TW562878B - Copper-plating liquid, plating method and plating apparatus - Google Patents

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562878 A7 五、發明說明（1 ) [發明背景] 曼星頻域 本發明是有關於一種鋼電鍍液、電鍍方法及電鍍裝置 ，且特別是有關於一種用於形成銅金屬内連線之鋼電鍍 液、電鍍方法及電鍍裝置，而形成此銅金屬内連線之方法 係使用鋼電鍍半導體基底，以在半導體基底中之細小凹處 填充金屬銅，以於基底表面形成内連線。 [相關技術說明] 由於金屬銅具有低電阻值與高抗電移能力，因此近來 有明顯的趨勢以金屬銅取代金屬鋁或鋁合金來形成半導體 基底上之内連線電路。鋼金屬内連線之製作通常藉由在基 底表面中之細小凹處鑲嵌金屬銅來完成。製作銅金屬内連 線之技術已知有下列數述種方法，包含化學氣相沉積法、 減鍍法以及電鍍法。根據此等技術，金屬銅實質上沉積在 整個基底表面上，接者利用化學機械研磨法將不需要之金 屬鋼去除。 第39A圖至第39C圖說明一系列製程步驟，即為形成 具有鋼金屬内連線之基底W的例子。如第39A圖所示， 在導電層la上形成Si02之氧化層膜2，而此導電層la形 成在製作半導體元件之半導體基底1上。利用微影蝕刻技 術在氧化層膜2中形成内連線用之接觸窗洞3與溝渠4。 接者’在整個表面上形成TaN之阻障層5等，及在阻障層 5上形成電鍍用作為電供應層（eiectric supply layer)之晶種 層7 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公® ) 1 312786 562878 A7 五、發明說明（2 然後如第39B圖所示，電鍍銅係在基底w之表面上進 行，以在接觸窗洞3與溝渠4中填充金屬銅，同時在氧化 層膜2上沉積銅膜6。然後利用化學機械研磨法將在氧化 層膜2上之鋼膜6去除，以使得填充至接觸窗洞3與溝渠 4中之鋼膜6表面與氧化層膜2表面實質上係在同一平 面。如此即能形成如第39C圖所示由銅膜6構成之内連 線。 晶種層7通常係利用濺鍍法或化學氣相沉積法來形 成。在藉由電鍍銅來形成銅膜6之例子中，通常用包含硫 酸銅與硫酸之硫酸鋼電鍍液作為電鍍液。 由於近來傾向於製作更精細之内連線，而此種内連線 或插塞用之溝渠具有更高之高寬比。此意謂著在溝渠之底 部藉由賤鑛法不足以形成晶種層，也因而無法形成均勻之 晶種層。如第40A圖所示，晶種層7在溝渠接近底部之側 壁上的厚度11可能成為其在溝渠接近基底表面之側壁上的 厚度之1/10或更薄。當用硫酸銅電鍍液進行電鑛銅以 將金屬銅填入溝渠中時，電流幾乎無法通過如此超薄之晶 種層部分，以致形成如筮40r 双如第40B圖所不之未沉積部分（即孔 洞)8。但是為了克服此項缺點藉由增加晶種層7之整 度以加厚此超薄之晶種声 加枯士〇 種層部刀並不可仃，因為在利用電鍍 銅填充此溝渠時，將圍 紙 “丨 沉積厚的金屬銅以封 閉開口，如此則造成孔洞產生。 另一方面，包括例如硫酸銅之驗、作為添 齊匕土維持液體^中性範圍之pH 位 Μ氏張尺度適财關家標準(CNS)A7ii7il7^?lT-__剛的銅電解/ 312786 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) -------訂---------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 562878 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（3 ) 已發展出來。然而，此種銅電解液通常在實際用途上非常 不穩定。其次’PH調整劑通常包含例如鈉與鉀之鹼金屬， 當包含驗金屬之電解液應用在半導體基底上時會有電致 遷移的問題，因而降低半導體的品質。包括氮化鋼之銅電 鍵液亦為習知’然而由於氰化物對人體健康有害，因此從 操作與環境的觀點來看，需要避免使用此種電錢液。 [發明摘述] 本發明係為解決上述之習知缺點。因此本發明之目的 即為提供-種不含驗金屬與氛化物之銅電鑛液，此種鋼電 鑛液能加強晶種層之薄的部分，並麵以金屬鋼完全填充 基底表面中具有高的高寬比之細小凹處，同時本發明之目 的亦為k出種電鍍方法以及利用此種鋼電鍍液之電鍍裝 置。 為達到上述目的，本發明提供一種不含鹼金屬與氰化 物之鋼電鍍液，此種銅電鍍液包括二價鋼離子與配位劑， 在銅電鍍液令包括配位劑能增強其作為電鍍浴之極化作用 及改善均勻之電沉積性質。此種銅電鍍液能加強晶種層之 薄的部分及以金屬銅均勻地填入細小凹處之深處，例如具 有尚之鬲寬比之溝渠與洞。此外，所沉積之電鍍為掮密且 其中沒有孔洞之形成。而且本發明不含鹼金屬及氰化物之 銅電鍍液不會降低半導體之品質且符合避免使用氰化物之 要求，而半導體之品質降低係由於鹼金屬的存在而導致電 致遷移現象的發生。 在較佳情況下’電鍍液更包含選自既不含鹼金屬亦不 本紙張尺度過用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗〇 X 297公餐）

312786 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線- 562878 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（4 ) 含氰化物之劑的pH調整劑，此等劑例如為硫酸、氫氣酸、 磷酸、膽鹼、氨以及四甲基氫氧化銨。根據需要來使用此 pH調整劑’電鍍液之pH值可維持在7至14之範圍内， 較佳之pH值為在8至14之範圍内，更佳之pH值為在8 至9之範圍内。 在電鍵液中之二價銅離子濃度應較佳在〇〗至1〇〇 之範圍内，更佳為在1至1〇 g/Ι之範圍内。鋼離子濃度低 於上述之範圍降低電流效率，因而降低銅之沉澱效率。鋼 離子濃度超過上述之範圍會惡化電鍍液之電沉積性質。配 位劑之濃度應較佳在0.1至500 g/ι之範圍内，更佳為在 0.1至200 g/Ι之範圍内，最佳為在2〇至2〇〇 g/1之範圍内。 當濃度低於上述之範圍則幾乎不足夠與金屬鋼複合，因而 很可能產生沉積物。當濃度高於上述之範圍，另一方面， 電鍵此呈現所謂之燃燒沉積（burnt deposit)，，狀態，因而 破壞了外觀，另外，廢液處理變成不同。而且當電鑛液之 pH值太低，配位劑不能有效地與銅結合，以致無法形成完 整的錯合物。另一方面，電鍍液之pH值太高能引起不同 形式之錯合物形成而產生沉積物。使用上述較佳pH值的 範圍能消除這些缺點。 電鑛液亦可包含選自有機酸、醯胺、甘油、明膠、重 金屬離子、噻唑、三唑、噻二唑、咪唑、嘧啶、磺酸以及 麩胺酸之至少一添加劑。 配位劑之具體實例可包含伸乙二胺四乙酸、乙二胺、 Ν’Ν,Ν，N -伸乙基-二-硝基·四丙烧_2_醇、焦鱗酸、亞 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} --------訂---------· 本紙浪K度過用中國國家標準（CNS)a4規格（210 X 297公釐） 4 312786 562878 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 A7 五、發明說明（5 ) 胺一乙酸、二伸乙三胺五乙酸、二伸乙三胺、三伸乙四胺、 四伸乙五胺、二胺丁烷、羥乙基乙二胺、乙二胺四丙酸、 乙一胺伸丁基膦酸、二伸乙三胺伸丁基膦酸、二伸乙三胺 伸戊基膦酸以及它們的衍生物。 本發明提供一種電鍍具有細小凹處的基底之方法，此 細小凹處位於基底表面之中，用阻障層及/或晶種層覆蓋， 以將金屬填充於細小凹處中，此方法包括··在第一階段中 將基底接觸第一電鍍液以電鍍基底表面；以及在第二階段 中將基底接觸第二電鍍液以電鍍基底表面，其中第一電鍍 液比第二電鍍液具有較高之極化作用。 根據本發明之方法，當晶種層有薄的部分時，經由第 一階段之電鍍能加強薄的部分，以提供完整的晶種層，而 完整的晶種層有效地作為第二階段電鍍之電供應層。此方 法因而得以金屬如銅完全填充細小凹處並形成具有平坦表 面之電鍍膜。 本發明在另一方面提供一種電鑛具有細小凹處的基底 之方法此細小凹處位於基底表面之中，用阻障層及/或晶 種層覆蓋’以將金屬填充於細小凹處中此方法包括：將 土底接觸電鍍液以電鑛基底表面，而此電鍍液具有優良均 勻的電沉積性質。 本發明亦提供一種電鍍裝置包括：第-電錄區段，用 以於第-階段電鍍具有細小凹處之基底表面該基板並以 阻障層及/或晶種層覆蓋；第—電錢液供給區段，用以供給 二電，液至第一 第二電鍍區段，用 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵G x 297 ------ 312786 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線· 562878 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（6 ) 以於第二階段電鍍歷經第一階段電鍍之基底表面；第二電 鍍液供給區段，用以供給第二電鍍液至第二電鍍區段之電 鍍室；以及輸送區段，用以輸送基底自第一電鍍區段至第 二電鍍區段’其中第一電鍍液具有高於第二電鍍液之極化 作用。 本發明提供一種電鍍裝置包括：負載及卸載半導體基 底用之負載/卸載區段；在半導體基底表面上形成第一電 鑛金屬膜用之第一金屬電錢單元；在第一電鍍金屬膜上形 成第二電鍍金屬膜用之第二金屬電鑛單元；蝕刻去除形成 在半導體基底邊緣部分之金屬膜用之斜角蝕刻單元，其中 此半導體基底之表面具有第二電鍍金屬膜；半導體基底回 火用之回火單元；輸送半導體基底用之輸送裝置，其中形 成第一電鍍金屬膜用之第一金屬電鍍液比形成第二電鍍金 屬膜用之第二金屬電鑛液有較高之極化作用。 本發明提供一種電鍍方法，包括：在半導體基底表面 上形成第一電鍍金屬膜；在第一電鍍金屬膜上形成第二電 鍍金屬膜；蝕刻去除形成在半導體基底邊緣部分之金屬 臈，其中此半導體基底之表面上有第二電鍍金屬膜；以及 回火經斜角_蝕刻之半導體基底，其中形成第一電鍍金屬膜 用之第一金屬電鍍液比形成第二電鍍金屬膜用之第二金屬 電鍍液有較高之極化作用。 為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂， 下文特舉較佳實施例，並配合所附圖示，作詳細說明如下： [圖式之簡單說明] (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -ϋ I ϋ ϋ n I— I °J· I n ϋ ϋ ϋ I . 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 6 312786

