TW202229656A - 用於在處理站中之基板之化學及/或電解表面處理的方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種用於在一處理站中之一基板之一化學及/或電解表面處理的方法及一種用於一基板之一化學及/或電解表面處理的處理站。
用於一化學及/或電解表面處理之該方法包括以下步驟,不一定按此順序:
- 將一待處理基板安裝至一轉子單元,
- 將具有該基板之該轉子單元移動至該處理站之一預潤濕腔室中,
- 在該預潤濕腔室中將一預潤濕流體施加至該基板,
- 將具有該基板之該轉子單元至少部分移出該預潤濕腔室,
- 使具有該基板之該轉子單元在一自旋平面中自旋以離心地減少該基板之一表面處之該預潤濕流體,
- 使具有該基板之該轉子單元法向於該自旋平面旋轉使得該基板背對該預潤濕腔室,
- 將具有該基板之該轉子單元移動至該處理站之一電鍍腔室中,
- 將一電解液及一電流施加至該基板以用於在該電鍍腔室中對該基板進行一電鍍程序,及
- 將具有該基板之該轉子單元至少部分移出該電鍍腔室。
Description
本發明係關於一種用於在一處理站中之一基板之一化學及/或電解表面處理的方法及一種用於一基板之一化學及/或電解表面處理的處理站。
在微電子工業中,存在數種程序,其中必須用一導電金屬(例如,Cu)填充基板上之小凹部,此通常透過所謂的電鍍、電化學沈積、電化學鍍覆或電流沈積(galvanic deposition)來執行。在特殊情況中,尤其是在必須用一導電材料填充很小且深的凹部時,此等程序有時亦被稱為高縱橫比鍍覆。
在電化學沈積之程序期間經常出現困難,因為凹部填充有周圍環境空氣(在實際鍍覆程序之前在該周圍環境空氣中儲存、處置或處理基板)。當將含有小凹部之基板浸入至液體電解質中時,一小凹部內部之環境空氣可形成一氣態障壁。接著,氣態障壁防止電解質潤濕並滲透至凹部中,且藉由如此做而阻礙或至少顯著地劣化用於用一不間斷導電材料層填充凹部之沈積程序。凹部之一不連續或甚至中斷之塗佈或填充導致例如材料層內之空隙、接觸不良或甚至中斷之電路。另外,具有此等未充分鍍覆或填充之凹部之一器件之可靠性、功能性及使用期限通常降低。
習知地,在一電鍍程序之前且有時亦在一電鍍程序期間在一壓力控制腔室中藉助於次大氣壓或真空自此等小凹部移除環境空氣。接著,必須在不中斷次大氣壓或真空之情況下進行凹部之後續鍍覆或填充,此非常麻煩、昂貴,且造成待在一大量及高產量製程中實施以使沈積程序遞送一合格結果之許多問題及技術挑戰。
當鍍覆之後直接接著在減壓下進行預潤濕步驟而未將減壓釋放回至大氣壓時,大量製造之適用性有限。限制係基於工具構造之複雜性、建置及維持設備所涉及之成本,以及在處理必須在減壓下發生時所引入之電化學處理挑戰。此外,鍍覆腔室需要能夠耐受特定位準之真空(壓力可調節腔室及系統)。
在另一實施方案中,在將基板轉移至將在其中透過電化學沈積填充凹部之一鍍覆腔室中之前,可在一分離預潤濕腔室中對基板執行在各種壓力條件下用一惰性或除氣之預潤濕液體對凹部進行一預先沖洗。然而,此係一非常耗時且複雜之程序,其涉及自預潤濕腔室至鍍覆腔室之大量濕潤基板處置挑戰。由於額外腔室必須僅專用於預潤濕程序,故此程序亦為成本密集的,此另外增加工具之總佔用面積,從而阻礙非常昂貴的製造及潔淨室空間。
US 2015/179458 A1中揭示一對應預潤濕裝置方法及設計:在一晶圓基板上電鍍銅層之方法包括(a)將晶圓基板提供至一預潤濕處理腔室,該晶圓基板在其表面之至少一部分上具有一暴露金屬層;(b)在次大氣壓下使晶圓基板與一預潤濕流體接觸,該預潤濕流體包括水及銅離子以在晶圓基板上形成一預潤濕流體層;(c)使預潤濕之晶圓基板與一鍍覆溶液(該鍍覆溶液包括銅離子)接觸,以在晶圓基板上電鍍銅層,其中預潤濕流體中之銅離子之濃度大於鍍覆溶液中之銅離子之濃度。
假使應用一分離預潤濕腔室,則可在大建置尺寸之系統中發現一缺點(歸因於額外腔室要求),此意謂工具需要一顯著更大之製造及/或潔淨室空間。另一缺點係需要將濕潤基板自一個腔室轉移至另一腔室,而不會因完全或僅部分乾燥而損失填充於凹部內部之液體,且在整個工具空間內不會滴落(dropping)液體,此可能引起工具之壽命及污染問題。
