TWI361509B - Chambers, systems, and methods for electrochemically processing microfeature workpieces - Google Patents

Description

玫、發明說明： 【相關申請案的交互參考】

本申咕本為下列美國申請案的部份接續案：（a)2〇〇3年 12 '5日提申的第10/729,349號申請案；(b)2〇〇3年12月 曰提申的第1〇/729,357號申請案；以及(c)2〇〇1年5月 31日提申的第09/872，151號申請案，最後一項申請案為 2001年3月丨2日提中的美國第⑽⑽4,奶號中請案的部 份接續案，該帛〇9/8〇4,697號申請案隨後公告為美國第 M60，127號專利，該專利以英文版在屬年^ η日提 申的國際公開號W0 00/61498的部份接續案，其主張於 二年月13日提申的美國申請號60/129,055的優先權 如述文件均被併於本文中以為參考。 【發明所屬之技術領域】 本申請案有關用於電化學處理微特徵工件的腔室、系 統和方法’其中’該微特徵卫件在裡面或表面具有一體成

形的複數個微裝置。該等微裝置可包括次微米特徵。本發 明的特殊型式關於電化學沈積腔室，該腔室具有非多孔十: 阻隔件’卩分隔開一第一處理流體和_第二處理流體。此 申請案的另一型式關於一電化學沈積腔室，該腔室具有： ⑷-位於該第—處理流體和該第二處理流體之間的阻隔件 ，以及⑻複數個在第二處理流體中的獨立可操作式電極。 【先前技術】 、顯影器（ (，，工具”） 一般而言，微電子裝置，如：半導體裝置 imager )和顯示器等，係使用不同類型的機器 ! 1361509 而被建構在微電子工件中以及/或之上。許多此類的製程機 7'有單處理工作站（Pr〇cessing station )，該處理 工作站在工件上進行一個或多個程序。其它製程機器具有 複數個處理工作站，該等工作站在個別工件或批次工件上 進行一系列不同的程序.在一典型的建構程序裡，一層或 多層導電材料於沈積階段裡被成形在該等工件之上。然後 。玄等工件典型上受到蝕刻和/或拋光程序（亦即，平坦化 )’以移除部份的沈積導電層，用於形成電氣絕緣性接觸 Φ 和/或導線。 在該等工件上電鍍金屬或其它材料的工具正逐漸變成 一種有用類型的製程機器。電鍵和無電電鍵技術可被使用 以將銅、焊接劑、高導磁合金（permall〇y)、金、銀、白 金電’永電阻（electr〇ph〇retic resist)和其它材料沈積在 工件上，以形成覆蓋層（blaket layer)或圖樣層。一典型 的鍍銅製程牽涉到使用化學汽相沈積〜以

DeP〇Sltl〇n，CVD)、物理汽相沈積（Physical Vapor Deposition，pVD)、#電電鍍程序或其它適當的方法將一銅 晶種層（c〇Pper seed丨ayer)沈積在該工件之上。在該晶種 層形成之後，於—電處理溶液（心价寧沉⑴㈣油_ )存在下，藉由在該晶種層和陽極之間施加一適當的電位 而將—銅的覆蓋層或圖樣層電鍍在.該工件上。接著，在 孩工件被輪送到另一製程機器之前的後製程裡，該工件被 清潔、蝕刻和/或退火。 圖1顯示一單一晶圓處理工作站1的一實施例，其包 1361509 括—容器2,該容器2用於容納從一位於該容器2下方的 流體入口 3所流入的電鍍溶液。該處理工作站丨可包括： 一陽極4 ; 一平板狀擴散器（diffuser) 6，其具有複數個 孔7，和一工件握持器9 ,其用於承載一工件$。該工件握 持器9可包括複數個電氣接點，其用於將電流提供到一位 於該工件5表面上的晶種層。當該晶種層相對於陽極4被 偏塵-負電位時，其做為一陰極。操作當中，該電鑛流體 流動繞過該陽極4、通過該散播器6裡的孔7，然後抵達 該工件5的電鍍表面。該電鍍溶液是一種電解液，豆於該 陽極4和該工# 5表面上的陰極晶種層之間傳導電流。、因/ 而，電鍍液内的離子電鍍在該工件5的表面上。 ^用在建構微電子裝置的電鍍機必須符合許多特定的效 能標準。例如’許多電鍍製程必須能夠在介層孔（via)或 槽溝裡形成微小的接觸’而該等介層孔或槽溝小於微 米寬，並通常小於(M微米寬。一有機添加劑（例如，：‘ 加速劑（accelerator ) ”、 “抑制劑，，和“水平劑（

Ieveler )等混合）可被添加到該電鍍溶液之中，以改盖 該等槽溝内的電鍍製程，使得該電錄金屬能夠由下往上地 充填該槽溝。如此’在該電鑛溶液极保持該等有機添加劑 的適當濃度對於適當充填非常小特徵是重要的。 該傳統電鍍製程有一缺點：該等有機添加劑在靠近陽 極的附近會分解和失效。同時’因為該有機添加劑的分解 ’其很難控制電鐘液的有機添加劑和其相關的分解產物之 濃度，該情況將造成不良的特徵充填和不均勻的錄層。此 外，該有棬天 + Π劑因分解而產生的副產品將形成缺陷直 它非均勻性。盔 ” 了降低该有機添加劑在陽極附近的分解速 率，其它陽極，例如，銅罐陽極，可被使用。

:先的電鍍製程尚有.另外一缺點：該等有機添加劑 和/或該電获该ώ H 同時改變”：氯，物離子能改變純銅陽極。此改變將 °亥電場的改變將造成不一致的製程盘不泊 勻的錢膜。I5J仏 、 的負面影響=需電㈣程以減少該等有機添加劑 -所製程尚另一缺點為：在該工件表面上提供 面的曰:4 °該電鑛液中電流的分佈為橫過該接觸表 面：S曰種層的均勾度、該陽極的構形/狀況、該 =因數的的-項函數。然而，該電錢表面的電流密度 〜電鑛循環裡係可改變的。例如，在一 虽材料電錢在該晶種層上面之時，該電流密度並型.上合 改^在—段較長的時間内’該電流密度曲線同樣會變二 ’因為·⑷當陽極腐料，該消耗的陽極形狀將 ㈦該電錢液中的成份濃度會改變。因此，在該工件的二 上保持所希望的電流密度將會是很困難的。 【發明内容】 本發明係部份地有關於電化學沈積腔室，其具有 孔性阻隔件以分離處理流體。 ^^ 系、“兩系統彼此交互作用，以將一材料電鍍 )，=，體内的所選擇之元素（例如，有機添加劑 在阻隔件面上的遷移（migration)將受到控制，以 1361509 質進入該處理流 有機添加劑在陽極附近以及氣泡或其它物 體内所造成的問題。 砀哥股主 ^ ^ ^ /Κι 體提供給-工件（亦即，工作電極）；一電極單元，其用 於傳輸-不同於該第-處理流體的第二處理流體的流動 和該電極單元中的-電極（亦即，逆電極）。該等腔室也 同時包括-非多孔性阻隔件，該非多孔性阻隔件係位於該 第一處理流體和該第二處理流體之間。該非多孔性阻严件 能夠讓離子通過’但是不讓非離子性成份在該第一和^二 處理流體間流通。如此，該非多孔性阻隔件能將該第—和 第二處理流體的成份彼此分隔開和隔離，使得該第一處理 流體具有不同於該第二處理流體的化學特徵。例如，該第 一處理流體可為一具有有機添加劑的陰極電解液（ cath〇lyte )，而第二處理流體為不具有有機添加劑或具有 比較少量此類添加劑的陽極電解液（an〇lyte) ^ 藉著實質上能夠防止該陰極電解液中的有機添加劑流 向該陽極電解液，該非多孔性阻隔件提供了若干優點：首 先，因為該等有機添加劑被防止存在於該陽極電解液之中 。’所以其不會流過陽極’並產生會干擾該電錄製程的產物 、第—’因為該等有機添加劑並不會在陽極分解，所以其 十刀低的速率在該陰極電解液中消耗，使得整個製程成 ，降低’並且更纟易控制該陰極電解液中的該等有機添加 、礙度第一，低成本的陽極，例如，純銅陽極，可被 使用於該陽極電解液之令，因為純化（passivate)的危 10 1361509 機被減少或消除。 本發明也同時有關於電化學沈積腔室，其等具有：（a 卜介t該等處理流體之間的多孔性和/或非多孔性阻隔件3 以減緩或消除由有機添加劑所造成的問題， 立可操作的電極，其用來在該工件表面上，提供和保持— 所：望的電流密度。此等腔室同時被區隔成兩 ，其彼此相互作用，將—材料電鍍在該X件之上，另2 面’其能控制該等處理、4+ 寺處理机體中所選擇之元f (例如，有機 添加劑）的遷移越過該阻^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 該陽極的相互作用，以及：L 添加劑和 造成的問m卜，與 „ u位子所 镅古叮钎从册 、僅有早—電極的系統相比，該等 作電極在該工件的表面提供較佳的電場控制。 該等腔室包括：—虚 供到-工…即，工;=’其將一第-處理流體提 供-不同於該第—處理流體=;一電極單元’其用於提 嗲電極單亓巾 勺第一處理流體，和，複數個 .人 、τ即’逆電極）。該等腔室同時以