562878 五、發明說明（7 ) 第圖所繪示為依照本發明之較佳實施例之電鍍巢 佈局平面圖； 第2圖所繪示為在電鍍裝置中氣流之解釋圖； 第3圖所繪示為在電鍍製程中電鐘區段之完整結 面圖； 第4圖所繪示為在電鍍區段之電鍍液流之示意圖； 第5圖所綠示為在非電鑛製程中（轉移基底時） 區段之完整結構剖面圖； 又 第圖所繪示為在維護期間電鑛區段之完整結構剖 第7圖所繪不為解釋在轉移基底時殼件、壓環以及 底之間關係之剖面圖； 土 第8圖所繪示為部分第7圖之放大圖； 第9Α圖至第9D圖所繪示為解釋在非電鍍製程與在 鑛製程巾（轉移基底時）電鑛液流之示意圖； 第 圖所繪示為電鑛區段之中心機構之放大剖面 第11圖所繪示為電鍍區段之進給接觸（探針）之剖适 第12圖所繪示為清洗/乾燥區段之示意圖； 第13圖所繪示為斜角_蝕刻/化學清洗區段之示清 第14圖所繪示為作為清洗/乾燥區段與斜角_餘刻 _化學清洗區段之用的旋轉貯留裝置之側視圖； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) ------ 7 312786 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線· 圖 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 X 消 費 合 作 社 印 製 圖 圖 562878 A7 B7 五、發明說明（8 ) 第15圖所繪示為第14圖之平面圖； 第16圖所繪示為旋轉貯留裝置的貯留構杜& * 哪旰細部之剖 面圖； 第17圖為沿著箭頭線A-A所繪示之第μ圖； 第18A圖至第18C圖所繪示為輸送裝置及泫1Qa A人乐i 圖所 纷示為裝置之透視圖，第18B圖所繪示為機械手之平面 圖，第18C圖所繪示為機械手之剖面圖； 第1 9圖所繪示為依照本發明電鍍方法之實施例之製 程步驟流程圖； 第20圖所繪示為二種具有不同極化之鋼電鏡液的電 壓與電流密度關係圖； 第21圖所繪示為依照本發明電鍍方法之另一實施例 之製程步驟流程圖； 第22圖所繪示為用於施行實例之複合浴1_3與硫酸銅 浴1之電流與電位曲線圖； 第23 A圖至第23C圖所繪示為在掃描電子顯微鏡下所 觀察到的不良電沉積、裂縫孔隙、微粒孔隙之示意圖； 第24圖所繪示為依照本發明電鍍方法之另一實施例 之電鍍裝置布置平面圖； 第25A圖至第25C圖為說明另一電鍍步驟所繪之圖； 第26圖所繪示為無電解鍍裝置構造之示意圖； 第27圖所繪示為依照本發明之另一實施例的電鍍裝 置布置平面圖； 第28圖所繪示為研磨單元構造之示意圖； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 8 312786 562878 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A7 五、發明說明（9 ) 第29圖所綠示為清洗研磨台用之清洗機構構造之示 意圖； 第圖所繪示為輸送裝置之透視圖； 第31A圖_第31B圖所繪示為接附輪送裝置之機械 手，及第31A圖為其平面圖，而第Mb圖為其側視圖； 第32A圖與第32B圖所徐矛兔里χ. 圃所潛不為另一輸送裝置，及第 32 A圖為其平面圖，而第32B圖為其侧視圖； 第33A圖與第33B圖所緣示為薄膜厚度之測量，及第 33A圖為其平面圖，而第33B圖為其側視圖； 第34圖所繪示為反轉機台鄰近區域之前視圖； 第35圖所繪示為反轉臂部分之平面圖； 第36圖所繪示為依照本發明之另一實施例的電鑛裝 置布置平面圖； 第37圖所繪不為依照本發明之再一實施例的電鍍裝 置布置平面圖； 第3 8圖所繪示為依照本發明之又一實施例的電鑛裝 置布置平面圖； 第3 9A圖與第39C圖所繪示為經由鋼電鍍製程形成銅 内連線之製程步驟流程圖； 第40A圖與第40ft圖所繪示為依照習知之晶種層狀態 與已形成的孔洞之剖面圖； 第41圖所繪示為依照本發明之又一實施例的電鍍裝 置布置平面圖；以及 第42圖所繪示為依照本發明之又一實施例的電鍍裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 312786 --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 562878 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------訂---------線- 1000負載/卸載區段 研磨台 10-la 研磨表面 頂環 10-6 泥漿喷嘴 溫度調整器 漩渦電流薄膜厚度測量儀器 光學薄膜厚度測量儀器 修整器 ΙΟ-lla至10-lld混合喷嘴 清洗/乾燥區段 斜角-蝕刻/化學清洗區段 五、發明說明（1G ) 置布置平面圖。 元件符號之說明 1 半導體基底 1-3 錯合槽 3、103 接觸窗洞 4 溝渠 6 銅膜 8 未沉積部分 9-2 PVA海綿輥子 9- 4、343、353 喷嘴 10 \ 604 > 800 > 900 ' 915、 10- 1 10-2 10-7 10-8 10-9 10-10 12 > 806 > 834 > 1040 14 第一基底台 16 ^ 902 > 984 > 1050 18 第二基底台 20 > 535 > 608 ^ 982 > 1030 22 > 512 > 610 ' 808 ^ 901 22a、836、980、1010 la、101a導電層 2 氧化層膜 3-1、3-2、540 機械手 5 阻障層 7 晶種層 9-1 旋轉輥子 9-3 超音波振動元件 清洗區段 電鍍區段 第一電鍍區段 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 10 312786 562878 A7 B7 五、發明說明（11 ) 22b、838、972、1020 24 - 600 > 840 - 904 > 917 26 ^ 602 > 842 > 905 - 942 第二電鍍區段 1060第一輸送裝置 1070第二輸送裝置 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 28 第三輸送裝置 40 電鍍液調節槽 45 電鍍液 46 電鑛製程容器 47 頭蓋 48 陽極 49 電鍍室 50 電鍍容器 50b 蓋 53 電鍍液供應嘴嘴 55 電鍍液供應管 56 控制閥 57 第一電鑛液排放通道 58 溢流構件 59 第二電鍍液排放通道 60a 電鍍液排放管 61a 流量控制器 62 垂直流調節環 63 水平流調節環 70 殼件 72 環形基底固定構件 75 通氣孔 76 陰電極接觸 77 進給接觸 96 > 222 、 456 孔 100 > 906、978 基底 102 隔離層 106 銅金屬層 108 内連線保護層 120 第三電鍍液排放通道 208 陰極板 214 氮氣供應源 215 純水供應源 216 > 217 調整器 218、219 氣動閥 224 貫穿孔 220 226 230 穿孔板 貯槽 溫度控制器 228 、 234 泵 232 電鍍液分析單元 236

312786 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁} 訂---------線』 562878 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（12 ) 240 壓環 242 壓桿 244 環形密封構件 246 > 260 馬達 248 ιΧι AlL 務1出神 250 支承 252 汽缸 254 滑件 256 轴承 258 環形支承框 261 螺桿 262 滑動基座 264 上殼 266 下殼 270 基底定心機構 272 似門托架 272a 下表面 274 定位阻擋塊 274a 上表面 274b 内表面 276 支撐軸 278 壓縮彈簧 280 保護構件 311 固定機制 313 基底放置部分 317 燈管加熱器 331 阻擋構件 333 密封部分 341 喷灑頭 351 清洗液供應機制 361 回收容器 365 電鍍液回收喷嘴 371 環形燈管加熱器 413 乾式薄膜厚度測量設備 413a 旋渴電流感應 420 圓柱形防水蓋 421 旋轉夾頭 422 基底固定部分 424 中心喷嘴 426 邊緣喷嘴 428 背部喷嘴 440 旋轉固定裝置 442 驅動軸 444 圓盤形旋轉構件 446 固定構件 447 帶式驅動裝置 450 插槽 452 固定板 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t ) 12 312786 --------訂---------線- 562878 A7 B7 五、發明說明（13 ) 454 小直徑軸 458 錘 460 彈簧 514a 、514b、804 輸送裝置 531、 822基底晶盒 534 旋乾器 539 反轉機構 541 研磨單元 542 前面末端 543 機器人主體 544 溫度控制流液管 545 安裝板 550 出口與入口部分 551 矩形安裝板 553 反轉臂 555 圓形底座 557 驅動機制 606 > 830、903、986 回火區段 614 電鍍液供應系統 711 分隔壁 712 電鑛區 713 清洗區 730、 734、735、738 f 73卜 736 高性能過濾器 732a 、737a 頂部 732b 、737b底部 733、 739循環管 802 處理區段 820 裝載站 832 主座 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 較佳實施例 本發明之較佳實施例將配合圖式說明如下。 第1圖所繪示為依照本發明之電鍍裝置布置平面圖。 電鍍裝置包括負載/卸載區段10、每一對清洗/乾燥區段 12、第一基底台14、斜角-蝕刻/化學清洗區段16以及第 二基底台18，清洗區段20提供使基底反轉180度之機構 以及四個電鍍區段。電鍍裝置亦提供第一輸送裝置24,以 在負載/卸載區段10、清洗/乾燥區段12以及第一基底 台14之間輸送基底。第二輸送裝置26,以在第一基底台 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐) 13 312786 562878 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印剩衣 五、發明說明（14 ) 14、斜角-蝕刻/化學清洗區段16以及第二基底台18之間 輸送基底。第三輸送裝置28,以在第二基底台18、清洗區 段20以及電鍍區段22之間輸送基底。 此電錄裝置有分隔壁711，以將電鍍裝置分隔成電鍍 區712與清洗區713。空氣能分別供應進及排出每一電鑛 區712與清洗區713。分隔壁711有能開或關之開閉器（未 顯示於圖中）。清洗區713内之壓力比大氣壓低但比電鍍區 712内之壓力高。如此能防止清洗區713之空氣流至電鍍 裝置外，亦能防止電鍍區712内之空氣流進清洗區713。 第2圖所繪示為在電鍍裝置中氣流之示意圖。在清洗 區713中，經由管73〇引進外面的新鮮空氣並藉風扇經由 高性能過濾器731推進至清洗區713。因此，從頂部732a 供應向下流的新鮮空氣至清洗/乾燥區段12以及斜角-餘 刻/化學清洗區段16附近。大部分所供應之新鮮空氣會從 底部732b經由循環管733再回到頂部732a，並再一次藉 風扇經由高性能過濾器731推進至清洗區713，以在清^ 區713中循環。部分之空氣會從清洗/乾燥區段u以及斜 角-蝕刻/化學清洗區段16經由管734排至外部，所以清 洗區713内之壓力調到較大氣壓為低。 具有洗滌區段20與電鍍區段22之電鍍區712並非是 清潔區（而是污染區）。但是此區不容許讓微粒附著於基底 表面上。因此，在電鍍區712中，經由管735引進外面的 新鮮空氣並藉風扇經由高性能過濾器736推進至電鍍區 712’因而防止微粒附著於基底表面上。但是若向下流:·--- 14 312786 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 東·--- 訂---------線- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 562878 A7 — B7 一 \ -------—--- 五、發明說明（15 ) 鮮空氣之整體流速僅由外面空氣之供應與排出來決定，則 需要供應與排出極多之空氣。因此，空氣經由管738排至 外部’及大部分向下流的空氣係由循環空氣經由從底部 737b延伸之循環管739來供應，而電鍍區712内之壓力維 持較清洗區713内之壓力為低。 如此，經由循環管739流回至頂部737a的空氣藉風扇 經由高性能過濾器736再一次推進至電鍍區712。因此， 供應了新鮮空氣至電鍍區712，以繼續在電鍍區712中循 環。在此例中，含有化學霧狀物或氣體之空氣從洗滌區段 20、電鍵區段22、第三輸送裝置28以及電鍍液調節槽發 射出，此發射出之空氣經由管738排至外部。因此，控制 電鍍區712内之壓力，使其較清洗區713内之壓力為低。 第3圖所繪示為電鍍區段22之主要部分。電鍍區段 22主要包括貯留電鍍液45用之實質上圓柱形的電鍍製程 容ί 46。第3圖中頭蓋47位於電鍍位置而在此位置降低 由頭蓋47固定住之基底W與升高電鍍液45之液面。 電鍍製程容器46包括具有向上敞開的電鍍室49且具 有位於底部的陽極48之電鍍容器50,及在電鍍容器50中 包含有電鍍液45。向電鍍室49之中心水平喷出之電鍍液 供應喷嘴53係配置在電鍍容器5〇之内周壁上的諸多周邊 間隔相同之位置。電鍍液供應喷嘴53與在電鍍容器内 垂直延伸之電鍍液供應通道相通。 電鍵液供應通道經由電鍍液供應管55連接至電鍍液 調即槽’如第4圖所示。控制閥係配置於每一電鍍液供應 i紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇x297公釐） ' 15 312786 A7 562878 五、發明說明（16 ) 管5 5上’而此控制閥係用來控制反壓，使其值維持不變。 其次’依照本發明之實施例，具有許多大小例如約為 3mm之洞的穿孔板220係配置在電鍍室49内之陽極48上 的位置。穿孔板220防止電鍍液45將形成在陽極48表面 上之黑色薄膜捲起來並流出去。 電鍍容器50具有第一電鍍液排放通道57，以從電鍍 至49底部周圍部分抽取包含於電鍍室49中之電鍍液45， 以及具有第二電鍍液排放通道59，以排放已溢出溢流構件 58之電鍍液45,而此溢流構件58配置於電鍍容器5〇之上 端。另外’電鍍容器50具有第三電鍍液排放通道12〇，以 在電鍍液45溢出溢流構件58之前加以排放。流經第二電 鍍液排放通道59與第三電鍍液排放通道12〇之電鍍液在電 鍍容器50之下端會合，然後從電鍍容器5〇排放出去。如 第9A圖至第9C圖所示，溢流構件58在其下部分具有多 個具有預定寬度之孔222位在預定間隔位置上，以取代第 三電鍍液排放通道120，而電鍍液45通過這些孔222，然 後排放至第二電鍍液排放通道59。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 藉由如此的配置，當電鍍過程中電鍍液之供應量大 時，則將電鍍液經由第三電鍍液排放通道12〇排放至外部 或將電鍍液通過孔222經由第二電鍍液排放通道59排放至 外部。此外，如第9A圖所示，溢出溢流構件58之電鍍液 係經由第二電鍍液排放通道59排放至外部。另一方面，電 鍍過程中，當電鍍過程中電鍍液之供應量小時，則將電鍍