因此,可需要提供一種用於一處理站中之一基板之一化學及/或電解表面處理之改良式方法,該方法特定言之比習知方法更容易。
藉由本發明之獨立技術方案之標的物來解決問題,其中進一步實施例併入於附屬技術方案中。應注意,下文中描述之本發明之態樣亦適用於用於一處理站中之一基板之一化學及/或電解表面處理之一方法及用於一基板之一化學及/或電解表面處理之一處理站。
根據本發明,提出一種用於一處理站中之一基板之一化學及/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以下步驟,不一定按此順序:
- 將一待處理基板安裝至一轉子單元,
- 將具有該基板之該轉子單元移動至該處理站之一預潤濕腔室中,
- 在該預潤濕腔室中將一預潤濕流體施加至該基板,
- 將具有該基板之該轉子單元至少部分移出該預潤濕腔室,
- 使具有該基板之該轉子單元在一自旋平面中自旋以離心地減少該基板之一表面處之該預潤濕流體,
- 使具有該基板之該轉子單元法向於該自旋平面旋轉使得該基板背對該預潤濕腔室,
- 將具有該基板之該轉子單元移動於該處理站之一電鍍腔室中,
- 在該電鍍腔室中將一電解液及一電流施加至該基板以用於對該基板進行一電鍍程序,及
- 將具有該基板之該轉子單元至少部分移出該電鍍腔室。
用於一處理站中之一基板之一化學及/或電解表面處理之本方法使一處理站中之基板之表面處理顯著更好地可管理。其包括在處理站中之一預潤濕步驟,該預潤濕步驟可在該處理站中之一後續電鍍步驟之前完成,而自預潤濕腔室至電鍍腔室無需對預潤濕之基板進行複雜的濕式處置。因此,本方法容許顯著降低程序複雜性及成本,此係因為不需要所涉及之濕式基板處置。在整個工具空間內沒有滴落液體,滴落液體可能引起壽命及污染問題。此外,本方法容許降低整體設備大小及製造潔淨室佔用面積要求。
該基板可包括一導體板、一半導體基板、一膜基板、一基本上板狀、金屬或金屬化工件及/或類似者。該基板可固持於一基板固持件中。
該轉子單元可被理解為經組態以使基板旋轉之一器件。其可包括用於基板之一驅動單元及一固持單元。該驅動單元可為具有一傳動裝置(transmission)之一引擎。該驅動單元可藉助於一臂連接至該固持單元。該固持單元可為用以固持基板之一框架。該轉子單元可用作用於一組合預潤濕及電鍍程序之一基板固持及支撐器件。該轉子單元可支援將一預潤濕壓力(例如,真空)及/或一預潤濕氣氛(例如,不同於空氣之一氣體)及/或一電流(例如,用於電鍍程序之高達100安培及更高)供應至基板。該轉子單元可實現基板之一橫向移動(例如,向上及向下)及/或一自旋移動(例如,在一基板表面中或沿著一基板表面且繞基板之一近似中心水平地)及/或繞法向於基板之自旋移動之一軸的一旋轉移動(例如,使基板從上往下(upwards to downwards)傾斜)。此容許使基板例如從轉子單元之頂部上之正面朝上旋轉至轉子單元下方之正面朝下的程序組態。
該預潤濕流體可被理解為提供預潤濕基板之功能之一液體。其可為水、高純度水及/或類似者。
該預潤濕腔室可被理解為可在其中發生基板之預潤濕之一空間或外殼。在預潤濕之後,可將基板部分或完全移出該預潤濕腔室。離開該預潤濕腔室之移動方向可為一第一移動方向。接著,基板接著可配置於該預潤濕腔室下方。
該自旋平面可被理解為其中基板在其中自旋之平面。該自旋平面可法向於預潤濕腔室與電鍍腔室之間之一假想連接線。該自旋平面可平行於基板表面或該自旋平面可對應於該基板表面之一延伸。
措辭「離心地減少預潤濕流體」可被理解為預潤濕流體從基板之一表面移除,但仍保留在基板之凹部中。
因此,在自旋之步驟中,固持基板之轉子單元可繞基板之一中心或自旋平面轉動。換言之,該轉子單元可相對於基板表面或自旋平面水平地自旋以自基板之表面移除預潤濕流體。
當轉子單元及基板法向於自旋平面旋轉時,此可被理解為使基板傾斜。在旋轉之前,基板面向預潤濕腔室,此可被理解為經引導向上。在旋轉之後,基板面向電鍍腔室,此可被理解為經引導向下。
措辭「法向於自旋平面」可被理解為「垂直於(perpendicular to或vertical to)自旋平面」。此外,措辭「法向於假想連接線」可被理解為「垂直於(perpendicular to或vertical to)假想連接線」。