包括一介於該第一處理产 至Ν予U 此 _ R 瓜體和該第二處理流體之間的阻隔 件。該阻隔件可為一個 』）丨且隔 流體和小分子流過該第—：可滲透性元件’其能夠允許 。替代地，該阻隔件可為二Μ二處理流體之間的阻隔件 其能夠防止該第-和第二：個非多孔性、半渗透性元件’ 方面，其又能夠讓離子在 为 同時包括-元件，其具^專流體之間流動。該阻隔件可 ..,夕孔區域和非多孔區域0此Μ麻· 施例的阻隔件分隔開彳非夕紅〗此專只 同離该苐一和第二處理流體中的 .s使件忒第一處理流體能具有不同於該第二處理流體 ’化學特徵。例如，該第一處理流體可為一具有有機添加 劑的陰極電解液，& 4 @ . .,^ 而5亥弟一處理流體為一不具有有機添加 有極少里此類添加劑的陽極電解液。

;在本發明此型式中的多數個電極可被獨立地控制，以 制°丁（tallor)適合不同工件的不同電場。每一個電極可具 有-電流水平’使得由所有電極所產生的電場能在該工件 的表面提供—所希望的電鍵外形。另夕卜，施加到每-個電 極的電流能在一電鍍循環裡獨立地變化，以補償由於電鍍 層厚度的增加而在該工件的表面所造成的差異。 使多數個電極的混合來控制電場以及一腔室中阻隔件 的設計將提供—具有顯著的效率並產生更優質的產品之系 統。該系統係更有效率的，因為使用一種用於該工件之處 理流體與用於該等電極的另一種處理流體，將能夠使該等 處理流體在每'一區域且右畏' >f去έ/ι田^ 一有敢佳的用途，而無需要補償（緩

详）使用-單一處理溶液所造成的負面效應。因此，該工 具不需要作如此頻繁地關閉來調整該流體的濃度，並且該 仇體（>谷液）將消耗更少的成份。該系統將產生更優質的 產tm，因為.（a)其使用了兩種不同的流體，因此能夠較佳 地控制每一個處理流體内的重要成份的濃度；和（b)多數個 電極的使用將在該工件的表面提供較佳的電流密度控制。 【實施方式】 如於本說明書所使用者’ “微特徵工件，，或“工件，， 乃是指可在其上或在其中形成微裝置之基板。典型的 12 1361509 微裝置包括：微雷；® + , 或兀件、薄膜記錄頭（thin-film recording head )、資料儲存元件、微流體裝置以及其它產 品。微機器或微機械裝置皆包含在此定義中，因為其 造方法與積體電路的製造方法相同1等基板可為Ϊ半導 體凡件（例如’矽晶圓或砷化鎵晶圓）、非導電元件（例 如’各種陶究基板）或導電元件（例如，摻雜之晶圓）。 料，“電化學處理”丨“沈積”―詞包括：電錢、電姓 刻、％極鍍膜（an〇dization)和/或無電電鍍。 用於處理微.特徵工件的電化學沈積腔室的若干實施例 特別有用於在一工件的結構之中或之上以電解法沈積金屬 或電冰電阻。因此，依據本發明的該等電化學沈積腔室能 使用於具有濕式化學處理腔室的系統中，該濕式化學處理 腔室可用於钮刻、洗務或其它用於建構半導體基板或其它 類型工件之中和/或之上的微特徵的濕式化學處理。依據本 發明的電化學沈積腔室以及整合式工具的若干實施例被揭 不於圖2A-13 +，而相關的文字内容將提供本發明的特定 實施例的整細。然巾，熟此技藝者應該瞭解到:本發 明可具有額外的實施例，或者本發明可在圖2a i3所示的 實施例的若干細節缺乏的情況下被執行。 A.属式化學處翠系統的管施例 圖2A概略顯示一用於微特徵工件的電化學沈積、電 拋光或其它濕式化學處理的系統100。該系統ι〇〇包括有 :-電化學沈積腔t 102,其具有—頭部組件1〇4 (概略 顯示）和一濕式化學容ϋ 110 (概略顯示）。該頭部組件 13 1361509 104，在相對於該容器110的一處理位置上，裝載 和置放-工件w或批量的工件。該頭部組件1〇4典型上： 括^ I件握持11 ’該工件握持ϋ具有-帶有複數個電 的接點組件，該等電氣接點被構形，以便能夠與讀 =件W上的—導電層相接觸。緣是，該工件握持器可將: 電位施。加到該工件W上的導電層。合適的頭部組件、工件 握持斋和接點組件被揭示於下列美國專利：6,228,232; 6,280,583; 6,303,010； 6,309,520； 6,309,524; 6,471,913; ，，925,和6,569,297，並且被揭示於下列美國申請案： 〇9m3,6G8彳。G9助，948;這些專利和巾請案整體被併入 於本說明書中當作參考之用。 該圖示之容器110包括：_處理單元12〇 (概略顯示 ) 電極單元1 80(概略顯示）和一非多孔性阻隔件17〇 ( 概略顯示），其介於該處理單元12〇和該電極單元ι8〇之 間。該處理單元120被構形，以能夠容納一用於處理該微 特徵工件W的第一處理溶液。該電極單元】8〇被構形，以 能夠容納一電極1 90和一至少靠近該電極丨90的第二處理 々IL體。S亥第二處理流體一般是不同於該第一處理流體但 是其在若干應用上可能相同。一般而言，該第一和第二處 理流體具有某些共同的離子。當該工件係為陰極時，在該 處理單元1 20中的第一處理流體是—陰極電解液，而在該 電極卓元1 8 0中的弟一處理流體為一陽極電解液。然而， 在電拋光或其它沈積程序裡’該第一處理流體可為一陽極 電解液’而第二處理流體可為一陰極電解液。 14 1361509 該系統U)〇更包括：一第一流動系統ιΐ2，其儲存和 循環該第-處理流體；和一第二流動系統192，其儲存和 揭環該第二處理流體。該第一流動系統112可包括：一第 一處理流體貯存槽113;—複數流體管道114,以將該第 ~處理流體的流動傳輸於該第—處理流體貯存#⑴和該 處理單元12〇之間；和—在矽虚理 从 在°亥處理早π U0内的複數個元 件11 5 (概略顯示），以將兮篦一虏 °亥第處理流體的流動傳輸到處 理地點與非多孔性阻隔件i 7〇之門 干170之間。該第二流動系統192 可包括 > 第：處理流體貯存槽193; _複數流體管道 1 8 5，以將該第二處理洁辦认.、古私油从 知机體的流動傳輸於該第二處理流體 貯存槽193和該電極單元18〇之間；和—在電極單元刚 内的複數個元件1 8 4 Γ概政细-、 干“4(概略顯不），以將該第二處理流體的 傳輸於該電極190與該非多孔性阻隔# 17〇之間。今 第—和第二處理流體的個別成份的濃度可分別且獨立地^ ㈣-和第二處理流體貯存槽113, 193中被控制。例如， 像銅之金屬可分別添加於位於該貯存才曹⑴其戈⑼内的第 的、-二第、處：机體之中。另外’該第-和第二處理流體 /皿 或不需要材料或氣泡的移除可分別地在該第—和 第二流動系統112和192十被控制。 -之:;非多：性阻隔件17〇係放置在該第一和第二處理流 -’所在的區域為該處理單元12〇和該電極單元刚 =的界面’能夠將該第—處理流體與該第二處理流 或隔離”列如，該非多孔性阻隔件17〇能抑制流 -在遠弟-和第二流動系統112>192之間的流動，另一 15 1361509 方面，其能選擇性地讓離子（諸如，陰離子和/或陽離子） 通過該第-和第二處理流體之間的阻隔件17〇。因此，一 電場、一處理流體之間的雷共尤 门的電何不平衡和/或該等處理流體中 物質濃度的差異能夠驅動離+福 勒離子通過该非多孔性阻隔件170 ，詳細情形將說明如下。 不同於多孔性阻隔件，諸心. ㈦件堵如.過濾媒介、擴張的鐵氟

龍（G〇retex)和玻璃原料混合物材料（玻璃、石英、陶竟 等該非多扎性阻隔# 17Q將抑制包括小分子和流體的 非離子成份通過該阻隔# 17卜例如，該非多孔性阻隔件 17〇能實質上不具有任何開放區域。結果，當該第一和第 二流動系、统U2# 192以特定壓力操作時，流體被抑制通 過該非多孔性阻隔件170。然而，水可經由逆滲透和/或電 逆滲透的方式而被傳輸經過該非多孔性阻隔件丨^當該 第一和第二處理流體的分子濃度實質不同時，會發生 透作用。當水與以-種水合圓球（hyd贿响⑽）形狀的 離子之電流一起被運載通過該非多孔性阻隔件17〇時，會 發生電滲透。當該第一和第二處理流體具有相似的分子濃 度且該處理流體中沒有電流通過時，該第一和第二處理流 體之間的流體流動被實質禁止。 此外，該非多孔性阻隔件17〇可為親水性的，所以該 處理流體内的氣泡不會造成該阻隔件丨7〇部份乾燥，如果 該阻隔件1 70乾燥，將會降低穿過該阻隔件丨7〇的導電性 。合適的非多孔性阻隔件170將包括：杜邦公司所製造的 NAFION薄膜、Sybron化學公司所製造的I〇nac薄膜以及 16 1361509