312786 562878 A7 B7 五、發明說明（17 ) 圖所不，將電鍍液通過孔222經由第二電鍍液排放通道59 排放至外部。若依此方式，則這樣的構造在無論電鍍液之 供應量大或小的情形下都能應付。 其次，如第9D圖所示，控制液面用之貫穿孔224位 於電鍍液供應喷嘴53之上，與電鍍室49相通。在圓周式 預定的諸多節距上有第二電鍍液排放通道59。如此，當不 進行電鍍時，電鍍液通過貫穿孔224,再通過第二電鍍液 排放通道59排放至外部，因而得以控制電鍍液之液面。電 鑛過程中貫穿孔224係作為小孔，以限制電錢液流通量。 如第4圖所示’第一電鍍液排放通道57經由電鑛液排 放管60a與貯槽226連接，電鍍液排放管60a中有流量控 制器61a，第二電鍍液排放通道59與第三電鍍液排放通道 120在電鍍容器50中彼此結合，結合之通道經由電鍍液排 放管60b與貯槽226直接連接。 已流進貯槽226之電鍍液藉由泵228引進電鍍液調節 槽40。電鍍液調節槽40配置有溫度控制器230，以及電鍍 液取樣與樣品液分析用之電鍍液分析單元232。當泵234 啟動時，係從電鍍液調節槽40經由過濾器236至電鍍液供 應噴嘴53來供應電鍍液。從電鍍液調節槽40延伸至每一 電鍍區段22之電鍍液供應管55配置有控制閥56,以維持 第二邊之壓力不變。 再回到第3圖，在電鍍室49中接近其内圓周位置配置 有垂直流調節環62及水平流調節環63，所以液面之中央 部分受到電鍍室49中得自二分開電鍍液的向上流及向下 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本，·氏張尺度適用中國國家標準（cns)a4規格（21〇 X 297公釐） 17 312786 562878 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 社 印 製 度適用中國國家標準規格⑵〇 X 297公餐 18 A7 B7 五、發明說明（18 ) 流之向上流推動，因而使得電鍍液的向下流平滑且使得電 流密度之分布更為一致。水平流調節環63具有固定至電錢 容器50之外面部分，及垂直流調節環62與水平流調節環 6 3彼此連結。 另一方面’頭蓋47包括殼件70及垂直可移動之壓桿 242，其中此殼件70為具有向下開端之可旋轉圓柱形容器 且在此殼件70圓周壁上具有孔96，而此壓桿242在其下 端具有壓環240。如第8圖所示，向内投射之環形基底固 定構件72配置於殼件70之下端。環形密封構件244以環 狀漸尖形式向上投射。其次，陰電極接觸76配置於密封構 件244之上。通氣孔75以水平方向朝外延伸且朝外向上傾 斜，而這些通氣孔75係設置在基底固定構件72中周邊間 隔相同之位置上。 依此配置，如第6圖所示，電鍍液之液面降低，及如 第7與8圖所示，藉由機械手H等來夾住基底w，且將其 插進殼件70中而基底W係置於基底固定構件”之密封構 件244的上表面。接者，機械手H從殼件7〇_抽回铁 後降低壓環240俾將基底评的外面部分夾在密封構件244 $壓環240下表面之間’目而固定住基^。此外，在固 疋基底w時’使基底w之下表面與密封構件244加壓接 觸，以峰實密封此接觸部分。同時，電流流於基底w與陰 電極接觸76之間。 再回到第3圖，殼件70與馬達246之輸出軸248連接， 土£_由馬達246供給能量來轉動。壓桿242垂直設置在沿 312786 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) --------訂---------線一 562878 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（19 ) 著環形支承樞258之圓周方向的預定位置，且此壓桿242 通過轴承256旋轉式地架置於滑件254之下端。滑件254 藉由汽缸252之驅動可垂直地移動。以導執固定至圍繞著 馬達246之支承250。依此結構，壓桿242藉由汽缸252 之驅動可垂直地移動，此外，在固定基底W時，壓桿242 隨著殼件70 —起轉動。 支承250架置在滑動基座262上，藉由馬達260供給 能量使螺桿261轉動，並因而帶動此支承250的垂直移動。 藉由馬達260供給能量使得以上殼264圍繞著之支承250 會連同上殼2 64垂直移動。其次，圍繞殼件7〇用之下殼 266在電鍍製程中架置在電鍍容器50上表面上。 依此結構，如第6圖所示，當支承250與上殼264提 升時可進行維修。電鍍液晶體可能沉積在溢流構件58之内 周邊表面。然而當支承250與上殼264提升時大量的電鑛 液流過及溢出溢流構件58，因而防止電鍍液晶體沉積在溢 流構件58之内周邊表面。防止電鍍液濺潑用之蓋5〇b係整 體設置在電鍍容器50中，以覆蓋電鍍液之上方部分，而此 電鍍液在電鏡製程中會溢出。在蓋5〇b的内表面塗布一層 超拒水劑材料如HIREC (由NTT高科技公司製造），以防 止電鍍液之濺潑，因而防止電鍍液晶體沉積在蓋5〇b上。 在此實施例中在沿著圓周方向的四處提供作為定心基 底W用的基底定心機構27〇其位於殼件7〇之基底固定構 件72的上方。第1〇圖詳細地顯示此基底定心機構27〇。 此基底定心機構270包括固定至殼件7〇的似門托架272 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公餐) --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線_ 19 312786 562878 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 A7 -______Β7 五、發明說明（20 ) 以及配置於托架272内之定位阻擋塊274。定位阻擋塊274 係通過支撐輛276水平式地固定至托架272上並搖擺式地 架置著。其次，螺旋狀的壓縮彈簧278插在殼件70與定位 阻擋塊2 74之間。藉由壓縮彈簧278推進定位阻擋塊274， 因而疋位阻擋塊274繞著支撐軸276旋轉，且定位阻檔塊 274之下部分向内投射。定位阻擋塊274之上表面27“係 作為停止器，使其上表面274a與托架272之下表面272a 接觸，以限制定位阻擋塊274之移動。其次，定位阻擋塊 274有漸尖的内表面274b其係在向上方向朝外變寬。 依此結構，藉著轉移機械手等夾住基底，並將其運送 至殼件70内，及放置在基底固定構件72上。此例中，當 基底之中心脫離基底固定構件72之令心，定位阻擋塊274 靠著螺旋狀的壓縮彈簧278之推進力向外旋轉，而在轉移 機械手等放鬆基底後，定位阻擋塊274藉由螺旋狀的壓縮 彈簧278之推進力回到原位。如&，可進行基底的定位。 第11圖顯示將電能輸送至具有陰電極接觸76之陰極 板208的進給接觸（探針）77。進給接觸77由柱塞組成及 以圓柱形的保護構件280圍繞此進給接觸77，而此保護構 件280延伸至陰極板208,因而進給接觸77受到免於電鍍 液侵入之保護。 將說明電鍍區段22之操作如下。 首先’輸送基底至電鍍區段22，如第1圖所示之第三 輸送裝置28之吸取手’及將藉由吸取手吸住及以正面朝下 之方式被其支承住之基底W經由開口 96插入殼件70,然 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公餐巧 --— _— 312786 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線一 562878 A7 B7 五、發明說明（21 ) 後向下移動吸取手。接者，釋放真空吸引，以置放基底w 於殼件70之基底固定構件72上。然後向上移動吸取手並 將其從殼件7〇抽回。隨後降低壓環240至基底w的外面 部分，使得基底w固定在基底固定構件72與壓環24〇下 表面之間。 然後電鍍液45從電鍍液供應噴嘴53噴出，同時讓殼 件70及由其支承之基底w旋轉。當以預定量之電鍍液45 裝填電鍍室，且經數秒過後時，降低殼件7〇之旋轉速度至 慢旋轉（例如100分鐘-1)。在陽極48與作為陰極之基底 W電鍍表面之間通過電流來進行電鍍製程。 供應電流之後，如第9D所示，降低電鍍液之進給， 而讓液體僅經由貫穿孔224流出’以將液面控制在電鍍液 注射喷嘴53之上，因而將殼件70及由殼件7〇支承之基底 暴露於電鍍液液面之上。以高速（例如5〇〇分鐘」至8〇〇 分鐘-1)旋轉置於液面之上的殼件7〇及基底，藉離心力作 用排去電鍍液。在排液完成之後，停止旋轉殼件7〇，所以 殼件70會停在一個預定位置。 當设件70完全停下來之後，向上移動壓環24〇。接者， 將第二輸送裝置28之吸取手其吸弓丨面朝下通過開口 96並 插進殼件70,然後降低吸取手至其能吸取基底之位置。藉 真空吸引力吸取基底之後，將吸取手向上移動至殼件7〇 的開口 96處，並將吸取手穿過開口 ％與由其支承之基底 一起抽回。 榻電It區段22,頭蓋47能設計成緊緻及構造簡單。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公餐） 312786 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

•-------訂---------線I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 21 562878 A7 五、發明說明（22 其次’當電鏡製程容器46中之電鍍液液面位於電鍍高度 時，能進行電鍍。當電鍍液液面位於基底_輸送高度時，能 進行排放與基底輸送。此外，能避免乾燥及氧化形成在陽 極48表面上之黑色薄膜。 第12圖所繪示為清洗/乾燥區段12之示意圖，半導 體基底W之表面與背面以PVA海綿輥子9_2、9-2擦洗。 當清洗水從喷嘴9-4喷射時，主要使用純水，但亦可使用 介面活性劑、或螯合劑、或二者所組成之混合劑其pH值 已經校準且符合氧化鋼之ζ(ζ)電位。喷嘴9_4亦可設有超 音波振動元件9-3,以對欲喷射之清洗水施加超音波振動。 參考標號9-1為旋轉輥子，以在水平面方向旋轉半導體基 底W。 土 斜角-蝕刻/化學清洗區段丨6能同時進行邊緣（斜角） 銅蝕刻與旁面清洗，並能抑制在基底表面之電路形成部分 成長銅之原生氧化膜。第i 3圖所繪示為斜角蝕刻"匕學 清洗區段之示意圖。如第13圖所示，斜角-餘刻/化學清 洗區段16包括基底固定部分422，其中此基底固定部分a) 裝置於接到底部之圓柱形防水蓋42〇的内部且適合以高速 旋轉基底W，依基底寶表面朝上之方式的同時，藉由位於 沿著基底外緣之圓周方向的數個位置之旋轉夾頭421將美 底w水平式地固定住；中心喷嘴424，其置於藉由基底= 疋部刀422支撐之基底w表面接近中心部分上 邊緣喷嘴心’其置於基底W,緣部分之上方。中方心= 42巧緣喷嘴426皆指向下方。背部喷嘴428置於基底 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵〇 x 297公餐）----------------- 22 312786 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線| 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 562878 A7 B7 五、發明說明（23 ) W背面接近争心部分之下方，且指向上方。邊緣喷嘴426 適合朝基底W之直徑方向及高度方向移動。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 邊緣喷嘴426之移動寬度L係依邊緣喷嘴426能任意 置於從基底外周端表面朝中心之方向而設定。依據基底w 之大小或用途等輸入L之設定值。一般邊緣切割寬度。設 定在2 mm至5 mm之範圍。至於基底之旋轉速度為一定值 或更高值時而於此時液體從背面移至表面的量不會造成問 題’能去除在邊緣切割寬度C之内的鋼膜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 其次，斜角·餘刻/化學清洗區段16之清洗方法描述 於下。首先，半導體基底W與基底固定部分422水平式地 整體旋轉，且此基底係藉基底固定部分422之旋轉夾頭421 水平式地固定住。在此狀態下，酸性溶液係從中心喷嘴424 供應至基底W表面之中心部分。酸性溶液可為非氧化酸、 即使用氫氟酸、氫氣酸、硫酸、擰檬酸或乙二酸等。此外， 氧化劑溶液從邊緣喷嘴426不斷地或間歇地供應至基底w 之外緣部分。就氧化劑溶液而言，使用臭氧水溶液、過氧 化氫水溶液、硝酸水溶液以及次氣酸鈉水溶液其中之一， 或其等之組合。 依此方式，使用氧化劑溶液來迅速氧化形成在半導體 基底W之外緣區域C的上、下表面上之鋼膜等，且同時以 酸性溶液進行蝕刻，其中酸性溶液係由中心喷嘴424來供 應並使此酸性溶液散開至整個基底表面，因而將鋼膜溶解 並予以移除。與在供應前先混合酸性溶液與氧化劑溶液相 比，經由混合酸性溶液與氧化劑溶液於基底之外緣部分， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 23 312786 562878 A7 ----------卫7 __ 五、發明制（24 ) ^ 較能獲得㈣的餘刻輪麻。㈣，鋼的餘刻速率由其濃度 決疋。若在基底表面電路形成之部分形成銅之原生氧化 膜，則藉由旋轉基底而使酸性溶液散開至整個基底表面， 會立刻將此原生氧化膜移除，且其不會再成長。 具體而言，經由將HF流遍基底表面，能將電鍍時形 成在基底表面之氧化鋼膜移除。其次，蝕刻過程中不會形 成新的氧化鋼膜。當氧化鋼膜餘留在基底表面上時，僅氧 化銅部分較佳經由後續之化學機械研磨製程予以研除。因 為此氧化銅部分不利於加工表面的平坦度，藉由上述製程 將氧化銅膜移除，即能避免此項問題的發生。 在中止從中心喷嘴424供應酸性溶液之後，中止從邊 緣喷嘴426供應氧化劑溶液。結果，暴露在表面的矽會被 氧化，因而能抑制銅的沉積。 如此，活化的表面例如暴露在基底表面之Si，例如經 由後續中止札〇2之供應會被氧化，因而失去活性。如此能 避免大型顆粒吸附在基底表面上，而此大型顆粒能在後績 之化學機械研磨製程中造成刮傷問題。與使用H2〇2與HF 混合液同時進行銅之氧化與移除相比，經由h2〇2來氧化金 屬鋼，再經由HF來移除氧化鋼，且重複進行此項步驟， 較能增加鋼之移除速率。 另一方面，或者從背部喷嘴428同時供應氧化劑溶液 與氧化矽膜蚀刻劑至基底之背面中心部分。因此，能以氧 化劑溶液氧化黏附至半導體基底W背面以金屬型態存在 之鋼等與基底的矽，其能使用氧化矽膜蝕刻劑予以蝕刻與 (請先閱讀背面之注音心事項再填寫本頁) 訂---------線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 24 312786 562878 A7 五、發明說明（25 ) 移除。此氧化劑溶液較佳與供應至表面之氧化劑溶液相 同，因能減少此化學藥品之類型總數。能使用氫氟酸作為 氧化_ ^ #刻劑’若在基底表面上氳氟酸係作為酸性溶 液，能減少此化學藥品之類型總數。 ，若首先t止氧化劑之供應，則會獲得疏水表面。但若 首先中止蚀刻劑溶液之供應’則會獲得水飽和的表面（親 =表面）’因此能將背面表面之情況調整至符合後績製程的 ㈤求。在&方法中，即將钱刻溶液供應至基底以移除基 底w表面上餘留之金屬離子。然後以純水取代钱刻溶液， 供應純水來移除敍刻溶液’隨後經由旋轉乾燥方式來乾燥 基底。在此方法中，同時移除在半導體基底表面上外緣部 分之邊緣切割寬度C内的銅膜與背面上的銅污染物並讓 此處理例如在80秒申内完成。邊緣之飿刻切割寬度C能 任意》又& (從2 mm至5 mm )，但是姓刻所需時間並不依 切割寬度而定。 第14至第17圖所繪示為特別適合作為清洗/乾燥區 段12與斜角_#刻/化學清洗區段16之用的旋轉固定裝置 權。旋轉固定裝置440係用來在水平式地固定住基底％ 之同時’旋轉基底w，而此旋轉固定裝置44〇包括水平式 地安裝著的圓盤形旋轉構件444，其經由可徒轉的驅動轴 442來旋轉，以及多個固宕播彼 U疋構件446,其用來將基底|固 定在旋轉構件444之上。固定構件446係架置在旋轉構件 444之外緣部分且係沿著以可旋轉的驅動轴442為中心之 圓圈配置，而每兩個相鄰間係以預定距錐姑沐隔間 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 562878 A7