因此,為將基板自處理站之預潤濕腔室移動至電鍍腔室,固持基板之轉子單元可垂直地樞轉達180°,使得轉子單元可仍垂直於自旋平面配置但其可在旋轉之前經引導朝向一相對側。
電解液可被理解為提供一電解質之功能之一液體。
電鍍程序可為一電鍍、一電化學沈積、一電化學鍍覆、一電流沈積及/或類似者。
電鍍腔室可被理解為可在其中發生電鍍程序之一空間或外殼。在電鍍之後,可將基板部分或完全移出電鍍腔室。離開電鍍腔室之移動方向可為與第一移動方向不同且特定言之相反之一第二移動方向。接著,基板接著可配置於電鍍腔室上方。
用於一基板之一化學及/或電解表面處理之本方法可被理解為在相同處理站中發生。此意謂預潤濕腔室及電鍍腔室配置於相同處理站中。換言之,用於一基板之一化學及/或電解表面處理之整個方法係在相同處理站中完成。在預潤濕及電鍍期間以及之間,基板未離開處理站。處理站包括預潤濕腔室、轉子單元及電鍍腔室。基板可固定至轉子單元且接著可藉由轉子單元移動至預潤濕腔室中,移出預潤濕腔室,至電鍍腔室,至電鍍腔室中且移出電鍍腔室。此可在未自轉子單元釋放基板且特定言之未改變基板至轉子單元之固定的情況下完成。因此,用於一基板之化學及/或電解表面處理之一系統之一建置大小或佔用面積可相當小且用於一化學及/或電解表面處理之一方法可相當快速地完成。特定言之,一佇列時間及/或一轉移時間可相當有限,此係因為方法之後續步驟可彼此緊接地完成且幾乎沒有任何轉移。
在一實施例中,用於一化學及/或電解表面處理之方法包括以下步驟:
- 在預潤濕步驟之前修改預潤濕腔室中之一氣體系統。
氣體系統之修改可為在預潤濕步驟之前相對於大氣壓降低壓力。壓力降低之後可接著在預潤濕步驟之後將壓力增加至大氣壓。替代地或額外地,氣體系統之修改可為在預潤濕步驟之前及/或之後相對於環境空氣之氣體交換。一般而言,可在預潤濕腔室中將真空、相對於環境壓力之減壓、環境壓力及/或相對於環境壓力之增壓施加至基板。可在預潤濕腔室中將環境空氣或另一氣體施加至基板。特定言之,可在後續電鍍之前將可溶性氣體(像例如CO
2)施加至基板。在預潤濕之後及電鍍期間無需維持氣體系統之修改(例如,真空)。在無此要求之情況下,鍍覆腔室及鍍覆程序更容易,而導致進一步降低之程序複雜性以及進一步降低之整體設備大小及製造潔淨室佔用面積要求。
將一待處理基板安裝至一轉子單元之步驟可被理解為將基板裝載至轉子單元上,該轉子單元經啟用以在整個接下來的處理步驟(自預潤濕至電鍍至視需要沖洗及/或乾燥)內支撐基板。例如,透過一電接觸環之一夾緊作用將基板安裝至轉子單元,在將基板裝載至轉子單元上之後閉合該電接觸環。電夾緊環容許可將一基板正面及/或完整基板電連接及極化,此意謂在電鍍程序期間轉換成一陰極。替代地或額外地,透過真空吸力或磁力或類似者來將基板安裝至轉子單元。
將具有基板之轉子單元移動於處理站之一預潤濕腔室中之步驟可被理解為將固持基板之轉子單元移動於處理站之一例如上部中及至預潤濕腔室中。可建立預潤濕腔室與轉子單元之間之一密封。藉此使轉子單元與預潤濕腔室之一內部之間的一剩餘敞開體積非常小,使得僅需要抽空或用一替代氣態介質充滿一小體積。接著,可極其快速地及/或以一非常低的沖洗氣體消耗來完成抽空或充滿。一旦達成預潤濕腔室與轉子單元之間之密封,隨後便進行預潤濕本身或一組合減壓及預潤濕。
在預潤濕腔室中將一預潤濕流體施加至基板之步驟容許移除環境空氣(特定言之,其填充基板之凹部)之氣態障壁。術語「凹部」可被理解為具有在毫米、微米或奈米之一範圍內之一直徑之一敞開腔。當將基板浸入至液體電解質中時,凹部內部之環境空氣可形成一氣態障壁,此防止電解質潤濕且滲透至凹部中,且藉由如此做而阻礙或劣化用於用一不間斷沈積材料層覆蓋及填充基板及其凹部之沈積程序。
將一預潤濕流體施加至基板之步驟可被理解為在施加預潤濕液體之前,視需要可對基板施加一減壓(例如,0.7巴)以將環境空氣從基板之凹部移除到不再對處理結果產生負面影響的一位準。此意謂減少凹部內部之氣態障壁,使得接下來的預潤濕流體可滲透並潤濕凹部之底部及側壁。只要充分減少氣態障壁(例如,基於對持續時間之先前實驗判定),便可將預潤濕流體施配至基板表面上以滲透所有凹部且替換凹部內部之環境空氣夾雜物。預潤濕之步驟亦可僅包括在未預先經受減壓之情況下施加預潤濕液體。