Tokuyuma公司所製造的Ne〇Septa薄膜。

當該系統100被使用於電化學處理時，一電位可施加 在該電極丨90和該工件w之上’使得該電極19〇成為二: 而該工件|成為陰極。於是，該第一和第二處理流體分別 為陰極电解液和一陽極電解液，每一個流體可包括—將 、皮电鑛方'。亥工件w之上的金屬離子溶液。該電極1 %和該 2件貿之間的電場可將陽離子經過該非多孔性阻隔件17〇 攸遠陽極電解液驅動到該陰極電解液，或者將該陰離子以 :反的方向驅動。在電鍍的過程中’ 一電化學反應發生在 ，特徵工件W處’在該處，金屬離子被還原，以在該微特 说工件W上形成—固態金屬層。在電化學蚀刻和其它電化 學應用裡’該電場可以相反的方向來驅動離子。 表不在圖2A中的該系統100的一特徵為：雖然該非 夕孔)·生阻件17〇將該第一和第二處理流體彼此相互地分 隔開和隔離，但是其能夠讓離子通過該第一和第二處理流 體。因此’該處理單元120中的流體可具有不同於該電： W刚中流體的化學特色。例如，該第—處理流體可為 八有機"】、、加劑的陰極電解液，該第二處理流體可為一 有機添加劑或一具有極少量此類添加劑的陽極電解液 ^發明概要所解釋的，該陽極電解液中缺乏有機添加劑 良’占為.（a)減少陰極電解液中分解有機物的副產品； ⑻、減少有機添加劑的消耗；⑷減少陽極的鈍化；和⑷ 促進純銅陽極的有效使用。 對於將该第一處理流體中的銅離子或其它金屬離子的 17 濃度保持於所愛 有效率的。 、7 ,,圖2A中的系統100係同時特別 理流：中二鏟製程當中’其需要精確地控制該第-處 可重複的;少#濃度’以確保大量微特徵工件上的-致且 其需要將:;rf。例如’當銅沈積在該工件〜之上時， 處理流體（例如’該陰極電解液）内的銅 所需的範圍，以在該…上沈積-合適的 、屬…亥系統_的此型式將更詳細地說明如下。

屬離鑛應用中，為了控制該第一處理溶液内的金 /又，圖2Α所示的系統100使用了若平特徵：非 :::生阻隔件170、該第—流動系統112的體積、該第二 、系統192的體積以及第一和第二處理溶液内的不同酸 :濃度。-般而言，該第—處理流體内的酸液濃度係高於 以-處理流體内的酸液濃度，該系、统1〇〇中的該第一處 理流體的體積大於該系、统1〇〇中的第二處理流體的體積。 =下文所將詳細解釋一般’此等特徵將一起運作，以將 第處理机體中的成份濃度保持於一所希望的範圍内， 確保肩工件w上之一致與均勻的沈積。為了清楚表示起 增加該第一處理流體中酸液漠度的效應將參考一銅被 電鍍於工件之上的實施例來予以說明。一位熟此技藝者應 玄瞭解到.不同的金屬可被電鍍和/或不同的原理可被運用 到其它應用中的其它濕式化學處理。 圖2B概略表示一依據本發明的另一實施例的用於微 特徵工件的電化學沈積、電拋光或其它濕式化學處理的系 〇a 。玄糸統1 〇〇a相似於圖2A所示的系統1 〇〇，因此 18 1361509 ’圖2A和圖2B所示的相同元件將賦予相同的參考號碼。 該系統100a包括：一電化學沈積腔室1〇2，其具有—頭部 組件104(概略顯示）；和一濕式化學容器11〇a(概略顯 示）如上文參考圖2A所述地，該頭部組件1 〇4在一相 對於該容器1 l0a的處理位置上承載、卸載和放置—工件 W或一批量工件。

該圖示容器ll〇a包括：一處理單元12〇a (概略顯示 ) 電極單元1 8〇a (概略顯示）和一介於處理和電極單 兀12〇a和18〇a之間的阻隔件n〇a (概略顯示）。圖示實 靶例的處理單元12〇a包括：一介電分隔件（&丨⑽心 dlVlde〇 142，其從該阻隔件17〇a朝著處理位置突出；和 複數個由該介電分隔件142所界定的腔室13G (個別以 b來識別）。該等腔室1 30a-b可被同心地安裝，同時 ，靠近處理位置，具有相對應的開口 144a_b。該等腔室 ^ b被構形，使得其等能夠將一第一處‘理流體輸送到該 微特试工件W，或從該微特徵I件w處輸送回來。然而， 該處理單元120a並不包括該介電分隔件142和該等腔室 或者孩"電分隔件142和該等腔室13〇可具有其它 亥電極早凡l80a包括：一介電分隔件、複數個 該介電分隔件186所界Μ隔間184a_b和配置在相對岸 間的複數個電極19〇a#〇 _。該等隔間ι84μ =二安裝及構形’以便將—第二處理流體輸送到至 寻電極隱-b。如上文所提到的，該第二處理流: 19 l36l5〇9 般係不同於該第-處理流體，但 可能Α &牡呆些應用中，它們 叱疋相同》—般而言，該第一 相同的離子。當該工件為一陰極之二-在處 的第-處理流體係-陰極電解液，^早①咖 的铵上 ^ 3電極早元180a中 弟一處理〜體係一陽極電解液。然而，在電 沈積處理中，該第一處理流體 —匕 馬險極電解液，該第二 ΙΓ體可為一陰極電解液。雖然圖2B所示的系統1〇〇a =兩個同心的電極190a_b，但是，在其它實施例中，該 來包括不同數目的電極和/或該等電極以不同的構形 ;該系統1〇〇a更包括：一第—流動系統112a，盆儲存 ::盾環該第-處理流體；和一第二流動系統心，其儲存 。循環該第二處理流體。該第一流動系統"2a可包括： (:)第-處理流體貯存槽113;(b)複數個流體管道"4, ::等用於將該第一處理流體的流動輸送於該第一處理流體 丁存槽113和該處理單元，之間；和（c)該等腔室 1304’用來將該第-處理流體的流動輸送於處理地點血 該阻隔件170a之間。該第二流動系統192a可包括：(:; 第二處理流體貯存槽193; (b)複數個流體管道185,盆等 用於將該第二處理流體的流動輸送於該第二處理流體貯存 槽193和該電極單元論之間；和⑷該等隔間i84ab， 以將該第二處理流體的流動輸$於該等電極i9〇a_b與該阻 隔件170a之間。該第-和第二處理流體的個別成份的濃度 可分別且獨立地在該第一和第二處理流體貯存槽113, M3 20 1361509 中被控制。例如’像鋼之金屬可分別添加於位於該貯存槽 113或193内的第一和/或第二處理流體之中。另外，該第 一和第二處理流體的溫度和/或不需要材料或氣泡的移除可 分別地在該第一和第二流動系統丨12a和192a中被控制。

泫阻隔件170a係放置在該第一和第二處理流體之間， 所在的區域為該處理單元12〇a和該電極單元18〇a之間的 界面，能夠將第一處理流體與第二處理流體相分隔開和/或 隔離。例如，該阻隔件170a可為一多孔性 '可滲透性薄膜 。玄夕孔〖生、可滲透性薄膜能讓流體和小分子流過在第一 和第二處理流體之間的阻隔件17〇a。替代地，該阻隔件 170 a可為-非多孔性、半滲透性薄膜，其能防止流體在該 第一和第二流動系統112, 192之間流動，另一方面，選擇 性地容許離子（諸如，陰離子和/或陽離子）能通過該第一 和第二處理流體之間的阻隔件17〇a，如上關於圖Μ所示 的非多孔性阻隔件170所作的說明。在兩個實施例裡，該 阻件1 70a將限制氣泡、粒子和類似有機添加劑等大型分 子在該第一和第二處理流體之間流動。 § 6亥系統1 00a被使用於電化學虛b± 在該等電極⑽a-b和該工件=予上處理/，一電位可施加 h Μ祖 件W之上，使得該等電極19〇a- 成為％極而該工# W成為-陰極。於是，該第—和第二 分別為一陰極電解液和一陽極電解液，每一個流 紐了包括一將被電鏟於工件w 電極Hb和該工件W之門…:金屬離子〉谷液。該等 β 4的電％可將陽離子經過非多 孔性阻隔件〗7()而從該陽 、非夕 电解液驅動到該陰極電解液， 21 1361509 或者將陰離子以相反的方向驅動。在電鐘的過程當中，— 電化學反應發生在微特徵工件w處，在該處，金屬離子被 還原，以在該微特徵工件w上形成一固態金屬層。在電化 學蝕刻和其它電化學應用裡’該電場可以相反的方向來驅 動該等離子。 透過該電極單元1 80a的第一隔間1 84a内的第二處理 流體部份和該處理單元120a的第一腔室13〇a内的第—處 理流體部份，該第一電極19〇a提供位於處理位置處的工件 W —電場。因此’該第一電極】90a所提供的一電場係， 經由該第一開口 144a，有效地暴露於該處理地點。該第一 開口 144a塑造了該第一電極190a的電場形狀，在該第一 開口 l44a的上方製造了一 “虛擬電極”。這是一個“虛擬 電極” ’因為該介電分隔件142塑造了該第一電極19〇a的 電場形狀，使得所造成的效應為彷彿該第一電極19〇a是敌 置在該第一開口 144a中。於美國第〇9/872，151號專利所 詳細描述之虛擬電極被併入於上文中以為參考。同樣地， 透過該電極單元1 80a的第二隔間1 84b内的第二處理流體 部份和該處理單元120a的第二腔室130b内的第一處理流 體部份，該第二電極190b提供該工件W —電場。因此， 。亥第二電極19〇b所提供的一電場係，經由該第二開口 144b，有效地暴露於該處理地點，以製造另一個“虛擬電 % 〇 在操作上’該第一電極〗90a被供應一第一電流，而該 第一電極1 90b被供應一第二電流.該第一和第二電流可 22 1361509 彼此相互被獨立地控制，使其等 吱不相η 仗，0疋的訏間内可相同 次不相R。另外，該第一和第― 動能第—電〜可在一電鍍週期裡作 勒L受化。因此，該第一和第_ ie + 弟一電極提供—高度受控的電 % ’來補償該晶種層的 无 双攻非均勻性，並且於一带供 週期期間補償在鐘層中的改變。 •又 除了具有多數可獨立操作電極的優點之 100a可_鸦_且古士η μ、+，& & 系洗 …寺具有如上述糸，统10"目同的優點：能夠將該第