312786 26 562878 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（27 ) 為轴心來旋轉時，藉由離心力作用迫使錘458移動（擺 動）’因而讓固定構件樓以其自身軸（軸454 )為轴心來 旋轉。在第17圖中以實線顯示之錘458的位置代表原位， 而係以有彈性的裝置（未繪示於圖中）施加壓力迫使錘458 至此原位。當施加一定的離心力，迫使錘458以箭頭A的 方向朝鏈線的位置移動，而使得基底W朝箭頭B的方向移 動。 將口定板452以特定方式支承著，此特定方式為藉聯 動機構等（未缚示於圖中）使固枝452能向箭頭C方向， 亦即為可旋轉的構件444的徑向方向水平地移動的方式， 所以固疋構件446能沿著插槽45〇在接合/固定位置（緣 示於第16圖中）之間移動。 另外固定板452係被彈簧460以旋轉構件444的徑 向方向向内地壓住，因此固定構件446的接合表面州在 接合/固定的位置透過彈菁46〇彈性地接合基底w之圓周 W' 〇 下文將描述旋轉固定裝置440固定並旋轉基底评的操 作。首先’每—個固賴件44 6會因彈簧460的壓力而被 以旋轉構件444的徑向方向向外地移動至放鬆位置。然 後，基底W被水平地設置於旋轉構件⑷上方而固定構 件44 6則被退回至接合/固定的位置，以帶領接合表面州 2基底W之圓周w，接合’並使固轉件…彈性地夹固 基底W。 當旋^^444被驅使轉動而固定搆446同昧絲紅 表紙張尺度_ tiii辟_Α4 —⑵^97公餐η----動 27 312786 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（28 ) 時，離心力將作用於錘458。當旋轉構件444的旋轉速度 較低時，作用於錘458上的離心力較為弱，因此彈性裝置 所施加之壓力將迫使錘458待在原始位置而不動。當旋轉 構件444的旋轉速度高過特定值時，作用於錘458上的離 心力將超過彈性裝置的總壓力，並使得錘458開始擺動， 而固定構件446係以自身軸擺動（旋轉）。如先前所述之， 由於固定構件446與基底W之圓周w'之間是摩擦接合， 因此固定構件446的擺動會造成基底w朝第17圖中之箭 頭B的方向旋轉，而將接合部分移向基底w之圓周w,。 根據第1 6圖與第1 7圖所示之實施例，錘4 5 8的重心 係與固定構件446轴心相互偏心，並被設置於固定構件446 上。使用如此的偏心錘458可使固定構件446旋轉時以自 身軸擺動（旋轉）。然而，固定構件446的擺動（旋轉）並未 因此而被限制。舉例而言，連結機構可被連接至固定構件 446,而固定構件446可被容許透過該連結機構的動作進行 擺動（旋轉）。 旋轉固定裝置440具有上述的結構特徵與技術效果。 舉例而言，當基底W被旋轉固定裝置440所夾持與旋轉以 進行清洗時，與固定構件446接合的基底W的圓周部分在 清洗處理期間可被移動，使清洗液可到達基底W的整個圓 周區域，而達成令人滿意的清洗處理。 雖然旋轉固定裝置440可被應用於任何清洗裝置，它 仍是最適用於如第1圖中所示之斜角-蝕刻/化學清洗區段 16。在斜角-蝕刻/化學清洗區段16中用以確保基底w的 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 28 312786 562878 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 -------- — 五、發明說明（29 ) 夾固的旋轉固定裝置440可移動與固定構件446接人的基 底W邊緣部分（圓周W，），因此蝕刻作用將可達到^底％ 的每個邊緣與斜角部分。 第18A圖至第18C圖所繪示為輪送裝置％的示範结 構與位於輸送裝置26之機械手臂上的乾式薄膜厚度量1 設備4丨3。第18A圖所繪示為輪送裝置％之透視圖而第 18B圖與第18C圖所繪示分別為機械手之平面圖與剖面 圖。如圖所示，輸送裝置26具有兩個機械手3_丨、3_〗位 於上方與下方，而機械手3 — i、3]則分別附設於於手臂 3-2、3-2的前端，而因此產生可擺動式移動。機械手、 3-1可挖起半導體基底W(將放入凹處中），並將它傳送至 預定位置。 組成乾式薄膜厚度測量設備413的複數個（圖中顯示 4個）漩渦電流感應器413a係提供在機械手^、弘丨用於 半導體基底W的凹陷表面内’並可測量放置於其上之半導 體基底W的薄膜厚度。 由於輸送裝置26具有乾式薄臈厚度測量設備413，將 可於機械手3_1、3-1上測量薄膜厚度。而薄膜厚度測量的 結果可被儲存為基底W處理的記錄。另外，測量結果可被 用以決定基底是否可被送至下一個步驟。此外，也可將乾 式薄膜厚度測量設備413應用於輸送裝置28,輸送裝置28 係具有與輸送裝置26相似之構造。 經由參考第19圖將可瞭解本發明的電鍍方法。根據 顯示於第1圖，此實施例的4個電鍍區段22，其中之一係 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) 29 312786 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -I H ϋ H ϋ ϋ H 一 οτ ( I kn ϋ I n I i^i I - 562878 A7 五、發明說明（3〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 作為第一電鍍區段22a用於第一階段電鑛而其他三個係 作為第二電鍵區段22b用於第二階段電鑛。在第一電鍵區 段a内的第階段電鍍是為了加強第圖所示之晶種 層7中的較薄部分，以獲得均句的晶種層7厚度，而在第 二電鍍區段22b内的第二階段電鑛則是為了沉積銅金屬， 以於已加強晶種層7上填滿銅金屬。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在第一電鍍區段22a，使用電鍍液（第一電鍍液），作 為電鍍液45(見第3圖)，電鍍液45包含有二價的銅離子、 錯口劑以及pH調整劑，而不包含任何的驗金屬或任何氮 化物並具有良好均句的電沉積性質，如由焦填酸鋼、焦 碌酸和膽驗所組成的電鍍液。藉由加入pH值調整劑如膽 鹼，第一電鍍液之pH值係維持在7至14之範圍之間，較 佳的pH值則大約為9。此可避免當pH值太低，錯合劑不 能有效的與鋼結合，並形成未完成錯合劑的情況，或是當 pH值太高，所形成之錯合劑的變體產生沈澱物的情況。此 外，pH值調整劑並不是一定必要的。二價鋼離子係由鋼類 鹽的分解所產生，例如焦磷酸銅、硫酸鋼' 醋酸銅、氣化 銅、EDTA_Cu、碳酸鋼、硝酸銅或氨基磺酸鋼。 在第二電鍍區段22b内，使用含有硫酸銅與硫酸，並 具有良好的均鍍性質的一硫酸銅電鍍液（第二電鍍液）作 為電鍍液45 (見第3圖）。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐 首先’利用第一輸送裝置24將具有晶種層7作為外 層的基底W —個接一個的從負載/卸載區段1〇中取走，並 道過第一基底台14與第二基底台18傳送基底w至第一電 30 312786 562878 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（31 ) 鍍區段22a (步驟1 )。 接著’第一階段電鍍係利用第一電鍍液執行於第一電 鍍區段22a，加強與完成晶種層7的較薄部分（步驟2)。 使用於第一電鍍區段22a中的第一電鍍液，例如一電鍍液 包含焦麟酸鋼作為鹽基以及錯合劑如焦填酸，較常見的硫 酸銅電鍍液（第一電鍍液）具有更強的極性。"更強的極性 ’’在此處係指電壓改變程度與電流改變程度之比率較為 尚，亦#曰’與位能變化相關的電流密度改變程度較為低。 請參考第20圖中之電極極性曲線，例如電鍍槽b的比率 較電鑛槽A的比率a/(D2_Di)為高，代表電鍍槽B 較電鍍槽A具有較強的極性。因此，當使用具有極性較強 的電鍍液如電鍍槽B，電鍍具有晶種層7薄膜厚度不同的 基底時，根據供應電流產生電位差，可使得電流密度改變 程度較小。如此可提升沉積的可能性，並改善一致電沉積 性質，甚至可沉積電鍍層於習知硫酸銅電鍍液難以達成之 晶種層較薄部分。 此外，錯合劑本身與pH調整劑係不含鹼金屬於其中。 因此，將可避免由薄膜中鹼金屬之内含物所造成之半導體 特性退化。 直流電、脈衝波、PR脈衝波等均可作為動力源。然而， 脈衝波與PR脈衝波為較佳的選擇。使用上述之動力源可 改善銅離子的擴散’以更進一步的改善一致電沉積性質， 也可流通一較直流電更大的電流以因此使得所沈積之銅薄 膜更濃厚，並減短電鍍時間。 -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 31 312786 A7 562878 五、發明說明（32 當使用直流電動力源時，可使用的電流密度是在 Ο.ΟΙΑ/dm2 至 30A/dm2 的範園内，01A/dm2 至 3A/dm2 的範 圍更佳^當使用脈衝波動力源時，可使用的電流密度是在 0.01 A/dm2至200A/dm2的範圍内。上述之電流密度範圍可 防止不佳的生產率，並防止"燃燒沉積"的發生。銅電鍍液 的溫度範圍可為10。(：至80〇c。大約25〇c為較佳。當電鑛 液的溫度太低時，沈積效率也降低，而電鍍的物理性質則 會變得不佳。當電鍍液的溫度太高時，電鍍液的穩定性（均 勻性）變差，而難以管理。 在疋成第一階段電鍍後，根據需要，將基底w傳送至 清洗區段20以水清洗（步驟3 )，然後傳送至第二電鍍區 段22b其中之一。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接著，在第二電鍍區段22b中利用硫酸鋼電鍍液（第 二電鍍液）執行第二階段電後於基底w之表面。硫酸銅電 鍍液具有良好的均鍍性質，並具有高硫酸銅濃度與低硫酸 濃度的組合，如硫酸铜濃度100至3〇〇g/1與硫酸濃度！〇 至100g/l的一組合，並另包含添加劑用以增強均鍍性質， 而因此產生填充銅（步驟4)。 由於第一電鍍階段已強化晶種層7(見第39A圖與第 40A圖）成為不具有較薄部分的一完整層，因此在第二電 鍍階段中電流會均勻地流過晶種層7，其中不含有任何孔 隙結構的填充鋼可被完成。 舉例而言，含氮有機化合物可作為一用以增強均鍍性 質的添加劑。特定樣本包含非那梯丁（phenatidinewb合x ⑽尺;f iS用中國國家標m --------- 312786 562878 Α7 Β7 五、發明說明（ ） 物；酞氰化合物；聚亞烧基亞胺，例如聚乙浠亞胺及聚； 基亞胺或其傅生物；硫服衍生物例如N -染經取代化合物； 滅紅化合物例如紛藏花紅；藏紅阿佐拉夫索耳，二乙基藏 紅偶氮非那（azophenal)及二甲基藏紅二甲基苯胺；聚環氧 乳丙烧或其付生物；苯基噻嗤鐵化合物例如硫弗拉寧 (thioflanin);及醯胺例如丙烯醯胺，聚醯胺及聚丙烯醯胺。 此處的”均鍍性質，，係指產生平坦電鍍表面之性能。使 用具有良好整平性質的電鍍液可阻止在細小凹處之入口所 發生之電鑛發展。因此，將可將該細小凹處均勻地完全填 滿銅而不含有任何孔隙結構，並更進一步平整電鍍表面。 第一電鍍液的極化作用範圍（銅的沉積電位）是大約 -0.2V或更低，當使用一銀_氣化銀的電極時，較佳的範圍 是從大約_1.5乂至大約-〇·2ν。當使用一銀-氣化銀的電極 時’第二電鍍液的極化作用範圍（銅的沉積電位）是從大 約0· 1V至大约_〇 1 ν。 接觸窗洞的内部，尤其是接觸窗洞之低層的側壁，一 般由於晶種層的較薄厚度而會具有低導電性（高阻抗，即 馬沉積電位），因此使用具有低極化作用的電鍍液將難以在 此處沉積一鋼電鍍。而經由使用具有高極化作用，並在高 電壓施加時容許銅沉積的電鍍液如第一電鍍液，鋼薄膜可 均句地沉積於具有不同厚度與沉積電位之晶種層整個表面 側壁上。 在元成第二階段電鍍後，根據需要，將基底W傳送至 清洗區段20以水清洗（步驟5 )。然後，將基底w傳送至 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