在充分地預潤濕所有凹部(例如,基於對持續時間之先前實驗判定)之後,可釋放減壓或真空以達成大氣環境壓力(約1巴)。此可藉助於進入轉子單元與預潤濕腔室之內部之間之敞開體積中的一氣體流來達成。該氣體流可為空氣、氮氣、可溶於預潤濕液體之氣體(例如,CO
2或SO
2)或類似者。
將具有基板之轉子單元至少部分移出預潤濕腔室之步驟可被理解為將具有基板之轉子單元移動至一自旋位置(例如,在預潤濕位置下方25 mm)中。
使具有基板之轉子單元在一自旋平面中自旋以離心地減少基板之一表面處之預潤濕流體之步驟可被理解為透過轉子單元以例如幾百rpm之一自旋旋轉去除(spinoff)過量的預潤濕流體。
使具有基板之轉子單元法向於自旋平面旋轉使得基板背對預潤濕腔室之步驟可被理解為,具有基板之轉子單元經歷繞法向於基板之旋轉自旋移動之一軸的一旋轉移動。接著,具有基板之轉子單元處於例如向下面向電鍍腔室之一位置中。
將具有基板之轉子單元移動至處理站之一電鍍腔室中之步驟可被理解為,將固持基板之轉子單元移動至處理站之電鍍腔室,建立電鍍腔室與轉子單元之間之一對準,且進入電鍍腔室。
在電鍍腔室中將一電解液及一電流施加至基板以用於對基板進行一電鍍程序之步驟可被理解為開始電鍍程序。對於電化學程序,處理站之電鍍腔室含有一陽極(在與基板相反之電極化之一狀態中),需要該陽極以執行例如Cu或可電化學地沈積至基板上及至凹部中之任何其他材料之一電化學沈積。一電鍍腔室亦可含有一電解質,在開始電化學程序時將基板浸沒於該電解質中。電化學程序可以各種方式自一緩慢、穩態鍍覆至極高速鍍覆進行。轉子單元可供應高達100安培及更高之電流。在一實施例中,電鍍係在環境空氣中進行。在一實施例中,電鍍係在大氣壓下進行。
將具有基板之轉子單元至少部分移出電鍍腔室之步驟可被理解為,當將電化學沈積程序判定為完成時,自電鍍腔室移除轉子單元。
在一實施例中,用於一化學及/或電解表面處理之方法進一步包括在將具有基板之轉子單元移出電鍍腔室之後之以下步驟:
- 使具有基板之轉子單元旋轉使得基板面朝預潤濕腔室,
- 將具有基板之轉子單元移動於預潤濕腔室中,及
- 在預潤濕腔室中將一沖洗液體施加至基板以自基板移除電解液。
此可被理解為將轉子單元自電鍍腔室移除且使其旋轉回至其初始位置中。接著,基板可例如在轉子單元之頂部上且可再次移動於預潤濕腔室中。措辭「在腔室中」可被理解為至少部分或完全進入腔室中。換言之,「在腔室中」可被理解為緊挨著或靠近腔室或被理解為完全進入腔室之一內部中。措辭「靠近預潤濕腔室」可被理解為在一旋轉去除位置中。在預潤濕腔室中,可將一沖洗液體施配至基板表面上以自表面移除任何電解質殘留物。總之,沖洗可在預潤濕腔室內部發生,而且亦可靠近預潤濕腔室發生。
在一實施例中,用於一化學及/或電解表面處理之方法進一步包括以下步驟:
- 在預潤濕腔室中將一乾燥流施加至基板以乾燥基板。
此可被理解為基板在預潤濕腔室中經歷一乾燥程序,以實現自轉子單元至例如一基板運輸系統或至一後續處理步驟(其中轉子單元移動至一基板裝載/卸載位置中)對基板之一乾式處置。又,措辭「在預潤濕腔室中」可被理解為靠近腔室或被理解為部分進入腔室之內部中或被理解為完全進入腔室之內部中。較佳地,靠近預潤濕腔室在旋轉去除位置中進行乾燥。
根據本發明,亦提出一種用於一基板之一化學及/或電解表面處理之處理站。該處理站包括:
- 一轉子單元,
- 一預潤濕腔室,及
- 一電鍍腔室。
該轉子單元經組態以固持該待處理基板,且使該基板至少部分移動至預潤濕腔室中及移出預潤濕腔室且移動至電鍍腔室中及移出電鍍腔室。
該預潤濕腔室經組態以在施加或不施加一還原氣氛(reduced atmosphere)之情況下藉助於一預潤濕流體預潤濕基板。
該電鍍腔室經組態以將一電解液及一電流施加至基板以用於對基板進行一電鍍程序。
該轉子單元進一步經組態以使基板在一自旋平面中自旋,且隨基板法向於該自旋平面旋轉使得該基板面朝預潤濕腔室或面朝電鍍腔室。