-地理流體從該第二處理流體分離開。如上文所解釋的， 例如’該陽極電解液中缺乏有機添加劑的優點為：⑷減 少該陰極電解液中所分解之有機物的副產品；⑻減少有 ，添加齊]的消耗；（c)減少陽極的鈍化；和⑷促進純銅 陽極的有效使用。在圖2B中所說明的系統1〇〇a同時期待 具有更特殊的優點：其能將該第一處理流體中的銅離子或 其匕金屬離子的濃度保持於一定的水準。其理由將在下文 作更5羊細的說明。 Β· 匕學沈積系統的蟬祚 圖3 Α-3Η圖例式地表示用於該系統1 〇〇和1 〇〇a在一 電鑛週期和一不作用期間（idie peri〇(j )的陽極電解液和 陰極電解液裡的氫與銅離子濃度之間的關係。為了簡單起 見下面有關於圖3A-3H的說明，尤其特別地，說明在圖 中的系統1 〇 〇之細作的若干實施例。該糸統1 〇 〇 a _的 陽極電解液和陰極電解液的操作會實質相似於或甚至同等 於έ亥系統1 〇〇中的該等特徵之操作。因此，下面的說明可 同時應用到圖2Β中的系統100a。 23 1361509 圖3 A和圖3 B分別地表示第二處理流體（陽極 液）牙口 ^ ^ 氣離子濃體（陰極電解液）在一電鑛週期期間的 β 又在电鍍週期期間，該電場立即地將氫離子從 陽極電鑛液經過該非多孔性阻隔件m (圖2α)驅動 極電鍍液。社I & Α ^ 。’氫離子的濃度在陽·極電解液中減少而在 陰^解液中増加。如漠度改變百分比或分子率之量度顯 不’陽極電解液中的氫離子濃度的減少一般係顯著大於险 :電：液中的氣離子濃度的相對增加，因為：⑷該系： 的陰極電解液的體積係大於陽極電解液的體積；和 離子【:解液中的氫離子的濃度遠高於陽極電解液中的氫 電』二和扣圖例式地表示陽極電解液和陰極電解液在 =顧的銅離子濃度變化的情形。在電錢週期期間 =極在陽極電解液内補足了銅離子，電場將銅離子從 解液經過該非多孔性阻隔# 17〇驅動到陰極電解液 :，如圖3C所示’陽極電解液中的銅離子濃度在電 月期間增加。相反地’在陰極電解液池中，圖3D顯 電解液中的銅離子濃度在電鑛週期的初期減少，因 為銅離子被祕以在微特徵王件上形成—❹。 〃圖3E-3H圖例式地表示陽極電解液和陰極電二液 風離子和銅離子濃度的變化情形，同時，ffi 2A中的系统 100係不作用的。例如，圓3E和3F Μ、’· 陽極電解液中增加，而在陰丁 τ子浪度在 極電解液中減少，同—昧門， 該系統_係不作用的；因為：陰極電解液中較高的：液 24 1361509 濃度將氫離子經過該非多孔性阻隔件 液。圖3G和3H圖例式地表示··銅離子 極電解 少’而在陰極電解液中增加， 電解液中減 作用的。氯離子移動到陽極電解液造成了 不 ，該電荷不平衡能將銅離子從陽 1卜:平衡 电辨欲职動到陰極電解

二因此’所示實施例的一項特徵為··當該系統100不作 2 ’錯極電解液將再充滿銅離子；陽 和陰極電解液中的酸液濃度不同。此項特徵的優點為：险 極電解液中的銅離子的所希望的濃度將被保持，同一時間 ’該系統100係不作用的。此項特徵的另一優點為：銅離 子經過該非多孔性阻隔# 170的增加性的移動將防止陽極 1解液為銅離子所飽和，因為陽極電解液為銅離子所飽和 0寸’將造成陽極的鈍化和/或鹽類晶體的形成。 藉著適當氫離子（亦即，酸液質子）和銅離子濃度的 選擇，圖2A所示的系統的前述操作可部份地發生。在用 方；沈積銅金屬的若干實用程岸裡，該第一處理流體中的酸 /辰度可約在10g/l到200g/l之間，而該第二處理流體中的 酸濃度可約在O.lg/Ι到l.Og/丨之間。替代地，該第一和/或 第一處理流體的酸濃度可在此等範圍之外。例如，該第一 處理流體可具有一第一酸濃度，而該第二處理流體具有小 於該第一酸濃度的一第二酸濃度。該第一酸濃度對該第二 酸濃度之間的比率’例如，約可在10:1到20,000:1之間。 該銅濃度也是一參數。例如，在許多銅金屬電鍍應用裡， 該第一和第二處理流體可具有的銅濃度約在1 〇g/l和5〇g/i 25 1361509 之間。雖然前述的範圍在許多應用裡十分地實用，但是應 該瞭解到：該第一和第二處理流體可具有另外的銅和/或酸 濃度。

在其它的貫施例’該非多孔性阻隔件可為陰離子性， 而電極可為一惰性陽極（亦即，白金或銥氧化物），以防 止硫酸鹽離子堆積在該第一處理流體中。在此實施例，該 第—和第二處理流體中的酸濃度或PH值可相似。替代地 ，該第二處理流體可具有一較高的酸濃度，以增加該流體 的導電性。銅鹽（硫酸銅）可加入第一處理流體中，以補 充流體中的銅。電流可藉由硫酸鹽陰離子之通道從該第— 處理流體經過該阻隔件而被運載到該第二處理流體。因此 丄硫酸鹽離子比較不會堆積在第一處理流體中，在該處， 它們將不利於沈積薄膜的形成。 在其它實施例，系統可使用電化學蝕刻該工件上的鋼 。在此等實施例’肖第一處理溶液（.該陽極電解液）含有 電解液，該電解液可包括銅離子。在電化學蝕刻期間， 一電位可施加在電極和/或工件上.。一陰離子非多孔性阻隔 件可被使用以防止正離子（諸如銅）進入該第二處理流^ /陰極電解液）之中°結果’該電流為陰離子所運載，鋼 離子被禁止流向或沈積在該電極之上。 藉著選取陽極電解液和陰極電解液適當之體積的方式 ，6亥系統100的前述操作亦可同樣發生。回頭參考圖2a， X系、’充100的另一特色為：該第一處理流體和第二處理流 體在相對應的處理流體貯存冑"3，i93和流體系統11 2 26 ij〇15〇9 192中具有第一體積和第二 ^ 之間的比率可& γ 7 ς — 積。该第一體積和第二體積 干J、々在】.5··1和2〇.】 比率可約為·· 2.1、3丨 β〗，在許多應用裡，該 】〇:】。該第-和第-處理：、5:1、6:卜7:!……或 理弟—處理流體體積的不同可 理机體内物質的濃度 满整該第處 明者，當氨離子從陽極二液:上動:參考圖一所說 極電解液中的氯離子濃度改變的夕百^極電解液時，該陰 的氫離子濃度改變的百分 ：丄小於％極電解液中 積#大於陪权— 。疋因為·陰極電解液的體 積係大於％極電解液的體積 二體積可約略相等。 、匕實施例，该苐一和第 C. ® 4係為一等角視圖，盆顯干々_姑士女 例的-濕式化學容ι^οβΛ： 發明的另一實施 艰，、± 的—剖面部份。該容器210被構 / ’以使用於類似於系統1〇〇 统中# & / (圖2Α和圖2Β)的系 ―妒=糸統將用於微特徵工件的電化學沈積.、電抛光 ::趣濕式化學處理。緣是，顯示於圖4中的容器 /為谷器’ U0或110a等類型容器的一範例。因此，該容 = —210可被耦合到一第一處理流體貯存槽（未顯示），使 二-第—流動系統（212a-b部份地顯示）可提供一工件_ 處理流體來進行處理。該容器' 21G可同時被輕合到— 第二處理流體貯存槽（未顯示），使得―第：流動系统 (292a-b部份地顯示）可將一第二處理流體輸送到一（若干 )電極附近。 圖示的容器21〇包括…處理單元22〇; 一阻隔 27 1361509 兀260，其與該處理單& 220相輕合，·和-電極單元280 ，其與該阻隔件單& __合。該處理單元220、阻隔 ，單元·和。電極單元28〇可並不一定是各別的單元，而 疋可為單單兀的區域或元件。該處理單元22〇包括— 機殼228,該機殼228具有第_流動系統2i2a的—第_部 份’以引導獨立第一處理流體經過該機殼228。該第一流 動系、·先2 1 2a的第一部份可包括：_附屬於該機殼的獨 立元件和/或機殼228中的複數個流體通道。在此實施例， 該第一流動系統212a的第一部份包括：一管道215 ; 一第 一流動導引2 1 6，其具有複數個細口 2丨7 ;和一前腔室（ antechamber) 218。該第一流動導引216中的該等細口 217 輻射狀地將流動分配到該前腔室2丨8當中。 包括一第二流動導 該第一流動系統2 12a的第— 引219，該第二流動導引219接納來自前腔室218的流體 。該第二流動導引219可包括：一側壁221，其具有複數 個開口 222，和一流動放射器（n〇w pr〇ject〇r) 224，其具 有複數個孔洞。該等開口 222可以是輻射狀地圍繞該側壁 22 1來配置之垂細口，以提供複數個朝該流動放射器224 輕射狀向内放射的流動元件。該流動放射器224中的該等 孔洞可為複數個細長狀細口或向上且輻射狀向内傾斜的開 口。β玄流動放射器2 2 4接納來自開口 2 2 2的輕射狀流動元 件，然後重新引導該流動經過若干孔洞225。其應該瞭解 到·这專開口 2 2 2和孔/同2 2 5可具有不同的構形。例如， 該等孔洞225可不必向上傾斜地將流動輻射狀地向内放射 28 1361509 ’或者該等孔洞225可以比圖4所示更大的角度向上傾斜 。因此，該等孔洞225的傾斜角度大約在〇。與。之間， 而在其它實施例’該等孔洞225更可以約5。到25。的角度 範圍向上傾斜。 該處理單元220同時可包括一電場塑形模組24〇，用 於該電場形狀的塑造和在處理位置導引該第一處理流體的 流動。在此實施例，該電場塑形模組240具有：_帶有第 一邊緣243a的第一隔間242a; 一帶有第二邊緣243b的第 二隔間242b ;和一帶有第三邊緣243c的第三隔間242c。 忒第一邊緣243a界定一第一開口 244a，而第一邊緣243a 和第二邊緣243b界定一第二開口 244b，第二邊緣243b和 第二邊緣界定一第三開口 244c。該處理單元22〇更可包括 一具有邊緣246的堰（weir) 245，越過該堰245，該第一 處理流體可流入一回收渠道247。該第三邊緣243c和堰 245界定—第四開口 244de藉由複數個螺栓和螺絲，該電 場塑形模組240和堰245附著在該處理單元22〇之上，若 干岔封249被放置在該機殼228和該電場塑形模組24〇之 間。 該容器210所具有的電場塑形單元24〇並不侷限如圖 四所示者。在其它實施例，該電場塑形單元可具有其它之 2形。例如.，一電場塑形單元可具有：一界定第一開口的 介電元件和一在第—開口之上界定第二開口的第二介電元 件。該第一開口可具有一第一區域，而第二開口可具有不 同於該第-區域的第二區域。該第一和第二開口可同時具 29 1361509 有不同的形狀。 在所示的實施例’在該處理單元220中的第一流動系 統21 2a的第一部份更包括：一與該前腔室2丨8流體連通的 第一渠道230a; —與第二開口 244b流體連通的第二渠道 230b ; —與第三開口 244c流體連通的第三渠道230c ;和 ，一與第四開口流體連通的第四開口 244d。該第一流動系 統212a的第一部份可因此將該第一處理流體輸送到處理位 置，以在處理位置提供所希望的流體流動形狀。 _ 在此特殊處理單元220中，該第一處理流體由一入口 214進入’經過該管道215和該第一流動導引216。然後 ’該第一處理流體分又成兩部份：其中一部份流體經由該 前腔室218往上流過第二流體導引219;另一部份流體往 下流過該處理單元220的第一渠道230a，然後進入該阻隔 件單元260。經過該第二流動導引2 19而往上流動的流體 流過該流動放射器224和第一開口 244a。該第一處理流體 流動的一部份向上流過邊緣243a，經過靠近該工件的處理 鲁位置.，然後’流過該堰245的邊緣246。該第一處理流體 的其它部份往下流過該處理單元220的每一個渠道23Ob-d ’然後進入該阻隔件單元26〇。 該容器210的電極單元280包括一容器282，其罩著 一電極組件和該第二流動系統的一第一部份292a。該容器 282包括複數個分隔器或壁286，該等分隔器（或壁）286 界定複數個隔間284 (個別以284a-d來識別）。此容器的 °亥等壁286為界定環狀隔間284的同心環狀分隔器。然而 30 在其它實施例’該等壁可具有不同的構形，以建立非環 形的隔間和/或每一隔間可再區分成更小的隔間。圖四的特 定實施例具有四個隔間284，但是，在其它實施例，該容 斋282 ▼包括罩蓋該電極的任何數目的隔間。該等隔間 咖同時可界定第二流㈣統的第一部份292a的某些部份 ，其中該第二處理流體可流過該部份。 該容器210更可句杯y. 匕括至/ —裝配在該電極單元28〇中 的電極。圖四所示的容考 j合益210包括：一位於第一隔間284a 中的第一電極290a ;—办於势_ _ 4於第—隔間284b中的第二電極 290b; —位於第二陪戸弓，0/t , 、弟一隔間284c中的第三電極29〇c，•和，一 位於第四隔間284d中的笛發把 勺第四電極290ά。該等電極29〇a_d 可為以同心安裝的環形或圓 _ 〜W办導電疋件。在其它實施例， 石亥寺電極可為弧形區段（邻、 〔。卩伤）或具有其它形狀及安裝方 式。雖然有四個電極29〇在所示的實施例裡，但是 施例可包括不同數目的 、電極，例如，單一電極或成雙電極 〇 统2=此！施例’該等⑽29°可耦合到-電極連接器系 ;，該電極連接器系統291穿過該電極單元28。的容 口0 82而延伸’然後盘贫耸雷；)¾ 90Λ 4· * 。，望^ U 4電極290相耦合，來提供電力