--------訂---------線I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用+¥ii^_(CNS)A4規格⑵〇 χ 297公餐） 33 312786 562878 A7 ----SI___ 五、發明說明（34 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 斜角-蝕刻/化學清洗區段16，並使用化學液清洗基底w， 因此使得形成於基底w的斜角部分的薄銅薄膜等會被蝕 刻去除（步驟6)。接著，將基底傳送至清洗/乾燥區段12， 以進行清洗與乾燥（步驟7 )。再利用第一輸送裝置24將 基底w送回負載/卸載區段10的晶盒（步驟8)。 在步驟7與步驟8之間可進行基底w的回火處理。當 基底W的回火溫度範圍在2〇〇至5〇〇〇c，4〇〇〇c為較佳， 形成於基底W上之銅薄膜的電特徵可被改善。舉例而言， 如果斜角-蝕刻/化學清洗區段16具有清洗與乾燥單元之補 充功能，回火區段（回火單元）便可被使用以取代清洗/ 乾燥區段12。下面將參考第21圖描述本發明的另一實施 例。根據此實施例，顯示於第丨圖中之四個電鍍區段22 係用以進行填充銅。晶種層之較薄部分的增強已在前述之 實施例令k到’將不在此實施例中多作說明。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在電鍍區段22中，包含有二價銅離子、錯合劑、pH 調整劑的電鍍液被使用作為鋼電鍍液45(見第3圖），而該 電鍍液另包含硫氮二烯伍圜添加劑，例如以增強填充銅性 質。電鑛液的其他特徵大致上與第一實施例中用於第一電 鍍區段22a的鋼電鍍液（第一電鍍液）相同。 首先，利用第一輸送裝置24將具有一晶種層7(見第 39A圖）作為外層的基底w —個接一個的從負載/卸載區 段1〇中取走，並透過第一基底台14與第二基底台18傳送 基底W至第一電鍍區段22a (步驟J)。 接著，利用上述之電鍍液於電鍍區域22中進行電鍍 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) '~~—--- 34 312786 562878 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（35 以產生填充銅（步驟2)。使用於此電鍍之電鍍液與在本發 明之第一實施例中第一電鍍區段22a中所使用之第一電鍍 液具有相同的強極性。由於具有強極性，電鍍液可提升沉 積電位，並改良一致電沉積性質，因此將可均均地沉積電 鍵層於習知硫酸鋼電鍍液難以達成之晶種層較薄部分。另 外電鑛液了增加電鑛，以於基底之細小凹處内達到完整 的填充銅而不含任何孔隙結構。電鍍條件大致上均與本發 明之第一實施例中第一電鍍階段之條件相同。 、在完成第一階段電鍍後，根據需要，將基底W傳送至 α洗區段2G以水清洗（步驟3 )。然後，將基底w傳送至 斜角々刻/化學清洗區段16，並使用化學液清洗基底w， 因此使得形成於基底W的斜角部分的薄鋼薄膜等會被蝕 刻去除（步驟4)。接著’將基底傳送至清洗/乾燥區段 以進行清洗與乾燥（步驟5)。再利用第一輸送裝置“將 基底W送回負載/卸載區段1〇的晶盒（步驟6)。 如第19圖所不’在清洗與乾燥處理 與 處理（㈣6)之間可進行回火處理。 接著，將藉由下列的製作範例說明本發明。首先，需 準備具有表1所示之錯合槽成分1至4的鋼電鑛液，與具 有表所不之硫酸鋼槽成分的銅電鍍液。第U圖係 顯示錯合槽1至3與硫酸銅槽1的電流_曲線。如第U 圖所:每自錯合槽！至3均具有較較硫酸銅槽！之極 性更雨的極性。 本紙張尺度適用甲關家標準（CNS)A4 ^格⑵〇 X 297 公 f ) 35 312786 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線{ 562878 A7 B7 五、發明說明（36 ) 表1 A B C D E F 錯合槽成分1 20 60 0 0 200 0 錯合槽成分2 40 120 0 0 400 5 錯合槽成分3 0 0 10 30 0 0 錯合槽成分4 0 0 20 50 0 5 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 附註：A : 焦磷酸銅（g/L) B : 焦磷酸（g/L) C ： 硫酸鋼（g/L) D ： EDTA-4H(g/L) E ·· 膽驗（ml/L) F : 有機添加劑（ml/L) --------訂---------線- 表2 A B C D 硫酸銅槽成分1 200 50 0.2 5 硫酸銅槽成分2 70 185 0.2 5 B :硫酸（ml/L) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 附註：A :硫酸銅（g/L) C :鹽酸（ml/L) D ·有機添加劑（ml/L) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 36 312786 562878 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（37 , 範例1 藉由使用具有錯合槽成分1的銅電鍍液作為本發明之 第實施例令第一電鍍區段22a所使用之銅電鍍液，第一 階段電鍍（曰曰種層加強）係執行於一電流密度〇 5 A/cm2中 持續25秒。然後，藉由使用具有硫酸銅槽成分1的銅電鍍 液作為第二電鍍區段22b所使用之電鍍液，第二階段電鍍 (填充銅）係執行於電流密度2.5A/cm2中持續2分鐘。 範例2 藉由使用具有錯合槽成分2的鋼電鍍液作為本發明之 第二實施例中電鍍區段22所使用之鋼電鍍液，電鍍（填充 銅）係執行於一電流密度lA/cm2中持續5分鐘。 範例3 藉由使用具有錯合槽成分3的銅電鍍液作為本發明之 第一實施例中第一電鍍區段22a所使用之銅電鍍液，第一 階段電錢（晶種層加強）係執行於電流密度〇 5A/cm2中持 績25秒。然後，藉由使用具有硫酸鋼槽成分1的銅電鍍液 作為第一電鏡區段22b所使用之電錢液，第二階段電鍍（填 充銅）係執行於電流密度2.5A/cm2中持續2分鐘。 範例4 藉由使用具有錯合槽成分4的銅電鍍液作為本發明之 第二實施例中電鍍區段22所使用之銅電鍵液，電錢（填充 銅）係執行於電流密度1 A/cm2中持績5分鐘。 對照範例1 藉由使用具有硫酸銅槽成分1的銅電鍍液，電鍍（填 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 37 312786 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁)

--------訂---------線I 562878 Ί A7 B7 五、發明說明（38 ) 充鋼）係執行於電流密度2.5A/cm2中持續2分鐘。

對照範例J 藉由使用具有硫酸銅槽成分2的銅電鍍液，電鑛（填 充鋼）係執行於一電流密度2.5A/cm2中持續2分鐘。 關於上述之範例1至4與對照範例1與2所得到的 鋼電鍍，將使用掃瞄式電子顯微鏡（SEM)下觀察填入細 小凹處之銅電鍍的狀態，以檢驗缺陷的存在與否。表3係 顯示其結果。在表3中，不良電沉積’’係指如第23A圖所 顯示的狀態：在凹處的底部沒有銅沉積，而形成孔隙Vi ; ’’裂縫孔隙”係指如第23B圖所顯示在銅中的像裂縫孔隙V2 的結構；而”微粒孔隙”係指如第23C圖所顯示在銅中的一 微粒孔隙V3的結構。 表3 範例編號 不良電沉積 裂縫孔隙 微粒孔隙 範例1 沒有 沒有 沒有 範例2 沒有 沒有 沒有 範例3 沒有 沒有 沒有 範例4 沒有 沒有 没W 對照範例1 沒有 有 有~— 對照範例 有 有 有 在表3令的資料顯示，在範例1至4中，填充鋼的產 生完全不受”不良電沉積”與孔隙結構之損害。 接著，需準備具有具有表4所示之錯合槽成分1至4 的銅電鍍液，與具有表5所示之硫酸鋼槽成分丨與2的鋼 電鍍液。藉由使用這些電鍍液，將同樣以範例丨至4與 (請先閲讀背面之注意事頊再填寫本頁)

-ϋ» —ϋ 1_1 ί ϋ «1 ^ifjI «1^ ·ϋ aili m —ϋ I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制取 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 x 297公餐） 38 312786 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 562878 A7 B7 五、發明說明（39 ) 照範例1與2的模式進行電鍍處理，其結果也幾乎與先前 之範例相同。 表4 A B C D E 錯合槽成分1 13 45 130 0 0 錯合槽成分2 26 98 260 5 錯合槽成分3 13 45 0 160 0 錯合槽成分4 26 98 320 5 附註：A :焦磷酸銅（g/L) B ··焦磷酸（g/L) C :膽鹼（ml/L) D : TMAH(四甲基氫氧化銨）（ml/L) E :有機添加劑（ml/L) 表5 A B C D 硫酸銅槽成分1 200 50 0.135 5 硫酸銅槽成分2 70 185 0.135 5 附註：A :硫酸銅（g/L) B :硫酸（ml/L) C :鹽酸（ml/L) D :有機添加劑（ml/L) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 39 312786 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 562878 A7