用於一處理站中之一基板之一化學及/或電解表面處理之本處理站使一處理站中之基板之表面處理顯著可管理。處理站包括預潤濕腔室及電鍍腔室使得可在處理站中完成預潤濕及電鍍,而自預潤濕腔室至電鍍腔室無需對預潤濕之基板進行複雜的濕式處置。不存在可能引起壽命及污染問題之滴落液體。處理站降低系統複雜性、大小及成本。
轉子單元可實現基板之一橫向移動(例如,向上及向下)及/或一自旋移動(例如,在一基板表面中或沿著一基板表面且大致繞基板之一中心水平地)及/或繞法向於基板之自旋移動之一軸的一旋轉移動(例如,使基板從上往下傾斜)。
在一實施例中,預潤濕腔室及/或電鍍腔室彼此相對地配置而使轉子單元在其等之間。在一實例中,腔室之一者配置於一第一位置中(例如,在地板上),且另一腔室垂直地配置於該第一位置上方之一第二位置中。此意謂腔室可經堆疊而使轉子單元在其等之間,以使基板在腔室之間垂直地移動。在另一實例中,兩個腔室緊挨彼此配置於地板上而使轉子單元在其等之間,以使基板在腔室之間水平地移動。在一實施例中,處理站至少包括又一個腔室。
在一實施例中,轉子單元包括用以將基板固定至轉子單元之一固定構件。該固定構件可經組態以實現一或多個基板表面之一表面處理。在一實施例中,該固定構件係一夾緊元件、一磁性元件及/或一吸力元件。該吸力元件可經組態以藉由減壓或真空來固定基板。
在一實施例中,轉子單元包括封閉以使預潤濕腔室液密及/或氣密之一密封構件。在一實施例中,轉子單元包括封閉以使電鍍腔室液密及/或氣密之一密封構件。
在一實施例中,轉子單元包括將氣體供應至預潤濕腔室之一氣體供應系統。氣體可用於提供用於預潤濕及/或用於乾燥基板之一特定氣氛。乾燥可在電鍍腔室中、在預潤濕腔室中及/或在此等腔室之間及外部完成。
在一實施例中,轉子單元包括用以降低預潤濕腔室中之一壓力之一減壓系統。特定言之,轉子單元可包括兩個真空施加元件,一個用於固持基板且一個用於降低預潤濕腔室中之壓力。
在一實施例中,轉子單元經組態以使基板以每分鐘1500轉及更多、較佳每分鐘2000轉自旋。
在一實施例中,轉子單元包括用以將一電流提供至基板以用於在電鍍腔室中進行電鍍程序之一電能供應系統。較佳地,電流總計達50安培及更高、更佳100安培及更高。
在一實施例中,轉子單元包括用以將一沖洗液體供應至基板之一沖洗液體供應系統。
應理解,根據獨立技術方案之方法及器件具有特定言之與附屬技術方案中所定義類似及/或相同之較佳實施例。進一步應理解,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。
將自下文中描述之實施例明白及參考下文中描述之實施例闡明本發明之此等及其他態樣。
圖1示意性地且例示性地展示用於一基板20之一化學及/或電解表面處理之一處理站10。處理站10包括一預潤濕腔室12、一電鍍腔室13及一轉子單元11。預潤濕腔室12及電鍍腔室13彼此相對地配置而使轉子單元11在其等之間。
預潤濕腔室12係在其中發生基板20之一預潤濕及視需要一沖洗及/或一乾燥之一外殼。電鍍腔室13係在其中發生一電鍍程序之一外殼。預潤濕腔室12及電鍍腔室13配置於相同處理站10中。在預潤濕及電鍍期間及之間,基板20未離開處理站10。
如下文參考其他圖進一步更詳細說明,轉子單元11使基板20移動至預潤濕腔室12中,移出預潤濕腔室12,至電鍍腔室13,至電鍍腔室13中且移出電鍍腔室13,回至預潤濕腔室12且移出預潤濕腔室12。此可在未自轉子單元11釋放基板20且特定言之未改變基板20至轉子單元11之固定的情況下完成。
因此,轉子單元11包括用於基板20之一驅動單元111及一固持單元112。驅動單元111係具有一傳動裝置之一引擎。固持單元112係用以固持基板20之一框架元件。
轉子單元11固持基板20且提供將一預潤濕壓力(例如,真空)及/或一預潤濕氣氛(例如,不同於空氣之一氣體)及/或一電流(例如,用於電鍍之高達100安培及更高)供應至基板20。因此,轉子單元11包括一壓力供應系統113、一氣體供應系統114及一電能供應系統115。轉子單元11進一步包括用以將一沖洗液體供應至基板20之一沖洗液體供應系統。