° δ亥寺電極290在離彻f力由.田L 1個電錢週期可提供—穩定的電流，或 者，根據該工件的特殊 ' 電極或多數電極的電 流可在一電鍍週期期間中被 ^ 电 目士 j T攸P又支此外，每一電極290可 於其它電極290之電流的獨特電流。該等電極 別可在DC'脈衝和逆脈衝波形下被操作。用於操作該等 31 1361509 %極的合適方式可在下列美國專利申請案中找到： 09/849,505 ’ 09/866,391 ;和 09/866,463，所有此些專.利申 請案在此處將當作參考文件來配合使用。 。亥第一机動系統的第一部份292a將該第二處理流體經 過。亥弘極單元280來輸送。更明確地說明，該第二處理流 體由一入口 285進入該電極單元28〇，然後，該流動被分 成進入每個隔間284中的第二處理流體的若干部份。當該 々丨l體洲_過5亥等隔間284時，該第二處理流體的上述許多部 知將刀別流過對應的電極290，然後進入該阻隔件單元 260 ° e亥阻隔件單元260位於該處理單元22〇和該電極單元 280之間，用來分隔該第一處理流體和該第二處理流體， 另一方面，該阻隔件單元260可讓個別的電場從電極29〇 透過開口 244a-d來作用。該阻隔件電極單元26〇包括：該 第一流動系統212b的一第二部份；該第二流動系統292b 的一第二部份；和，一非多孔性阻隔件27〇，其將第一流 動系統212中的第一處理流體和第二流動系統292中的第 二處理流體相分離開。該第一流動系統的第二部份2丨2b 與處理單元220中的第一流動系統的第一部份212a流體連 通。該第一流動系統的第二部份212b包括：複數個靠近 該非多孔性阻隔件270的環狀開口 265 (其個別地以265a· d來標示）；複數個渠道264 (其個別地以264a-d來標示 )’該等渠道264a-d延伸於相對應的環狀開口 265和該處 理單元220的相對應的渠道230之間；和，複數個延伸於 32 1361509 相對應的環形開口 265和-第-出口 273之間的通道272 。因此，该第一處理流體能從該處理單元220的渠道 23 0a d机向该阻隔件單元的相對應渠道d處。在 流過該阻隔件輩_ 9 Α Π I , 仟早兀260中的渠道264a-d，該第一處理流體 ' '/亍於°玄非夕孔性阻隔件2 7 0的一般方向經過相對應 的％形開口 265流到相對應的通道272。該第一處理流體 机is·等通道272，然後經由該第一出口 273離開該容器 210。 。 5亥第二流動系統的第二部份292b係與該電極單元28〇 的第二流動系.统292a的第一部份咖流體連通。該第二 流動系統的第二部份292a包括：複數個渠道㈣（個別地 以266a d來才示不），其等延伸該於阻隔件別和該電極單 元280中的相對應隔間—之間；和，複數個通道μ， 其等延伸於非多孔性阻隔件27〇和一第二出口 275之間。 因此，該第二處理流體從隔間284a d流到相對應的渠道 266a-d，而不流過該非多孔性阻隔件27〇。該第二處理流 體流動將非多孔性阻隔# 27〇朝著處理單元22〇彎曲，所 以該流體可以一普通平行於阻隔件27〇的方向在阻隔件單 兀260的阻隔件270和一表面263之間流到相對應的通道 274處。該第二處理流體流過該等通道274，然後經由第 二出口 275離開該容器21〇。 該非多孔性阻隔件270係放置在該第一流動系統的第 二部份212b和該第二流動系統的第二部份292b之間，以 分隔開該第-和第二處理流體。該非多孔性阻隔件27〇可 33 1361509 ”” -、、參透性薄膜’其能夠禁止該第一和第二流動系統 Π 2二μ的流體流動，另一方面，其又能夠離子通過該 弟一和第二處理流體之間的阻隔件270。如上述，該非多 孔性阻隔件270可同時具有陰離子或陽離子的選擇性，並 且僅讓所選擇的離子通過該阻隔件27〇。因為流體被禁土 通過§亥非多孔性阻隔件270，所以該阻隔件270不會因而 受到阻塞。 夕在-電解液存在的情況下，電流可在兩方向流過該非 夕孔性阻隔件270。例如，電流可從該渠道266中的第二 處理流體流向環形開口 265中的第一處理流體。此外，該 非多孔性阻隔件270可為親水性，所以處理流體内的氣泡 不會造成該阻隔件的部份乾燥，並因而阻斷了電流的流通 ^四中的非多孔性阻隔件27〇同時是可撓的，能讓該第 —理流體從渠道266在該阻隔件單元26〇的阻隔件27〇 辛口表面263之間的側面（例如，環狀地）流向相對應的通 、274。當第二處理流體在阻隔件謂之上施加—大於第 處理肌體之壓力時’該非多孔性阻隔件27〇可向上擎曲 〇 該容器21〇同時可控制成形在該系統中的電極29〇或 ^它，點處的氣泡。例如’該非多孔性阻隔件Μ、該阻 牛單元260的下方部份和該電極單％ 28〇可相對於該處 理單元220作成傾斜狀，以防止該第二處理㈣㈣氣& 二忒阻1¾ # 270所困。當該第二處理體中的氣泡經過該隔 4和渠道266往上移動時，該非多孔性阻隔件270和 34 1361509 母個渠道266之上的阻隔件弓部之傾斜位置將使氣泡在該 阻隔件270的下方朝相對應於每個渠道266的表面263的 上側作側方向的移動。該等通道274可將氣泡帶離該第二 出口 275，然後移除之。該非多孔性阻隔件27〇所擺置的 傾斜角度α約為5。。在另外的實施例，該阻隔件27〇所擺 置的角度可大於或小於r，只要其能充分地移除氣泡即可 。因此，言亥角度α將不侷限於5。。一般而言，該角“應