五、發明說明（40 ) 如先前之所述，根據本發明，在銅電鍍液中之錯合劑 的内含物可如電鍍槽一般增強極性。這將達到晶種層的較 薄部分的加強，並使填充銅均勻進入到細小凹處的身處， 如具有高高寬比的溝渠與孔洞。另外，沉積電鍍是稠密的， 並因此無微孔隙結構。此外，本發明之鋼電錢液不包含任 何驗金屬或氰化物，故不會降低半導體的品質且符合避免 使用氰化物的要求，而半導體之品質降低係由於鹼金屬的 存在而導致電致遷移現象的發生。 第24圖所繪示為依照本發明電鍍方法之另一實施例 之電鍵裝置佈局平面圖。電鍍裝置包括負載/卸載區段 604、二回火區段606與清洗區段608。這些區段係設置圍 繞第一輸送裝置600與第二輸送裝置602。電鑛裝置備有 電鍍液供應系統614用以供應電鍍液至各電鍍區段610。 當包含有晶種層加強與填充銅此兩階段之電鑛，如第 19圖所示，由此電鑛裝置執行時，至少四個電鍵區段61〇 的其中之一是視為使用具有相同上述成分之第一電鑛液的 第一電鍍區段，其他區段則是視作為使用具有相同上述成 分之第一電鍍液的第二電鍍區段。 第25A圖至第25C圖為說明一系列以電鍍方式度於基 底表面形成銅金屬内連線處理步驟，並接著利用無電解鍍 方式選擇地在内連線上形成保護層以保護内連線。（註：無 電解鍍方式並不使用電極流通電流，但本文中稱此方式為 「電鍍」，所使用之液體仍稱為電鍍液） 在半導體基底W中，如第25A圖所示，在導電層101a 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗〇χ 297公釐） 312786 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 41 562878 Α7 五、發明說明（《 上形成内含有Si〇2的隔離層102，而此導電層i〇ia係設 置於製作半導體元件之基底刚上。再利用微影㈣技術 形成用於内連線之接觸窗洞103與溝渠4。接著，在其表 面形成包含TiN或類似成分的阻障層1〇5，並再於其上方 形成晶種層107。晶種層1〇7可預先以見度方式形成，而 用以加強晶種層107的加強晶種層則可形成於其上方。如 第25B圖所示，銅電鍍係運用於半導體基底w表面上已將 铜金屬填充於半導體基底w的接觸窗洞1〇3與溝渠4之 内，並於隔離層102上方形成銅金屬層1〇6。然後，利用 化學機械研磨移除位於隔離層1〇2上方之鋼金屬層1〇6， 以使得填充至接觸窗洞103與溝渠4中之鋼金屬層表面與 隔離層102表面大體上是在同一表面，如第25c圖所示。 内連線保護層108係形成於曝露金屬表面。 第26圖所繪示為無電解鍍裝置構造之示意圖。如第 26圖所示，此無電解鍍裝置包括有固定機制3ιι、阻擋構 件331與喷灑頭341，固定機制311係用以固定將被電鍍 其上層表面的半導體基底w。其中阻擋構件331係用以接 觸由固定機制311所固定之半導體基底貿的欲電鍍之表面 (上層表面）的圓周邊緣部分，以密封該圓周邊緣部分， 而喷灑頭341係用以供應電鍍液至阻擋構件331所密封之 半導體基底W的欲電鍍之表面。無電解鍍裝置另包括清洗 液供應機制351、回收容器361、電鍍液回收喷嘴（未顯示） 與馬達（徑向驅動機制）Μ。其中清洗液供應機制3 5 1設 置接近固定機制311的上層外部圓周，係用以供應一清洗 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 312786 --------tr---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 562878 五、發明說明（42 ) 液半導體基底W的欲電鍍之表面，回收容器係用以回收清 洗液或諸如（電鑛廢液）排出’電鑛液回收喷嘴係用以抽 吸與回收半導體基底W所保留之電鍍液，而馬達係用以徑 向地驅動固定機制311。燈管加熱器317係設置於固定機 制311之上方，而燈管加熱器317與喷灑頭341係結合為 一體。舉例來說，具有不同輻射的複數個環形燈管加熱器 371均為同心，而喷灑頭341的許多喷嘴係以始於燈管加 熱器3 1 7之間的間隙的環狀外型為開口。燈管加熱器3 7 可僅由單一螺旋狀燈管加熱器所組成，或由不同結構之燈 管加熱器與排列所組成。 固定機制311具有用以放置與夾固半導體基底w的基 底放置部分313位於其上層表面。基底放置部分313係用 以放置與固定半導體基底w。明確地言之，基底放置部分 313具有真空吸引機構（未顯示），以藉由真空吸力吸附半 導體基底w的背面。此固定機制311係被馬達乂所旋轉， 並可藉由上升與下降機制（未顯示）垂直移動。阻擋構件 331疋管狀的，具有密封部分為於其下層部分，其作用為 密封半導體基底W的外部圓周邊緣，並已設置完成以防止 密封部分由圖中所示之位置垂直地移動。 喷灌頭341之結構具有許多喷嘴343位於前端，而以 喷灑形式散佈所供應之電鍍液並將電鍍液大致均勻地供應 於半導體基底w欲電鍍之表面。清洗液供應機制351具有 用以從喷嘴353中移出清洗液的結構。電鍍液回收喷嘴可 下移動與旋轉’而電鑛液回收喷嘴的前端可降下至阻擋 312786 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂·--------*5^ 一 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 社 印 製 562878 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ------SI______ 五、發明說明（43 ) 構件331的内部，以吸回在半導體基底w上的電鍍液。 接著，將敘述無電解鑛裝置之操作。首先，將固定機 制311從圖不之位置降下，以提供預定距離的間隙於將固 定機制311與H半導體基底W係被放置並固定於， 基底放置部分313。舉例而言’ 8英对晶圓可作為半導體基 底W。 土 然後，固定機制311係上升以使其上層表面與阻擒構 件331之下層表面相接觸，如圖示之，而半導體基底w的 外部圓周邊緣係被阻擋構件331之密封部分333所密封。 此時，半導體基底W的表面係呈一開放狀態。 接著，半導體基底w的本身直接由燈管加熱器317, 以使付半導體基底W的溫度提升至7〇°C (維持直到電鑛 結束）。再將由喷灑頭341所排出之電鍍液加熱至，如 50C。，以將電鍍液大致地喷灑於整個半導體基底w的表 面。而半導體基底W的表面係被阻擋構件331所環繞，所 喷灑的電鍍液可完全地停留於半導體基底w的表面。半導 體基底w的表面上之所供應之電鍍液的總量將成為lmm 厚度（約30ml )的少量總量。停留在欲電鍍之表面上之電 鍍液的厚度可為10mm或更少，也可如本實施例之imm。 如果所供應之電鍍液的總量可如上述為少量總量而達到效 果時，用以加熱電鍍液的加熱設備的尺寸也可較小。在此 實施例中，半導體基底W的溫度被提升至70°C，而電鍍 液的溫度則被加熱至50C。。因此半導體基底W之欲電鍍 之表面將變為60 C。，因此可達到電鍍反應的最佳溫度。 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁)

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五、發明說明（44 ) 如果半導體基底w本身可被加熱至上述之溫度，將使得用 以加熱電鍍液的大量的電力消耗量不需被提升至如此的 高。如此的作法是較佳，因為將可減低電力消耗量，並可 避免電鍍液性質的改變。用於加熱半導體基底W本身的電 力消耗量可為少量，而存放於半導體基底W上之電鍍液總 量也可為少量。由燈管加熱器371所執行的半導體基底w 溫度維持將可輕易地達成，而燈管加熱器371所需之能量 也為少量，使得設備可製成小型設備。如果使用用以直接 冷卻半導體基底W本身的機制，加入與冷卻的切換可在電 鍵過程中執行’以改變電鐘環境。由於停留於半導體基底 w表面的電鍍液總量不多，溫度控制將可有良好的選擇 性。 半導體基底W立既被馬達Μ旋轉，以欲電鑛表面被 一致的濕潤，然後在半導體基底W靜止的狀態下執行電链 於欲電鍍表面上。更明確地說來，半導體基底％被旋轉於 一秒鐘lOOrpm或更少的轉速，以均勻地以電鍍液濕潤半 導體基底W之欲電鍍表面。接著，將半導體基底w維持 於靜止不動，並執行1分鐘的無電解鍍。瞬間旋轉時間最 長維持10秒或更少。 元成電鍍處理後’降下回收喷嘴的前端至接近阻擋構 件331内部位於半導體基底w之圓周邊緣部分上方的區 域，以吸回電鍍液。此時，如果半導體基底W被以如100rpm 或更少的旋轉速度所旋轉’停留於半導體基底％上的電鍵 液便可因離心力而被收集於阻擋構件331位於半導體基底 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 312786 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線▲ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 44 562878 A7 -------—___B7_ 五、發明說明（45 ) w之圓周邊緣部分上方的一部分，因而可有效並快速的執 行電鍍液的回收。接著，固定機制311被降下，以使半導 體基底w與阻擋構件331分離。半導體基底w被再度旋 轉’而清洗液（超淨化水）從清洗液供應機制35丨之喷嘴 3 53喷射至半導體基底w的被電鑛表面，以冷卻被電鍵表 面’並同時進行稀釋與清洗以停止無電解鍍反應。此時， 從喷嘴353所喷出之清洗液可提供給阻擋構件331，以同 時進行阻擋構件331的清洗。而電鍍廢棄液將被回收至回 收容器361中丟棄。 被使用過的電鍍液將丟棄不再次使用。如先前所述， 即使不再次使用，與習知設備相比，本裝置所使用之電鍍 液的總量可以是非常地少。因此，即使不再次使用，被丟 棄的電鏡液的數量也是十分地少。在某些情況下，電鍍液 回收喷嘴365可不需安裝，而使用過的電鍍液如電鍍廢棄 液可與清洗液一起被回收至回收容器3 61。 接著，利用馬達Μ將半導體基底w以高轉速旋轉， 以進行旋乾，再將半導體基底W從固定機制311移走。 第27圖所繪示為另一實施例的電鍍裝置佈局平面 圖，該電鍍裝置完整地包含研磨單元，因此基底的表面可 在接受電鍍後立即被研磨。本電鍍裝置包含有用以負載與 卸載的基底晶盒531，531、電鍍區段512、用以清洗基底 的清洗區段53 5，535、兩輸送裝置514a，514b、反轉機構 539，539與研磨單元（基底製程模組）541，541及旋乾器 534 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線‘ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 45 312786 562878 A7