轉子單元11實現基板20之一橫向移動(例如,向上及向下)及/或一自旋移動(例如,在一基板20表面中且大致繞基板20之一中心水平地)及/或繞法向於基板20之自旋移動之一軸之一旋轉移動(例如,使基板20從上往下傾斜)。此容許使基板20上下移動,受離心作用及自轉子單元11之頂部上之正面朝上旋轉至轉子單元11下方之正面朝下,如下文中所展示。
用於一處理站10中之一基板20之一化學及/或電解表面處理之一方法包括以下步驟,其不一定按此順序且不一定具有全部該等步驟:
S1. 將一待處理基板20安裝至一轉子單元11 (參見圖1),
S2. 將具有基板20之轉子單元11移動至處理站10之一預潤濕腔室12中(參見圖2),
S3. 視需要修改預潤濕腔室12中之一氣體系統(參見圖2),
S4. 在預潤濕腔室12中將一預潤濕流體施加至基板20 (參見圖2),
S5. 視需要修改預潤濕腔室12中之氣體系統(參見圖2),
S6. 將具有基板20之轉子單元11至少部分移出預潤濕腔室12 (參見圖3),
S7. 使具有基板20之轉子單元11在一自旋平面中自旋以離心地減少基板20之一表面處之預潤濕流體(參見圖3),
S8. 使具有基板20之轉子單元11法向於自旋平面旋轉使得基板20背對預潤濕腔室12 (參見圖4),
S9. 將具有基板20之轉子單元11移動至處理站10之一電鍍腔室13中(參見圖4),
S10. 在電鍍腔室13中將一電解液及一電流施加至基板20以用於對基板20進行一電鍍程序(參見圖4),
S11. 將具有基板20之轉子單元11移出電鍍腔室13 (參見圖5),
S12. 視需要使具有基板20之轉子單元11旋轉使得基板20面朝預潤濕腔室12 (參見圖5),
S13. 視需要將具有基板20之轉子單元11移動至預潤濕腔室12中或移動成靠近預潤濕腔室12 (參見圖5),
S14. 視需要將一沖洗液體施加至在預潤濕腔室12內部或靠近預潤濕腔室12之基板20 (參見圖5),及
S15. 視需要在預潤濕腔室12中將一乾燥流施加至基板20 (參見圖5)。
如圖1中所展示,將基板20安裝至轉子單元11之步驟S1意謂將基板20裝載至轉子單元11上,轉子單元11在整個後續處理步驟(自預潤濕至電鍍至視需要沖洗及/或乾燥)內支撐、固持及移動基板20。
如圖2中所展示,將具有基板20之轉子單元11移動至處理站10之預潤濕腔室12中之步驟S2意謂將具有基板20之轉子單元11向上移動至處理站10之一上部中及至預潤濕腔室12中。建立預潤濕腔室12與轉子單元11之間之一密封。
修改預潤濕腔室12中之一氣體系統之步驟S3係在預潤濕步驟之前相對於大氣壓之降低壓力(例如,0.7巴或真空)以例如從基板20之凹部移除環境空氣。氣體系統之修改亦可或額外地為與環境空氣形成對比之一氣體交換。
在預潤濕腔室12中將一預潤濕流體施加至基板20之步驟S4意謂預潤濕流體滲透且潤濕基板20及特定言之基板20中之凹部之底部及側壁。
修改預潤濕腔室12中之氣體系統之步驟S5係在步驟S3之後將壓力增加回至大氣壓。釋放步驟S3之減壓或真空以達成大氣環境壓力(約1巴)。此可藉助於離開轉子單元11或透過安裝於腔室上之一氣體供應系統進入轉子單元11與預潤濕腔室12之內部之間之一敞開體積中的一氣體流來達成。該氣體流可為空氣、氮氣、可溶於預潤濕液體之氣體(例如,CO
2或SO
2)或類似者。氣體系統之修改亦可或額外地為將氣體交換回至環境空氣。不需要在預潤濕之後維持不同於環境空氣及壓力之任何修改。
如圖3中所展示,將具有基板20之轉子單元11移出預潤濕腔室12之步驟S6可被理解為將具有基板20之轉子單元11移動至預潤濕位置下方及預潤濕腔室12下方(例如,25 mm)之一自旋位置中。
使具有基板20之轉子單元11在一自旋平面S中自旋以離心地減少基板20之一表面處之預潤濕流體之步驟S7可被理解為透過轉子單元11及基板20以例如幾百rpm之自旋逐出過量的預潤濕流體。措辭「離心地減少預潤濕流體」意謂預潤濕流體從基板20之一表面移除,但仍保留在基板20之凹部中。自旋平面S可被理解為基板20在其中自旋之平面。自旋平面法向於預潤濕腔室12與電鍍腔室13之間之一假想連接線。自旋平面S可平行於基板20之一表面或基板20之表面之一延伸。轉子單元11可使基板20繞基板20之一中心以例如每分鐘1500轉或每分鐘2000轉自旋。