該足夠地大，以便讓氣泡能夠往高處移動，但是又不能夠 大到會影響到電場的作用。 圖示阻隔件單元260的一優點為：該非多孔性阻隔件 27〇的角度α能防止氣泡被捕捉於阻隔件27〇那部份，同 1防止在阻隔件270之上形成介電區域’因為介電區域對 於電場有不利的效應。在其它實施例，其它裝置可被使用 以去除流體中的瓦斯’來替代或增加該阻隔件27g的傾斜 。因此，在所有的應用裡，該非多孔性阻隔件270不需要 相對該處理單元22〇來傾斜。 …該等電極29G和非多孔性阻隔件27()之間的間隔為設 =該容器210的另-項準則。在圖示的容器21()中，該非 多孔性阻隔件270和每一電極29〇之間的距離大約相等。 例如 該非多孔性阻隔件 離係大約相等於該多孔性 270和該第—電極29〇a之間的距 阻隔件270和該第二電極290b 之間的距離。替代地，該非多孔性阻隔件270和每一個電 極290之間的距離可不相同。無論是何種情況，該非多孔 性阻隔件2 70和一單一電極29〇的每一圓弧區段之間的距 35· 1361509 離大約相等。與在該阻隔件別和-電極29G之間且有习 同的間隔相比較，該非多孔性阻隔件27…單： 290 的每 _ /¾ J/1* -V pa λα ϊα. °又Β，Μ間隔將可期待在電場範圍内指 確的控制。因為該第二處理流體具有較小的酸度， 因此具有較小的導電性，所以該非多孔性阻隔# 270與一 個别包極290的獨立區段之間距離的不相等對於處理該工 件上的電場所造成的效應比該工件與阻隔# 270之間距離 不同所造成的電場效應還要大。

〇在操作時，該處理單元220、阻隔件單元26〇和電極 單元280 —起操作，以在處理工件處提供一所希望的電場 曲線（例#，電流密度）。透過該第—和該第二處理流體 在第一渠道230a，264a，266a和該第一隔間284a中流動的 部份，該第一電極290a提供一電場給該工件。因此，該第 一電極290a所提供的一電場係經由該第一開口 244&而有 效率地暴露在處理位置之上。該第—開口 244a，依據該第 一隔間242a的邊緣243a之構形，來塑造該第一電極29〇a 的電場，所形成的一“虛擬電極，，係位在第一開口 244a的 上方。這是一個“虛擬電極”，因為該電場塑形模組24〇 造成第一電極290a的電場形狀’使其效應就如同該第一電 極290a被放在第一開口 244a之上一般。虛擬電極的詳細 内容可參考美國第〇9/872，151號申請案，該申請案被併入 於本說明書中以為參考。同樣地’透過該第一和第二處理 流體在第二渠道230b，264b, 266b、第三渠道230c, 264c， 266c和第四渠道230d，264d，266d内的各別流動，該第二 36

、第三和第四電極在處理位置上提供電場。因此，該第二 ，第二和第四電極290b-d所提供的電場係各別經由該第二 ，第三和第四開口 244b-ci有效率地暴露於處理位置，以製 遠有效率的虛擬電極。

圖5係一概略側視圖，其顯示圖四的濕式化學容器 21〇的一橫剖面側視部份。該容器21〇更包括：一第一^ 舍兀件250，其介於該處理元件22〇和該阻隔件單元 么間，和，一第一接合元件252，其介於該阻隔件單元 和該電極單元280之間。在此實施例中，該第一接合 多件。250係一具有複數個開口 251的密封，能讓流體在言^ 處理單元220的渠道230和該阻隔件單元26〇的相對應渠 道264之間相互流動。該密封係一介電材料能對該等渠 道230, 264内的相對應電場實施電氣絕緣。同樣地該第 二接合元件252係一具有複數個開口 253的密封，以容許 在該阻隔件單元260的渠道266和該電極單元28〇的相對 應隔間284之間相互流體連遑。

弟—附著組件254a ,其將該阻 該容器210更包括： 隔件單元260附接到該處理單元22〇;和，—第二附著組 件254b，其將該電極單元附接到該阻隔件單元細。 :玄第-和第二附著組件254a·,可為速放— 装置’以能牢固地將相對應的單元固持在一 &。.例如，該 第—和第二附著組# 254a-b可包括夹環255a_b和閃鎖 256a-b ’該等閂鎖256^可將夾環255^移動於一第一位 置和-第二位置之間。當該問鎖256a_b將失環255“從 37 二位置移動到該第二位置時，該等夹環255a_b的直徑 ^小’而將相對應的單元失在H者，t㈣—和 著組件254a-b從該第—位置移到該第二位置時，該 等』：組件竭將相對應的單元驅動在一起，以虔縮該 口凡件25 0, 252，並將該等單元彼此相對適當地放置 :此_當的附著組件係揭露於2〇〇3年…曰提申的 果國弟60/476,881號Φ ♦主查抽 . 明盒由 5虎申°月案裡’該申請案將整體併入本說 254書：以為參考。在其它的實施例中，該等附著組件 赵並丨（疋速放裝置，但是可包括複數個夾環、複 數個閃鎖、複數個螺栓或其它類型的固定件。 在圖4和圖5的容器的— 一或該電極單元28"的磨隔件單元 _或該電極單==被替換。該阻隔件單元 除，缺後在幾\ I速地從該處理單元220處移 二分鐘内，將新的阻隔件和/或電極單元附著上 去。㈣統系統相比較，本發明將顯著減少

:元件因：!所造成的停機時間；在傳統編，零2 :直接在w上維修’或者需將整個腔室從該容器上移除 該阻隔件罩& 0 a Λ 早π 260的-替代實施例可包括 ::二::圖4…—Li. 系統，但是多孔性二:件：般可分離該第一和第二流動 第二流動系统之間。’以讓若干流體流動於第-和 38 1361509 D •lik·學沈積容器的苴它管祐.也丨 圖6係依據本發明的另—實施例的—濕式化學容哭 310的一概略視圖。該容器310包括··一處理單元3盗 概略顯示）、一電極單元(概略顯示）和一阻隔: 37〇 (概略顯示）；其中’該阻隔件37〇係用於分隔二 處理和電極單元32〇, 38〇。該處理單元32〇 #電極單^ 3 80大致相似於圖4和圖5所示的該處理和電極單元22〇 280。例如’該處理單& 32〇可包括一第—流動系統的―’ 部份n一處料體的流動輪送到處理位置上的 ，该電極單元380可包括至少一電極39〇，和一第二流動 系統的一㈣，以將一第二處理流體的流動輪送到^:該 電極390的附近。該阻隔件37()可為—非多孔性阻隔件^ 一多孔性阻隔件。 不 =同於該容ϋ 210，該容g 31〇並不包括一獨立的阻 隔件單元，而是該阻隔件37〇係直接附接到該處理單元 320和該電極單元380之間。否則，該阻隔件37〇，以非 常相同於該非多孔性阻隔件27G的方式，將該處理單元 320中的第一處理流體與該電極單元38〇 體相分離開來。與該容…另一不同點為 3 70和6亥電極單兀380並不相對於該處理單元32〇而彎曲 該容器310内的第一和第二處理流體的流向可相反於 上述和圖4、® 5所示的容器21〇之流向。更明確地說， δ亥第4理流體可順著路徑，從該阻隔件，流向工件 39 丄 ’ Γ，.；後在處理地！^糾、4 沿著路徑f2,從該開該容11 31G。第二處理流體可 開該容器心在复：！ 370流向該電極390’然後再離 '、匕貫施例，該容器可包括_ $ 以將該第-和/或第二處理流體中的瓦斯除二裝置’用 單_圖7概略顯不—容器410，該容器410具有：一處理 / 2G ’ -電極單元彻；和’—相對於處理和電極單 凡420，480傾斜忠姑 〜裝的阻隔件470。此實施例相類似於容

之处在於·其並不具有—獨立的阻隔件單元，並且 戎阻隔件4 7 0可丸北夕， 、、夕孔性或多孔性；但是該容器41 0不 5於該谷S 310之點在於：該阻隔件47〇係傾斜一角度。 替代地’目8概略顯示—容器510,其包括：—處理單元 2〇 * %極早$ 580 ;和’一介於該處理和電極單元520, 58〇β之間的阻隔件570。該容器5H)係相似於該容器41〇, 但是該阻隔件570和該電極單元58〇兩者係相對於該容器 51〇中的處理單元520而傾斜。