五、發明說明（46 ) 基底W的流成為，舉例而言，如下述：首先，輸送裝 置514a在進行處理前從基底晶盒531中抽回基底w，以 進行負載。在電鍍區段512執行完電鍍處理之後，輸送裝 置514a搬移基底W至其中之一的反轉機構539直接將已 處理之表面翻轉朝向下。接著，將基底W班移至另一個輸 送裝置514b。輸送裝置514b將基底w搬移至其中之一的 研磨單元541進行預定研磨。進行研磨之後，輸送裝置5 14b 抽回基底w，並利用其中之一的清洗區段535清洗基底 ^。然後’基底W被搬移至另一個研磨單元541進行再次 研磨’再利用輸送裝置514b搬移至另一個清洗區段535 進行清洗。基底W被清洗後，輸送裝置514b搬移基底w 至另一個反轉機構539,以將基底W之以處理表面翻轉朝 向上。接著，輸送裝置514a將基底W搬移至旋乾器534 進行旋乾’然後再利用輸送裝置5 14a將基底W置回基底 晶盒531進行卸載。 第28圖係顯示研磨單元541的一實施例。如第28圖 所示，頂環10-2利用吸力將半導體基底w吸住，並使半 導體基底W的電鍍銅薄膜6(見第39B圖）之表面與研磨 台10-1之研磨表面10_la因壓力相接觸，進而執行研磨。 鋼薄膜6在研磨後將會大致地平滑。研磨台之研磨表 面l〇-la係由泡洙狀聚氨酯如ici 〇〇，或具有研磨顆粒附 著於其上的材料所製成。由於研磨表面l〇_la與半導體基 底W之間的相對運動，銅薄膜6會被研磨。 石夕土、銘土、錦土或類似材料被使用作為執行鋼薄膜 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 46 312786 562878 A7 — — d7 五、發明說明（47 ) 6之研磨的研磨顆粒’或作為由一泥漿喷嘴1〇_6所喷出之 泥衆。-種用以氧化銅金屬的主要酸性材料如過氧化氫， 被用作為-氡化劑。用以流通溫度已調整至預定值之液體 的溫度控制流液管544係連接至研磨台1〇1的内部，以維 持研磨台ίο]的溫度於一預定值。溫度調整器1〇 7係設 置在泥漿喷嘴10-6上’用以維持泥漿的溫度於預定值。雖 然未顯示’纟用於處理⑮程的水或類似液體的溫度也均被 控制。在此方式中’研磨台的溫度、泥漿的溫度與用 於處理過程的水或類似液體的溫度均維持於預定值以維 持化學反應速率不變。更具體而言，研磨台1〇1可利用具 有咼熱傳導力的陶竞材料如銘土或碳化梦所製成。 漩渦電流薄膜厚度測量儀器丨〇_8或光學薄膜厚度測 量儀器10-9被設置於研磨台10-1，用於研磨終點的檢測。 在電鍍銅薄膜6的薄膜厚度測量，或是阻障層5的表面感 測（見第39A圖）進行中，當電鍍鋼薄膜6的厚度到達零 或感測到阻障層5的表面時，電認定該研磨（主要的研磨） 已達到其研磨終止點。 第29圖係顯示用以清洗研磨台之研磨表面ι〇_ 1 a的清洗機構構造的示意圖。如圖所示，用以混合並喷灑 純水與氮氣的複數個（圖中顯示4個）混合喷嘴i〇_lla至 l〇-lld係設置於研磨台ΐ〇·ι的上方。供應至每個混合喷嘴 10-1 la至10-1 Id的氮氣係來自一氮氣供應源214並流經氣 動閥218，而該氮氣的壓力均被調整器216所控制。同樣 的’供應至每個混合喷嘴10-1 la至10_lld的純水係來自 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---- 訂---------終 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 47 312786 562878 A7 -------B7______ 五、發明說明（48 ) 純水供應源215並流經氣動閥219，而該純水的壓力均被 調整器217所控制。 已混合的氣體與液體接受參數的變化，如液體和/或的丨 壓力與溫度與喷嘴的形狀等。所供給的液體將如下被喷嘴j 所改變：（1)液體細小微粒的形成，（2)液體凝固後固體細小) 微粒的形成，（3)蒸發後液體的氣化（在下文中，（1)，（2)，（3) · 稱為原子化）。液體為底的成分和氣體成分的混合物以預定 的定向性質喷向研磨台丨^；!上的研磨表面。 ^ 研磨表面10-la與修整器10-10之間的的相對運動可研 磨表面10-la再次被刷洗（修整），純水和一個氮氣的混合 流體從混合喷管1〇-113至11_11(1中喷向研磨表面1〇_13以清 洗它。氮氣的壓力和純水的壓力可分別設定。在目前實施 例中’所使用之手控驅動調整器具有純水管線和氮氣管 線’但利用外部信號改變其設定的壓力調整器也可以使 用。由於研磨表面1〇-1&使用上述的清洗機制進行清洗，在 研磨步驟中殘留於研磨表面10_1&上的泥漿可藉由執行清 洗5到20秒而被完全移走。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第30圖係顯示運輸裝置5i4a(514b)的透視圖。第31A 圖和第31B圖係顯示與運輸裝置514a(514b)接附的機械手 540的不意圖，第31A圖為其平面圖，而第31B圖為其側視 運輸裝置514a(514b)係由接附於兩機械臂之各自前面 末端542,542的機械手540, 540所組成，該兩機械臂係安裝 於機器人主體543的上層部分。二機械手54〇,54〇之一係經 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公爱)" -* 48 312786 562878 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（49 ) 由預定缝隙設置垂直地於另一個的上方。機械臂的展開和 收縮使放置於機械手540上的基底W被搬運至向前與向後 的方向。同樣的，機器人主體543的轉動和/或移動使基底 W可任意搬運。 如第31A圖和第31B圖所示，四個薄膜厚度感應器S以 内埋狀態直接接附於機械手540。可使用任何種類的薄膜厚 度感應IsS只要能夠測量薄膜厚度。較佳的作法是，使用 滿流電流感應器。渦流電流感應器產生渦流電流，並檢測 經過和返回基底W之電流的頻率或損失，進而測量薄膜厚 度。渦流電流感應器係以無接觸的模式被利用。 也可使用光學感應器作為薄膜厚度感應器s。光學感 應器利用光放射樣品，並可利用反射光的資訊為基礎直接 測量其上方之薄膜厚度。光學感應器不僅能夠測量金屬 層’還可測量隔離薄膜的薄膜厚度例如氧化物層。厚度感 應器S的安裝位置並不需局限於圖示的位置，並且薄膜厚 度感應器S安裝於在需要測量位置的數目也可隨意。機械 手540可作為處理一乾燥基底貿的乾式機械手，或作為處理 濕潤基底W的溼式機械手。薄膜厚度感應器s被接附於兩種 機械手之任一。然而，當運輸裝置514a(514b)使用於一電 鍍區段時，將必須測量初期僅有晶種層之基底…的薄膜。 所以，必須測量置於晶盒中最初呈乾燥狀態的基底w的薄 膜（見第27圖）。因此，希望將薄膜厚度感應器§裝附於乾 式機械手。 _將&薄膜厚度感應器S所檢測得到的信號送至一運算 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂·--------- 本紙張尺度過用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） 49 312786 562878 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（5〇 ) 單元進行運算，例如處理前基底W薄膜厚度和處理後基底 w薄臈厚度之間差別的計算，並且將薄膜厚度輸出至預定 的顯示器或類似等。只要能夠適當地測量出薄膜厚度，任 何的運算方法均可使用。 根據本實施例，當機械手540在搬運基底W時可測量薄 膜厚度，將不需要提供在基底處理期間單獨地提供一薄膜 厚度測量步驟，而且不會減少產量。因為薄膜厚度感應器 S係接附至機械手540，將可實現空間的節省。 第32A圖與第32B圖係顯示運輸裝置514a ( 514b)的另 一個實施例，第32A圖為其平面圖，而第32B圖為其側視 圖。如第32A圖與第32B圖所示，根據實施例，五個薄膜厚 度感應IsS係接附至機人主體543，並設置於機械手540 下方。而與大致上基底W尺寸一樣的盤狀的安裝板545位於 機械手540下方，而五個薄膜厚度感應器s則分別組裝於安 裝板545上。安裝板545係固定於機器人主體543,但也可以 固定於其他構件上。 如圖所示，每一個薄膜厚度感應器8係設在連接薄膜 厚度感應器S不與機械手540重複的部分，以此能夠在整個 基底W的廣寬範圍中測量薄膜厚度。此實施例也可達到空 間節省，並可在一個很短的時間中完成測量。透過停止安 裝板545上面的基底W，可執行基底w固定點的薄膜厚度測 量。如果使機械手540上的基底臀通過安裝板545而沒有停 止，便可能執行掃描期間的測量。因為薄膜厚度感應器s 與機器人主體543為一體的’並可完成穩定檢測。如果安裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐1 -—— 50 312786 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # --------訂---------線- 562878 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（51 板545是固定於其他構件上而非機器人主體543時，將可藉 由任意變化機械手的高度來調整基底|和用的感應器之間 的距離。在檢測之後被發送到運算單元以測量薄膜厚度之 仏號的意義與第31A圖和第31B圖中所示之實施例是相 同。然而，由於測量與掃描可同時進行，測量點隨著時間 的推移而改變，因此利用移動平均值與計算薄膜厚度的方 法所執行的計算是較佳的作法。 第3 3A圖與第3 3B圖係顯示薄膜厚度感應器的另一個 實施例，第33A圖為其平面圖，而第33B圖為其側視圖。在 第3 3A圖與第3 3B圖所示之實施例中，在第27圖中所示之電 鍍區段512的出口與入口部分5 50的上層部分上設有三個薄 膜厚度感應器S。一矩形安裝板551係設置於出口和入口部 分550的上方，而三個薄膜厚度感應器s係連績地接附於安 裝板551的下層表面。安裝板551可固定於電鍍區段512，或 固定於運輸裝置514a(514b)的機器人主體543,或固定於其 他構件。 根據如此的構造，在基底W被搬運進入和離開電鑛區 段512時薄膜厚度感應器S掃描基底W。這將適合進行掃描 測量。透過本實施例提供一系列的薄膜厚度感應器s的作 法，將可藉由掃描以測量基底W上的任意一點。將可藉由 任意變化機械手的高度來調整基底W和用的感應器之間的 距離。 由薄膜厚度感應Is S所檢測之信號將由^ 運算單元 >十 算。在掃描測量情況下，可藉由移動平均值方法的方法 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 312786 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨•裝 ------訂---------線血 51 562878 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 一 B7 五、發明說明（52 ) 行計算是較佳的作法。 薄膜厚度感應器s可設置於靠近將基底w放入與抽出 第27圖所示之研磨單元541的出口與入口。當基底w被放入 研磨單元541時，基底W預備處理之表面係朝下。因此，薄 膜厚度感應器S設置於研磨單元541位置中基底w搬入的較 低侧面是較佳的作法（當然，若將薄膜厚度感應器8設置於 此位置的較高側面也可進行薄膜厚度的測量，但設置於較 低侧面將可產生較高的精確度）。 在完成研磨以後，基底W的處理表面處於一濕潤的狀 態。薄膜厚度感應器在濕潤狀況下可使用在電鍍區段5 j 2 中所使用的相同方法測量薄膜厚度。 第34圖係顯示反轉機台539和其鄰近區域的前視圖。 第35圖係顯示反轉臂553、553部分的平面圖。如第34圖與 第35圖所示，反轉臂553, 553之間放置基底，並由右側與 左側夾持它的外部週圍，並使基底W轉動180。將基底W整 個翻面。接著’立即提供一圓形底座555於反轉臂553、553 的下方’並且底座555上設置有複數個薄膜厚度感應器S。 底座555係由澳動機制557所驅動，可向上地和向下地移 動。 在基底V/的反轉期間，底座555位在由實線所表示的位 置’在基底W之下方。在反轉之前或之後，底座555被抬升 至由需線所表示的一位置，以使得薄膜厚度感應器接近反 轉臂553, 553所夾持之基底w，而測量薄膜厚度。 根據此實施例，因為沒有運輸裝置514a(514b)的機械 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） 52 312786 A7 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 562878 _ B7__ 五、發明說明（53 ) 臂542的限制，如第30圖所示，薄膜厚度感應器s可置於底 座555上的任意位置。另外，由於底座555可向上和向下移 動，基底W和感應器之間的距離可在測量的期間時間被調 整。也可根據檢測的目的安裝複數種類型的感應器，而在 各自感應器的每一次測量時調整基底W與感應器之間的距 離。然而，由於底座555會向上和向下移動，因此將會需要 花費一些測量時間。 第36圖係顯示依據本發明之另一實施例的電鍍裝置 佈局平面圖。此電鍍裝置包括負載/卸載區段915、二回火 區段986、斜角-蝕刻/化學清洗區段984與基底台978、清洗 區段982與其機制用以反轉基底18〇。、第一電鍍區段98〇如 第19圖所示用以進行第一階段電鍍（加強晶種層）與三個 第一電錢區段972如第19圖所示用以進行第二階段電鑛（填 充鋼金屬）。該電鍍裝置另備有可移動第一輸送裝置917, 用以在負載/卸載區段915、回火區段986、斜角-餘刻/化學 清洗區段984與基底台978之間搬運基底，與可移動第二輸 送裝置924，用以在基底台978、清洗區段982、第一電鍍區 段980與第二電鍍區段972之間搬運基底。 根據本實施例，首先，利用第一輸送裝置917將具有 晶種層7 (見第39A圖）作為外層的基底W—個接一個的從 負載/卸載區段915取走，並透過基底台978傳送基底w至第 一電鍍區段980。 其次，接著，第一階段電鍍係利用第一電鍍液執行於 第一電鍍區段980，加強與完成晶種層7的較薄部分。使用 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵〇 χ 297公餐) ~ 312786 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

53 562878 A7 五、發明說明（54 ) 於第-電鑛區段980中的第-電鍍液，例如電鑛液包含 酸鋼作為鹽基以及錯合劑如焦磷酸，較一 μ 吊見的硫酸鋼電 鍍液具有更強的極性，如上所述。 在完成第一階段電鍍後，根據需要 锞而罟將基底W傳送至 清洗區段982以水清洗，然後傳送至第— 吁疋王罘一電鍍區段972其 中之一。 八 接著，在第二電鍍區段972中利用第二電錢液執行第 二階段電鍍於基;£W之表面，以進行填充銅金屬。由於第 一電鍍階段已強化晶種層7(見第39A圖與第4〇a圖）'成 為不具有較薄部分的完整層，因此在第二電鍍階段中電流 會均勻地流過晶種層7，其中不含有任何孔隙結構的填充 銅可被完成。銅電鍍液具有良好的均鍍性質，並具有高硫 酸銅濃度與低硫酸濃度的組合。 在元成第二階段電鍍後，根據需要，將基底W傳送至 清洗區段982以水清洗。然後，將基底冒傳送至斜角·蝕刻/ 化學清洗區段984 ,並使用化學液清洗基底w，因此使得形 成於基底W的斜角部分的薄銅薄膜等會被蝕刻去除，再將 基底以水清洗並被以一高轉速旋轉以進行旋乾。接著，將 基底搬運至回火區段986進行回火。然後，再利用第一輸送 裝置917將基底W送回負載/卸載區段915的晶盒。 第37圖為本發明之另一實施例的電鍍裝置佈局平面 圖。此電鍍裝置包括負載/卸載區段800和一處理區段8〇2。 為了考量半導體圓片的產量，一輸送裝置804係設置於處理 區段802的中央，而複數個電鍍區段806與複數個清洗/乾燥 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線在 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 54 312786 562878 A7

五、發明說明（55 ) 區段（旋轉巧洗-乾燥單元）8〇8係設置於輸送裝置㈣4之 周圍。在此實施例中，在一個輸送裝置8〇4的周圍設置了三 個電鍍區段806和三個清洗/乾燥區段808。也可使用斜角_ 蝕刻/化學清洗區段，而非清洗/乾燥區段8〇6。電鍍區段8〇8 可以為正面朝上型或正面朝下型。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第38圖為本發明之另一實施例的電鍍裝置佈局平面 圖此電鍍裝置包括一裝載站820與一主座832，裝載站 820包含有兩卡盒台，用以放置容納基底如半導體晶圓之 基底晶盒822於其上方與一回火區段83〇。主座832包括 一對清洗/乾燥區段834、用以執行上述之第一階段電鍍的 對第電鑛又與用以執行上述之第二階段電鍍的 一對第二電鍍區段838。 另外，第一輸送裝置840係設置於裝載站82〇中，用 以在基底晶盒822、回火區段830與清洗/乾燥區段834之 間搬運基底；而第二輸送裝置842係設置於主座832中， 用以在清洗/乾燥區段834、第一電鍍區段836與第二電鍍 區段838之間搬運基底。 第41圖為本發明之另一實施例的電鍍裝置佈局平面 圖。此電鍍裝置包括一負載/卸載區段9〇〇、回火區段903、 兩個斜角_蝕刻/化學清洗區段902、基底台906與三個電鍍 區段901。該電鍍裝置也另備有第一輸送裝置9〇4,用以在 負載/卸載區段900與基底台906之間搬運基底，以及第二 輸送裝置905，用以在基底台906、回火區段903、兩個斜 角钱刻/化學清洗區段902與電鍍區段901之間搬運基 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐) 55 312786 --------------裝--------訂---------線_ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 562878 A7 B7 五、發明說明（56 ) 底。 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第42圖為本發明之另一實施例的電鍍裝置佈局平面 圖。此電鍍裝置包括一負載/卸載區段1〇〇〇、斜角-蝕刻/ 化學清洗區段1050、清洗/乾燥區段（旋轉-清洗_乾燥單元） 1040、第一電鍍區段1010如第19圖所示用以進行第一階 段電鍍（加強晶種層）與三個第二電鍍區段1020如第19 圖所示用以進行第二階段電鍍（填充銅金屬），以及清洗區 段1030用以在第一階段電鍍與第二階段電鍍之間清洗基 底。該電鍍裝置也另備有第一輸送裝置1060，用以在負載 /卸載區段1000、斜角-蝕刻/化學清洗區段1〇5〇與清洗/乾 燥區段1040之間搬運基底，以及第二輸送裝置1〇7〇，用 以在斜角-蝕刻/化學清洗區段1〇50、清洗/乾燥區段1〇4〇、 第一電鍍區段1010與第二電鍍區段1020之間搬運基底。 第41圖所示的每個電鍍區段901與在第42圖中所示 的電鍍區段1010與1020可依照需要而使用上述之第一電 鍍一或第二電鍍液，以作為第一電鍍區段或第二電鑛區 段。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以上本發明的較佳實施例描述僅適用於解釋或說 明，並非限定本發明僅為該等實施例。本發明可根據以上 的說明作若干的辯護與修改。本發明的權利範圍應由後述 之申請專利範圍及其等效敘述來界定。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐） 56 312786