如圖4中所展示,使具有基板20之轉子單元11法向於自旋平面旋轉之步驟S8意謂使基板20傾斜且基板20現背對預潤濕腔室12。具有基板20之轉子單元11經受繞法向於基板20之旋轉自旋移動之一軸的一旋轉移動,如圖3中所展示。具有基板20之轉子單元11現處於向下面朝電鍍腔室13之一位置中。換言之,轉子單元11在一垂直方向上樞轉達180°使得轉子單元11及基板20可引導至電鍍腔室13。
將具有基板20之轉子單元11移動於處理站10之電鍍腔室13中之步驟S9可被理解為將固持基板20之轉子單元11移動至處理站之電鍍腔室13,建立電鍍腔室13與轉子單元11之間之一對準,且接著進入電鍍腔室13。
將一電解液及一電流施加至基板20以用於在電鍍腔室13中對基板20進行電鍍程序之步驟S10意謂發生電鍍程序。轉子單元11可供應高達100安培及更高之電流。電鍍可在環境空氣中及/或在大氣壓下進行。
如圖5中所展示,將具有基板20之轉子單元11移出電鍍腔室13之步驟S11可被理解為自電鍍腔室13移除轉子單元11。接著,基板20在電鍍腔室13上方。
使具有基板20之轉子單元11旋轉之步驟S12意謂基板20現再次面朝預潤濕腔室12。基板20在轉子單元11之頂部上。
步驟S13係將具有基板20之轉子單元11移動回至預潤濕腔室12中或靠近預潤濕腔室12。
步驟S14係在預潤濕腔室12中將一沖洗液體施加至基板20以自基板20移除電解質殘留物。
步驟S15係將一乾燥流施加至在預潤濕腔室12內部或緊密靠近之基板20以乾燥基板20。基板20在預潤濕腔室12中經受一乾燥程序,以實現自轉子單元11至例如一基板20運輸系統對基板20之一乾式處置。
應注意,本發明之實施例係關於不同標的物描述。特定言之,一些實施例係關於方法類型請求項描述,而其他實施例係關於器件類型請求項描述。然而,熟習此項技術者將自上文及下文描述獲悉,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,亦考量用本申請案揭示關於不同標的物之特徵之間之任何組合。然而,可組合所有特徵,從而提供超過特徵之簡單加總之協同效應。
雖然已在圖式及前文描述中詳細繪示及描述本發明,但此繪示及描述應被視為闡釋性的或例示性的而非限制性的。本發明不限於所揭示實施例。自圖式、揭示內容及隨附發明申請專利範圍之研究,熟習此項技術者可在實踐一所主張發明時理解及實現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。一單一處理器或其他單元可履行發明申請專利範圍中敘述之數項之功能。某些措施在互不相同的附屬請求項中敘述,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。
10:處理站
11:轉子單元
12:預潤濕腔室
13:電鍍腔室
20:基板
111:驅動單元
112:固持單元
113:壓力供應系統
114:氣體供應系統
115:電能供應系統
S:自旋平面
將在下文參考隨附圖式來描述本發明之例示性實施例:
圖1示意性地且例示性地展示根據本發明之用於一基板之一化學及/或電解表面處理之一處理站的一實施例。
圖2示意性地且例示性地展示根據圖1之在另一位置中之用於一基板之一化學及/或電解表面處理的處理站。
圖3示意性地且例示性地展示在另一位置中之用於一化學及/或電解表面處理的處理站。
圖4示意性地且例示性地展示在又一位置中之用於一化學及/或電解表面處理的處理站。
圖5示意性地且例示性地展示在又一位置中之用於一化學及/或電解表面處理的處理站。
10:處理站
11:轉子單元
12:預潤濕腔室
13:電鍍腔室
20:基板
111:驅動單元
112:固持單元
113:壓力供應系統
114:氣體供應系統
115:電能供應系統
Claims (15)