Ε-遏·有装载模組的一體成开彡工具的膏絲例 圖9概略顯示一個整合型工具6〇〇，該整合型工具6〇〇 能執行一個或多個濕式化學處理程序。該整合型工具6〇〇 包括：一圍繞著一座台664的機罩或小室6〇2 ;複數個處 理工作站6〇1 ;和一輸送系統605。每一個處理工作站601 包括：一容器 '腔室或反應器610和一工件支撐（例如， —舉轉（hft-rotate)單元）613’該工件支撐613將用於 把該微特徵工件W從該反應器610送出或送入。該容器、 腔室或反應器610大致類似於上述和圖2A-8所示的任何 40 1361509 一種容器。該等工作站601可包括：旋轉_清洗乾燥腔室 、晶種層修復腔室、清洗艙（cleaning capsules)、蝕刻艙 、電化學沈積腔室和/或其它類型的濕式化學處理容器。該 輸送系統605包括：一直線執道6〇4和一機械臂6〇3，該 機械臂603沿著該軌道6〇5移動並輸送在整合型工具 中之個別的工件W。該整合型工具6〇〇更包括一工件承載/ 卸載單元608’該工具承載/卸載單元6〇8具有複數個用於 置放工件W的容器6〇7。在操作上，依據—預設的工作流 程，該機械臂603在該整合型工具6〇〇中，將該工件评上 下於該容器607和該處理工作站6〇1之間來輸送。例如， 個別工件W可依序經過一晶種層修復程序、一電鍍程序、 一奴轉-清洗乾燥程序和一退火程序。替代地，個別工件 W可不必經過—晶種層修復程序，或者可由不同的程序來 處理。 圖1 係依據本發明的一實施例的整合型工具6〇〇的 部份等角視圖。該整合型工具_包括：一框架662; 一 裝載到該框架662之尺寸上固定的裝載㈣660，·複數個 嫩學處理腔室61〇;和複數個工件支撐⑴。該整合 ^工具600也同日矣会扭—认“// ? ^ ^ 夺括一輪达糸統6〇5。該裝載模組66〇 承載處理腔室610、工件支撐613和輸送系統6〇5。 丰D玄框木662具有複數個直才旱⑹和橫桿661，該等桿 R 1Λα 万式破谇接在一起。複數個外面板和門（ 未顯示）—般被附屬於該框架⑹之上，以形成 封閉的櫃子602(4主夂去Ο η、 (〇月參考圖9)。該裝載模組66〇係至 41 1361509 二p伤地被框罩於該框架662中。在—實施例中，該裝載 杈”且660係由該框帛662的橫桿661所承载，但是該裝載 模組_可替代地直接置立在設備地板或其它結構之上。 …該裝載模、组66G係—堅固且穩定的結構，其能保持在 該濕式化學處理腔室61〇、工件支樓613和輸送系統6〇5 1勺相對位置。§亥裝載模組66〇的一型式為：其係更為 堅固：並具有一比框架662更大的結構整體性，使得該濕 式化學處理腔室61〇、工件支樓613和輸送系统咖之間 的相對位置一直保持固定。該裝載模組的另一型式為 :其包括：尺寸上固定的座自664，該座台6“在精密位 置上具有定位元件，用於在座台664的已知位置上定位該 等處理腔t 610和該等工件支撐在一實施例（未顯 不）’該輸送系統6〇5係直接裝載在該座台664之上。在 圖10Α所示的一安裝裡，該裝載模組66〇同時具有一尺寸 上穩固的平台665，而該輪送系統605係裝載在該平台 665之上。該座台6Μ和平台⑹係彼此相對地被定位， 使得該座纟664之上的^位元件和平台665之上的定位元 件並不會彼此相對移動。因此，該裝載模組66〇提供一系 '’先在°亥系統中，該濕式化學處理腔室6 10和該工件支撐 M3能被移除然後以彼此可替換的元件替換之，使得該等 替換元件能以精確的位置放置在該座自664之上。 §亥整合型工具600乃特別地適合於下列的應用：其具 有需求性的規定，該規定要求該濕式化學處理腔室610、 件支撐61 3或輸送系統6〇5需作經常性的保養。藉由簡 42 1361509 單地將該腔室從該處理座台664上分離 載硬體（其被構形以便與該座台664 具有裝 )的可互換腔室替代t 、… 的疋位疋件相作用 復㈣養。因學處理腔室_可被修 “為《載模組660係尺寸上地穩固，並且該 曰、理腔至610的裝载硬體可與該座台 該等腔室61°可在該座“64上進行互換，不：：所以 輸送系統005進行栌不。l故 、不再而要對該 處理r室610㈣Χ。:可預期大幅地減少相關於該 :至0的維修或保養的停機時間，使得該整合型工 /、600在具有嚴密效能規範的 (率）。 T j維持很向的生產力 …圖係該整合型工具600的一上平面視圖其表示 ^系、洗605和附接到該裝載模组_之承载/卸載單元 608。請一齊參考圖10A和圖ι〇Β， 今平a…η 〇 ^軌道6⑽係裝载在 :千° 665之上，並且特別與該平台⑹之上的定位元件 接合，使其能相對於附接到該座“64之上的腔室㈣斑 工件支撑613而被精確地定位。因此，該機械f 603(其包 括用於抓取該工件”端效器6〇6)能以—由裝載模组_ 所建立的固定、尺寸穩定的參考框架來移動該工件w。請 參考圖10B，該整合型工且&nn 、 1具600可更包括複數個附屬於該 匡朵662之上的面板666,以將該裝載模組66〇、 學處理腔室㈣、工件支撑⑴和輸送系統6。5.含二 櫃子_中。替代地，在整合型工具_的一側或兩側之 上的面板666可從該處理座纟_上方的區域移走以提 供一開放工具。 43 1361509 F.尽寸穩固載模組的管姑·例 圖11係依據本發明使用在整合型工具6〇〇 (圖9]0B )中的一實施例所構形之一裝載模組660的一等角視圖。 該座台664包括一堅固第一面板666a和一覆蓋在該第一面 板666a下的堅固第二面板666b。該第一面板666a係—外 元件，而該第二面板666b係一並排於外元件的内元件。 替代地，該第一和第二面板666a和666b可具有不同於圖 11所示的構形。複數個腔室容器667可配置在第一和第二 面板666a和666b之中，來接納該濕式化學處理腔室61〇 (圖 10A)。 該座台664更包括以一精確圖樣橫過該第一面板666& 而安裝的複數個定位元件668和附著元件669。該等定位 元件668包括以精確位置機械加工在第一面板之中的孔洞 和/或被接納在孔洞之中的定位銷或銷釘。該定位銷可同時 被構形，以與該濕式化學處理腔室61〇 (圖1〇A)相作用 。例如，該等定位銷可被接納於相對應的孔洞或其它處理 腔室6 1 0的接合元件之中。在其它實施例，該等定位元件 668可包括：各種銷釘，諸如：圓柱狀銷釘或圓錐狀銷丁 ，其從该第一面板666a向上突出，而不必放置在該第—面 板666a的孔洞之中。該座台664具有一組放置在每一個腔 室谷為667中的第一腔室定位元件668a，其功能在於精確 地將個別的濕式化學處理腔室放置在該裝載模組66〇上的 正確位置。該座台664可同時在每一個容器667的附近包 括一組第一支撐定位元件668b，以將個別工件支撐6丨3 ( 44 1361509 圖10A)精確地放置在該裝載模組66〇上的正確位置。該 第一支撐定位元件668b被放置和構形，以與該工件支撐 61 3的相對應定位元件相配合。該等附著元件669可為該 第一面板666a中的螺絲孔，該螺絲孔將與螺桿相嚙合，以 將該等腔室610和工件支撐613固定在該座台664之上。 该裝載模組660同時包括：沿著該座台664的縱向外 邊緣的外側平板670a ;沿該著座台664的縱向内邊緣的内 側板670b;和附著於該座台664末端的末端平板67〇c。該 輸送平台665係附接到該内側平板67〇b和末端平板67〇c 。該輸送平台665包括用於將該輸送系統6〇5 (圖i〇a和 圖10B)的軌道604 (圖1〇A和圖1〇B)精確地放置在該 裝載.模組660之上的軌道定位元件668c。例如’該軌道定 位70件668c可包括若干鎖釘和孔洞，其等將與相對應的孔 洞、銷釘或軌道604的其它接合元件相配合。該輸送平台 665更可包括附著元件669,諸如：螺孔，其等能夠與^ 检相嚙合，將該軌道604固定在該平台665之上。 圖12係一橫剖面視圖，其表示該座台664的内部結構 的一合適實施例，圖13係顯示於圖12中的座台664的一 部份詳細視圖。該座台664包括支撐671，例如托樑，其 等側面地延伸於該外侧平板67〇a和該内側平板67〇b之間 。該第一面板666a係附著於支撐671的上側，而該第二面 板666b則附著於支撐671的下側。該座台可更包括 複數個貫穿螺栓672和螺帽673，其等可將第一和第二面 板666a，666b固定在該支撐671之上。如圖13可最佳地 45 1361509 表卞11亥支撐6 71具有複數個孔洞6 7 4，該等貫穿螺栓 672可經過該等孔洞674而延伸。該等螺帽673可焊接在 該等螺栓672之上，以加強此等元件之間的連接。 該座台664的面板和支撐可由不鏽鋼、其它金屬合金 、固態鑄材或其它纖維強化複合物所製成。例如，該等面 板和平板可由Nitronic 50不鏽鋼、Hasteli〇y 625鋼合金 或八匕充填雲母的固態鑄造環氧基化合物。該纖維強化複 合物可包括一網裝在硬化樹脂中的碳纖維或〖…丨訂⑧。該 寺用於面板666a，666b的材料應該是高固性並且可與使用 在濕式化學處理中的化學品相容。不鏽鋼適合於許多之應 用，因為其強固，而不為使用在濕式化學程序中的許多電 解（質）③液或清洗溶液所影響。在一實施例，該等面板 和乎板666a-b，67〇a-c的厚度為〇 125到〇 375吋，其等更 寺殊也可A G.25G忖厚的不鏽鋼。然而，該等面板和平板 在其它實施例中可具有不同的厚度。 该支撐671可同時是不鏽鋼、纖維強化化合物材料、 其它金屬合金和/或固態鑄材。纟一實施例，該支撐可為 0.5到2.0吋寬的不鏽鋼托樑，更特殊的例子當中，該支撐 可為1·〇叶寬、2.G时高的残鋼托樑。在其它實施例，贫 支撐⑺可為蜂巢式核，或由其它由金屬（例如，不鑛鋼 、鋁、鈦等）、聚合物、纖維玻璃或其它材料所製成的結 该裝載模組660可由該座台664的各區段之組合所 造’然後’將該等末端平板㈣^接或黏合於該座台& 46 1361509 .區段之上。該座台664的元件一般係使用貫穿螺栓 ⑺而非彈接被㈣在—起。該外側平板咖和内側平板 670b使用焊接和/或固定件被附著於座台664之上。該平 板665然後固定地附著於末端平板67〇c和内側平板咖 之上。該裝载模、组660的組裝順序係可變化的，並 依照上述的程序不可。 &該裝載模組660提供-重負荷且尺寸穩固的結構，其 施夠將該座台664上的定位元件668a b和平台⑹上的定 :之間的相對位置保持於—定的範圍，使得該輸 Π 6〇5’在每一次替換處理腔室㈣或工件支撐613 :“6〇於該座台664之上時，不必再重新校正。該裝載模 •、且660 —般係一堅固的結 u ，、疋以维持該等定位元件 一之間的相對位置，當該濕式化學處理腔室 工件支撐613c和輸送系统6(h 糸、·光605破裝載於該裝載模組 之上％。在若干實施例，# _ I & 例攻装載模組660被構形，以 將錶寻疋位元件668a_b和6 〇.〇25叶之^在其它的實的相對位置保持於 則…—匕的只施例中，該裝載模组被構形， 以將该寺定位元件668a_b 在〇糊和〇.〇15口寸之間。因此= 保持約 十 因此，該座台664通常自牲 範圍約在0.025忖之内的均 …持- 例中，該座…的… 面，在更特定的實施 座口 664的千面可保持在〇.〇〇5-0.015对之内。 由前面的敛述裡，應該體認到：描述在本文中 明的特殊實施例僅作為說明 的精神和r·邊-Γ ’把 在不偏離本發明 已-T 可以產生許多的修改與變化。例如， 47 =述實施例的各種型式的任何—型式皆可以不同的組合或 因 “如尺寸、材料型態和/或流體流動來加以形成。 除了後附的申請專利範圍之外，本發明並不受限制。 【圖式簡單說明】 (一）圖式部分 圖1係依據習知技藝的-電鐘腔室的概略視圖。 圖2A係概略表示依據本發明的一實施例的一種用於 i ’徵工件的電化學沈積、電拋光㈠ 〇1 其它渴式化學處理的系統。 ^ 圖 2B 係相义略表干& '、依據本發明的另一實施例的一種用 於说特徵工件的電化學 積、電拋光或其它濕式化學處理 的糸統。 圖3A〜3H以圖表示依據本發明的一實施例的一陽極電 解液和一陰極電解液在— 電鍍循壞期間的氫離子和銅離子