Claims (1)

1. I8告木

   丨修正本 ^年ク月1曰 S/ 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 所镢寻利甲請案 申請專利範圍修正本 1 (92年7月7曰 .一種不含鹼金屬與氰化物的銅電鍍液，包含二價銅離子 /、配位劑，該一價銅離子的濃度是在〇 1至之範 圍内，該配位劑的濃度是在〇」至5〇〇g/1之範圍内，而 該鋼電鍍液的pH值是在7至14之範圍内。 2.如申請專利範圍第丨項之銅電㈣，另包括不含驗金屬 與氰化物的pH值調整劑，該調整劑係從硫酸、氫氣酸、 磷酸、膽鹼、氨以及四甲基氫氧化銨中所選出。 3·如申請專利範圍第丨項之銅電鍍液，另包含至少一個添 加劑，該添加劑係由有機酸、胺、甘油、明膠、重金屬 離子、噻峻、三唾、嚷二吐、味嗤、哺唆、績酸以及麵 胺酸中所選出。 4·如申請專利範圍第1項之銅電鍍液，其中上述之包含於 銅電鑛液中的配位劑係由伸乙二胺四乙酸、 …'伸乙基-二院_2_醇、二^^^ 胺二乙酸、二伸乙三胺五乙酸、二伸乙三胺、三伸乙四 胺、四伸乙五胺、二胺丁烷、羥乙基乙二胺、乙二胺四 丙酸、乙二胺伸丁基膦酸、二伸乙三胺伸丁基膦酸、二 伸乙二胺伸戊基鱗酸以及其衍生物中所選出。 5·如申請專利範圍第4項之銅電鍍液另包括不含鹼金屬與 氰化物的pH值調整劑，該調整劑係從硫酸、氫氣酸、' 麟酸、膽驗、氨以及四甲基氫氧化銨中所選出 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規袼（210 X 297公爱) 312786

   1 6·如申請專利範圍第4項之銅電鍍液，其中上述之二價銅 離子的濃度是在〇」至100gA之範圍内，配位劑濃度是 在0.1至500g/l之範圍内，而銅電鍍液的pH值是在7 至14之範圍内。 7.如申請專利範圍第4項之銅電鍍液，另包含至少一個添 加劑’該添加劑係由有機酸、胺、甘油、明穋、重金屬 離子、噻唑、三唑、噻二唑、咪唑、嘧啶、磺酸以及麩 胺酸中所選出。 8· —種用以電鍍具有細小凹處於其表面的基底的方法，該 等細小凹處係位於基底之中，用阻擋層和/或晶種層所 覆蓋’以填充金屬於該等細小凹處中，該方法至少包括 下列步驟： 在第一階段中將基底接觸第一電鍍液，以電鍍該基 底之表面；以及 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 在第二階段中將基底接觸第二電鍍液，以電鍍該基 底之表面，其中該第一電鍍液具有高於該第二電鍍液的 極性並且不含鹼金屬與氰化物；該第一電鍍液並且含有 濃度在0.1至100g/l之範圍内之二價銅離子，及濃度在 〇_ 1至500g/l之範圍内之配位劑，而具有pH值在7至 14之範圍内。 9·如申請專利範圍第8項所述之方法，其中上述之第一電 鑛液另包括不含鹼金屬與氰化物的pH值調整劑，該調 整劑係從硫酸、氫氣酸、磷酸、膽鹼、氨以及四甲基氫 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐) 2 312786 562878 乳化錢中所選出。 1〇.如申請專利範圍第8項所述之方沬甘士 人 及万去，其中上述之電鍍液 至少一個添加劑’該添加劑係由有機酸、胺、甘 油、明膠、重金屬離子、噻唑、三唑、噻二唑、咪唑、 ’咬、磺酸以及麩胺酸中所選出。 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中上述之包含於 第-電鍍液中的配位劑係由伸乙二胺四乙酸乙二胺、 以’，^^伸乙基_二_硝基_四丙院_2_醇、焦礙酸、 亞胺二乙酸、二伸乙三胺五乙酸、二伸乙三胺、三伸乙 四胺、四伸乙五胺、二胺丁烷、羥乙基乙二胺、乙二胺 四丙酸、乙二胺伸丁基膦酸、二伸乙三胺伸丁基膦酸、 二伸乙三胺伸戊基膦酸以及其衍生物中所選出。 12.如申請專利範㈣n項所述之方法，丨中上述之第一 電鍍液另包括不含鹼金屬與氰化物的1)^1值調整劑該 調整劑係從硫酸、氫氣酸、磷酸、膽鹼、氨以及四甲基 氫氧化銨中所選出。 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 13·如申請專利範圍第η項所述之方法，其中上述之第一 電鍍液具有二價銅離子濃度在01至100§/1之範圍内， 配位劑的濃度是在0.1至500g/1之範圍内，而具有pH 值在7至14之範圍内。 14.如申請專利範圍第11項所述之方法，其中上述之第一 電鍍液另包含至少一個添加劑，該添加劑係由有機酸、 胺、甘油、明膠、重金屬離子、噻唑、三唑、噻二唑、 咪嗤、喊咬、續酸以及麩胺酸中所選出。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 x297公爱） 3 312786 562878 15 一種用以電鐘具有細小凹處於其表面的基底的方法，該 等細小凹處係位於基底之中，用阻撞層和/或晶種層所 覆蓋，以填充金屬於該等細小凹處中，該方法至少包括 下列步驟： 字基底接觸具有良好一致的極性性質的電鍍液，以 電鍍該基底之表面，該電鍛液具有二價銅離子濃度在 〇1至i〇〇g/i之範圍内，配位劑濃度在〇 1至5〇化八之 範圍内，而具有pH值在7至14之範圍内。 16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中上述之電鑛液不 含驗金屬與氰化物，並包含二價銅離子與配位劑。 17. 如申請專利圍第15項之方法，其中上述之電鑛液另 匕括不3鹼金屬與氰化物的阳值調整劑，該調整劑係 從硫酸、氫氣酸、磷酸、膽鹼、氨以及四甲基氫氧化銨 中所選出。 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 18·如申請專利範圍第15項之方法，其中上述之電鍵液另 包含至少一個添加劑，該添加劑係由有機酸、胺、甘油、 明膠、重金屬離子、噻唑、三唑、噻二唑、咪唑、嘧啶、 績酸以及麩胺酸中所選出。 19.如申請專利範圍第15項之枝，其中上述之包含於電 鍍液中的配位劑係由伸乙二胺四乙酸、乙二胺、N, N,， N，N _伸乙基二·硝基_四丙烷_2_醇、焦磷酸、亞胺二 乙酸、二伸乙三胺五乙酸、二伸乙三胺、三伸乙四胺、 四伸乙五胺、二胺丁烷、羥乙基乙二胺、乙二胺四丙酸、 _乙二胺伸丁基膦酸、二伸乙三胺伸丁基膦酸、二伸乙三 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21() χ 297公爱)--- 4 312786 562878 伸戊基膦酸以及其衍生物中所選出。 20·如申請專利範 弟19項之，其巾上述之電鑛液另 ,匕括不含鹼金屬與氰化物的1)11值調整劑，該調整劑係 2硫酸、氫氣酸、麟酸、膽驗、氨以及四甲基氫氧化按 中所選出。 21.如申請專利範圍第 一 粑国弗以項之方法，其中上述之電鍍液具 有一彳貝銅離子濃度在0丨至100g/1之範圍内配位劑濃 度在〇.1至5〇〇g/丨之範圍内，而具有pH值在7至h 之範圍内。 如申请專利範圍第19項之方法，其中上述之電鍍液另 匕3至少一個添加劑，該添加劑係由有機酸、胺、甘油、 明膠、重金屬離子、噻唑、三唑、噻二唑、咪唑、嘧啶、 磺酸以及麩胺酸中所選出。 23·—種電鍍裝置，至少包含·· 第一電鍍區段，用以於第一階段電鍍具有細小凹處 的基底表面，該基底係被阻擋層和/或一晶種層所覆 蓋； 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 第一電鍍供給區段，用以供給第一電鍍液至該第一 電鍍區段中的一電鍍室； 第二電鍍區段，用以於第二階段電鍍電鍍歷經該第 一階段電鍍之基底表面； 弟一電鍍供給區段，用以供給第二電鍍液至該第二 電鍍區段中的電鍍室；以及 輸送區段，用以輸送該基底自該第一電鍍區段至該 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 x 297公爱） 5 312786 562878 第一電鍍區段，其中該第一電鍍液具有高於該第二電鍍 液的一極性。 24.如申請專利範圍第23項之電鍍裝置，其中上述之第 電鍍液不含檢金屬與氰化物，並包含二價鋼離子與配位 劑。 25·如申請專利範圍第23項之電鍍裝置，其中上述之第一 電鍍液另包括不含鹼金屬與氰化物的{)11值調整劑，該 調整劑係從硫酸、氫氯酸、磷酸、膽鹼、氨以及四甲基 氫氧化銨中所選出。 26.如申請專利範圍第23項所述之電鍍裝置，其中上述之 第一電鍍液具有二價銅離子濃度在〇1至1〇〇g/l之範圍 内，配位劑濃度在〇」至5〇〇g/1之範圍内，而具有卩11 值在7至14之範圍内。 27·如申請專利範圍第23項之電鍍裝置，其令上述之電鍍 液另包含至少一個添加劑，該添加劑係由有機酸、胺、 甘油、明膠、重金屬離子、噻唑、三唑、噻二唑、味唾、 嘧啶、磺酸以及麩胺酸中所選出。 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 28.如申請專利範圍第23項之電鍍裝置，其中上述之包含 於第一電鍍液中的配位劑係由伸乙二胺四乙酸、乙二 胺、N，N\N，，，N伸乙基_二_硝基-四丙烷_2-醇、焦磷 酸、亞胺二乙酸、二伸乙三胺五乙酸、二伸乙三胺、三 伸乙四胺、四伸乙五胺、二胺丁烷、羥乙基乙二胺、乙 二胺四丙酸、乙二胺伸丁基膦酸、二伸乙三胺伸丁基膦 酸、二伸乙二胺伸戊基膦酸以及其衍生物中所選出。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公爱） 6 312786 562878 申明專利範圍第28項所述之電鍍裝置，纟中上述之 電鍍液另包括不含鹼金屬與氰化物的pH值調整劑，該 L i J係從硫酸、氫氣酸、磷酸、膽鹼、氨以及四甲基 氫氧化銨中所選出。 如申明專利範圍第28項所述之電鑛裝置，其中上述之 第電鍍液具有二價銅離子濃度在〇·1至l〇〇g/1之範圍 内，配位劑濃度在0.1至500g/1之範圍内，而具有pH 值在7至14之範圍内。 31 _如申睛專利範圍第28項所述之電鍍裝置，其中上述之 第電鍍液另包含至少一個添加劑，該添加劑係由有機 酸、胺、甘油、明膠、重金屬離子、噻唑、三唑、噻二 唑、咪唑、嘧啶、磺酸以及麩胺酸中所選出。 32.—種電鍍裝置，至少包含： 負載/卸載區段，用以負載及卸載半導體基底； 第一金屬電鍍單元，用以在該半導體基底表面上形 成第一金屬電鍍膜； 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 第二金屬電鍍單元，用以在該半導體基底表面上形 成第二金屬電鍍膜； 斜角-蝕刻單元，用以蝕刻去除形成在具有該第二 金屬電鍍膜於表面之半導體基底邊緣部分之金屬膜； 回火單元，用以將該半導體基底回火；以及 輸送裝置，用以搬運該半導體基底，其中用以形成 該第一金屬電鍍膜之第一金屬電鑛液具有高於形成該 第二金屬電鍍膜之第二金屬電鍍液的一極性。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐) 一 7 312786 562878 H3 33.—種電鍍方法，其至少包含： 在一半導體基底的一表面形成第一電鍍金屬膜； 在該第一電鍍金屬膜上形成第二電鍍金屬膜； 蝕刻去除形成在具有該第二金屬電鍍膜於表面之 半導體基底邊緣部分之金屬膜； 回火經斜角-蝕刻之半導體基底，其中用以形成該 第一金屬電鍍膜之第一金屬電鍍液具有高於形成該第 二金屬電鍍膜之第二金屬電鍍液的一極性。 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐） 8 312786