- 一種用於一處理站(10)中之一基板(20)之一化學及/或電解表面處理之方法,該方法包括: 將一待處理基板(20)安裝至一轉子單元(11), 將具有該基板(20)之該轉子單元(11)移動至該處理站(10)之一預潤濕腔室(12)中, 在該預潤濕腔室(12)內部將一預潤濕流體施加至該基板(20), 將具有該基板(20)之該轉子單元(11)至少部分移出該預潤濕腔室(12), 使具有該基板(20)之該轉子單元(11)在一自旋平面中自旋以離心地減少該基板(20)之一表面處之該預潤濕流體, 使具有該基板(20)之該轉子單元(11)法向於該自旋平面旋轉使得該基板(20)背對該預潤濕腔室(12), 將具有該基板(20)之該轉子單元(11)移動至該處理站(10)之一電鍍腔室(13)中, 將一電解液及一電流施加至該基板(20)以用於在該電鍍腔室(13)內部對該基板(20)進行一電鍍程序,及 將具有該基板(20)之該轉子單元(11)至少部分移出該電鍍腔室(13)。
- 如請求項1之方法,其中該預潤濕腔室(12)及該電鍍腔室(13)配置於該相同處理站(10)中。
- 如請求項1或2之方法,其進一步包括修改該預潤濕腔室(12)中之一氣體系統之步驟,其中該氣體系統之該修改係在預潤濕步驟之前相對於大氣壓降低壓力、在該預潤濕步驟之後將壓力增加至大氣壓及/或在該預潤濕步驟之前及/或之後相對於環境空氣之氣體交換。
- 如請求項1或2之方法,其中該電鍍係在環境空氣中及/或在大氣壓下進行。
- 如請求項1或2之方法,其進一步包括在將具有該基板(20)之該轉子單元(11)移出該電鍍腔室(13)之後之以下步驟: 使具有該基板(20)之該轉子單元(11)旋轉使得該基板(20)面朝該預潤濕腔室(12), 將具有該基板(20)之該轉子單元(11)移動至該預潤濕腔室(12)中,及 在該預潤濕腔室(12)中將一沖洗液體施加至該基板(20)以自該基板(20)移除該電解液。
- 如請求項1或2之方法,其進一步包括以下步驟: 在該預潤濕腔室(12)中將一乾燥流施加至該基板(20)以乾燥該基板(20)。
- 一種用於一基板(20)之一化學及/或電解表面處理之處理站(10),該處理站(10)包括 一轉子單元(11), 一預潤濕腔室(12),及 一電鍍腔室(13), 其中該轉子單元(11)經組態以固持一待處理基板(20),且使該基板(20)至少部分移動於該預潤濕腔室(12)中及移出該預潤濕腔室(12)且移動於該電鍍腔室(13)中及移出該鍍腔室(13), 其中該預潤濕腔室(12)經組態以藉助於一預潤濕流體預潤濕該基板(20), 其中該電鍍腔室(13)經組態以將一電解液及一電流施加至該基板(20)以用於對該基板(20)進行一電鍍程序,及 其中該轉子單元(11)進一步經組態以使該基板(20)在一自旋平面中自旋,且隨該基板(20)法向於該自旋平面旋轉使得該基板(20)面朝該預潤濕腔室(12)或面朝該電鍍腔室(13)。
- 如請求項7之處理站(10),其中該預潤濕腔室(12)及/或該電鍍腔室(13)彼此相對地配置而使該轉子單元(11)在其等之間。
- 如請求項7或8之處理站(10),其中該轉子單元(11)包括用以將該基板(20)固定至該轉子單元(11)之一固定構件,其中該固定構件經組態以實現一或多個基板(20)表面之一表面處理。
- 如請求項7或8之處理站(10),其中該轉子單元(11)包括用以封閉該預潤濕腔室(12)及/或該電鍍腔室(13)使其液密及/或氣密之一密封構件。
- 如請求項7或8之處理站(10),其中該轉子單元(11)包括將氣體供應至該預潤濕腔室(12)之一氣體供應系統。
- 如請求項7或8之處理站(10),其中該轉子單元(11)包括用以降低該預潤濕腔室(12)中之一壓力之一減壓系統。
- 如請求項7或8之處理站(10),其中該轉子單元(11)經組態以使該基板(20)以每分鐘1500轉及更多、較佳每分鐘2000轉自旋。
- 如請求項7或8之處理站(10),其中該轉子單元(11)包括用以將一電流提供至該基板(20)以用於在該電鍍腔室(13)中進行該電鍍程序之一電能供應系統,較佳地,其中該電流總計達50安培及更大、更佳100安培及更大。
- 如請求項7或8之處理站(10),其中該轉子單元(11)包括用以將一沖洗液體供應至該基板(20)之一沖洗液體供應系統。
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