配系統(10)，其中該起點(C)係在該分配本體(1)之一幾何中心(C)之外。
  6. 如請求項1至5其中一項之分配系統(10)，其中該螺線形圖案係基於一阿基米德螺線(S1)。
  7. 如請求項1至5其中一項之分配系統(10)，其中該螺線形圖案係基於一對數螺線(S2)。
  8. 如請求項1至5其中一項之分配系統(10)，其中該螺線形圖案係基於一拋物螺線。
  9. 如請求項1至5其中一項之分配系統(10)，其中該螺線形圖案係基於一平方根螺線。
  10. 如請求項1至5其中一項之分配系統(10)，其中該螺線形圖案係基於一雙曲螺線。
  11. 如請求項1至5其中一項之分配系統(10)，其中該螺線形圖案係基於一斐波那契螺線。
  12. 如前述請求項其中一項之分配系統(10)，其中該螺線形圖案係兩種或更多種螺線之一組合。
  13. 一種用於一基板之一化學及/或電解表面處理之電化學沈積系統(20)，其包括： 一如前述請求項其中一項之分配系統(10)，及 一基板旋轉系統， 其中該基板旋轉系統經組態以使一基板相對於該分配系統(10)之一分配本體(1)旋轉。
  14. 一種用於一基板在一製程流體中之一化學及/或電解表面處理之方法，其包括： 提供包括具有劃分成一第一部分(21)及一第二部分(22)之複數個開口(2)之一分配本體(1)之一分配系統(10)， 使該基板相對於該分配系統(10)旋轉，及 經由該等開口(2)之一第一部分提供該製程流體流及經由該等開口(2)之一第二部分提供一電流密度分配， 其中該等開口(2)之該第一部分(21)經組態以提供該製程流體流且該等開口(2)之該第二部分(22)經組態以提供一電流密度分配， 其中該等開口(2)之該第二部分(22)係以一螺線形圖案配置於該分配本體(1)之一表面(1b)上，且 其中該等開口(2)之該第一部分(21)係獨立於該等開口(2)之第二部分(22)而配置於該分配本體(1)之該表面(1b)上。
TW110116872A 2020-05-11 2021-05-11 用於可旋轉基板之化學及/或電解表面處理之製程流體之分配系統 TW202146713A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20173988.5 2020-05-11
EP20173988.5A EP3910095B1 (en) 2020-05-11 2020-05-11 Distribution system for a process fluid for chemical and/or electrolytic surface treatment of a rotatable substrate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202146713A true TW202146713A (zh) 2021-12-16

Family

ID=70681709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110116872A TW202146713A (zh) 2020-05-11 2021-05-11 用於可旋轉基板之化學及/或電解表面處理之製程流體之分配系統

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20230193503A1 (zh)
EP (1) EP3910095B1 (zh)
JP (1) JP2023510024A (zh)
KR (1) KR20220123464A (zh)
CN (1) CN115427614A (zh)
PL (1) PL3910095T3 (zh)
PT (1) PT3910095T (zh)
TW (1) TW202146713A (zh)
WO (1) WO2021228604A1 (zh)

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6103085A (en) * 1998-12-04 2000-08-15 Advanced Micro Devices, Inc. Electroplating uniformity by diffuser design
US6368475B1 (en) * 2000-03-21 2002-04-09 Semitool, Inc. Apparatus for electrochemically processing a microelectronic workpiece
US6254742B1 (en) * 1999-07-12 2001-07-03 Semitool, Inc. Diffuser with spiral opening pattern for an electroplating reactor vessel
US6736952B2 (en) * 2001-02-12 2004-05-18 Speedfam-Ipec Corporation Method and apparatus for electrochemical planarization of a workpiece
US6572755B2 (en) * 2001-04-11 2003-06-03 Speedfam-Ipec Corporation Method and apparatus for electrochemically depositing a material onto a workpiece surface
ATE327864T1 (de) * 2001-04-24 2006-06-15 Applied Materials Inc Leitender polierkörper zum elektrochemisch- mechanischen polieren
JP4310085B2 (ja) * 2002-07-31 2009-08-05 株式会社荏原製作所 電解加工方法及び装置
US7645364B2 (en) * 2004-06-30 2010-01-12 Lam Research Corporation Apparatus and method for plating semiconductor wafers
US8795480B2 (en) * 2010-07-02 2014-08-05 Novellus Systems, Inc. Control of electrolyte hydrodynamics for efficient mass transfer during electroplating
DE102010033256A1 (de) 2010-07-29 2012-02-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Methode zur Erzeugung gezielter Strömungs- und Stromdichtemuster bei der chemischen und elektrolytischen Oberflächenbehandlung
US8188575B2 (en) * 2010-10-05 2012-05-29 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and method for uniform metal plating
US8968533B2 (en) * 2012-05-10 2015-03-03 Applied Materials, Inc Electroplating processor with geometric electrolyte flow path
US10364505B2 (en) * 2016-05-24 2019-07-30 Lam Research Corporation Dynamic modulation of cross flow manifold during elecroplating
US10781527B2 (en) * 2017-09-18 2020-09-22 Lam Research Corporation Methods and apparatus for controlling delivery of cross flowing and impinging electrolyte during electroplating

Also Published As

Publication number Publication date
PL3910095T3 (pl) 2022-05-23
CN115427614A (zh) 2022-12-02
WO2021228604A1 (en) 2021-11-18
EP3910095A1 (en) 2021-11-17
US20230193503A1 (en) 2023-06-22
JP2023510024A (ja) 2023-03-10
KR20220123464A (ko) 2022-09-06
PT3910095T (pt) 2022-04-14
EP3910095B1 (en) 2022-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10662545B2 (en) Enhancement of electrolyte hydrodynamics for efficient mass transfer during electroplating
TWI580823B (zh) 用於垂直流電金屬沉積於一基板上之裝置
US6103085A (en) Electroplating uniformity by diffuser design
TWI612555B (zh) 用於先進封裝應用之設備
US20160273119A1 (en) Control of electrolyte flow dynamics for uniform electroplating
WO2014095355A1 (en) Device for vertical galvanic metal, preferably copper, deposition on a substrate and a container suitable for receiving such a device
TW202233903A (zh) 用於基板之化學及/或電解表面處理之製程液體之分散式系統
TWI673393B (zh) 用於垂直電流沉積金屬於基板上之裝置
US6984302B2 (en) Electroplating cell based upon rotational plating solution flow
TW201634762A (zh) 電化學反應設備
TWI756456B (zh) 用於化學及／或電解表面處理之分配系統
TW201911408A (zh) 用於化學及／或電解表面處理之分配系統
TW202146713A (zh) 用於可旋轉基板之化學及/或電解表面處理之製程流體之分配系統
US20030155231A1 (en) Field adjusting apparatus for an electroplating bath
TWM555362U (zh) 電鍍輔助板及應用其之電鍍系統
TWI664321B (zh) 電鍍輔助板及應用其之電鍍系統
KR20020071720A (ko) 도금 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
TW202213483A (zh) 用於基板的化學及/或電解表面處理的製程流體之屏蔽本體系統
JP2023551491A (ja) めっき装置およびめっき方法
TW202302922A (zh) 使用離子電阻式離子可滲透元件或對基板上的晶粒級圖案空間上裁製的屏蔽之金屬的電沉積