之間的關係’同時，圖2 A , σ圖2 B的系統係無運作的。 f I 4係概略等角視圖，其顯示依據本發明的另-實 細例的一濕式化學容器的部份剖面圖。 只 圖5係一概略側視圖， 剖面圖。 ，、顯不® 4 &容器之—側部份 圖6係依據本發明的另 一概略視圖。 圖7係依據本發明的另 一概略視圖。 圖8係依據本發明的另 貫施例的一濕式化學容器的 —實施例的一濕式化學容器的 —實施例的一濕式化學容器的 .48 l36l5〇9 /概略視圖。 圖9係依據本發明的一 i. ^ Μ I- . 乃一實施例的一濕式化學處理工 具的概略上平面視圖。 圖10A係一等角視圖， ^ 再顯示依據本發明的另一實施 例的一濕式化學處理工具的一 。丨5份。 圖10B係依據本發明的s 的另一實施例所安裝的一渴式化 學處理工具的一上平面視圖。 ‘、、、式化 圖11係使用在依據本發明的另-實施例的-濕式化學 處理工具中的-裝載模組的-等角視圖。 圖12係沿著圖u的—裝載模組的直線12_12所取之 橫剖面圖，該裝載模組係使用在依據本發明的 的-濕式化學處理工具中。 例 圖13係一橫剖面圖，其更詳細地顯示一裝載模組的一 蓋板的一部份。 (二）元件代表符號 W 1 2 3 4 5 6 7 9 微特徵工件 單一晶圓處理工作站 容器 流體入口 陽極 工件 平板狀散播器 孔 工件握持器 49 1361509 100, 100a 用於微特徵工件的電化學沈積、電拋光 或其它濕式化學處理系統

102 電化 學沈 積腔室 104 頭部 組件 110, 110a 濕式化學容器 112, 112a 第- -流動系統 1 13 第一 處理 流體貯存槽 114 複數 流體 管道 115 元件 120，120a 處理單元

130，130a-b 腔室 142 介電分隔件 144a-b 開口 170, 170a (非多孔性）阻隔件 180, 180a 電極單元

184 元件、隔間 184a-b 隔間 185 流體管道 18 6 介電分隔件 190, 190a-b 電極 192，192a 第二流動系統 193 第二處理流體貯存槽 210 濕式化學容器 212, 212a-b 第一流動系統 50 1361509

214 入口 215 管道 216 第一流動導引 217 細口 218 前腔室 219 第二流動導引 220 處理單元 221 側壁 222 開口 224 流動放射器 225 孔洞 228 機殼 230 渠道 230a 第一渠道 230b 第二渠道 230c 第三渠道 230d 第四渠道 240 電場塑形模組 242a 第一隔間 242b 第二隔間 242c 第三隔間 243a 第一邊緣 243b 第二邊緣 243c 第三邊緣

51 1361509

244a 第一開口 244b 第二開口 244c 第三開口 244d 第四開口 245 堰 246 邊緣 247 回收渠道 249 密封 250 第一接合元件 25 1 開口 252 第二接合元件 253 開口 254a 第一附著組件 254b 第二附著組件 255a-b 夾環 256a-b 閂鎖 260 阻隔件單元 263 表面 264, 264a-d 渠道 265, 265a-d 環狀開口 266, 266a-d 渠道 270 非多孔性阻隔件 272 通道 273 第一出口

52 1361509 274 通道 275 第二出口 280 電極單元 282 容器 284, 284a-d 隔間 285 入口 286 分隔器或壁 290 電極

290a 第一電極 290b 第二電極 290c 第三電極 290d 第四電極 291 電極連接器系統 292, 292a-b 第二流動系統 310 濕式化學容器 320 處理單元

370 阻隔件 380 電極單元 3 90 電極 410 容器 420 處理單元 470 阻隔件 480 電極單元 510 容器 53 1361509

520 處理單元 570 阻隔件 580 電極單元 600 整合型工具 601 處理工作站 602 機罩、小室 、櫃子 603 機械臂 604 直線執道 605 輸送系統、 軌道 606 端效器 607 容器 608 工件承載/卸載單元 610 容器、腔室 、反應器 613 工件支撐 613c 工件支撐 660 裝載模組 661 橫桿 662 框架 663 直桿 664 座台 665 (輸送）平 台 666 面板 666a 第一面板 666b 第二面板

54 11361509

667 腔室容器 668 定位元件 668a 第一腔室定位元件 668b 第一支撐定位元件 668c 軌道定位元件 669 附著元件 670a 外側平板 670b 内側平板 670c 末端平板 671 支撐 672 貫穿螺栓 673 螺帽 674 孔洞

55

Claims (1)

1361509 拾 公告本!r申請寻¥範圍 1· 一種用於將材料沈積在微特徵 積腔室’該腔室包括： 工件之上 的電化學沈 -處理單元，其包括一第—流動系 / ，以將-第-處理流體的一流動輪送到位於：系統被構形 上的微特徵工件； 、處理位置之 -電極單元，其包括複數個電極隔間和 系統相分隔開的第二流動系統，該第二 與第一流動 以將-第二處理流體的戾 動系統被構形’ 一第一電極，其位於一第 極隔間， 第-電極同心安裝之第二電極，其位於 及-與該 ; /、；苐一電極隔間内 一阻隔件，其位於該處理單元和該電極單元之門 阻止被選取的物質在該第一 B ，从 第一處理流體之間流動， 中該阻隔件包括一離子交換薄 -、 處理單元分隔開4 _其將㈣電極隔間和該 该處理單元更句括—雷土日 平更匕括電％塑形模組，該電場塑形楔电 由一:電材料所組成’並具有：一面對處理位置之第—區 域的第Μ 口，《到該第一電極影響的離子可通過該第— 開口；和-面對處理位置之第二區域的第二開口，受到該 第一電極影響的離子可通過該第二開口。 2·如申請專利範圍第1項之腔室，其中： 該等電極包括一第一電極和一第二電極；和 該電極單元更包括一在該第一電極和該第二電極之間 56 1361509 _^年10月31曰替換頁. 的介電分隔件。 ’· 3 _如申凊專利範圍第1項之腔室，其中，該離子交換 薄膜能夠讓讓陽離子或陰離子穿過位於該第一和第二處理 流體之間的阻隔件。 4.如申請專利範圍第1項之腔室，其中，該離子交換 薄膜將該第一處理流體的流體和該第二處理流體的流體分 隔開。 5 ·如申請專利範圍第1項之腔室，其中，在有電解液

• 存在的情況下’該離子交換薄膜能讓電流流經其間。 6. 如申請專利範圍第1項之腔室，其中： 該等電極選擇性地感應相對應的電場；和 該處理單元更包括一電場塑形模組，該模組能塑形由 該電極所感應的電場。 7. 如申請專利範圍第1項之腔室，其中： s亥等電極包括一第一電極和一第二電極；和 該電極單元更包括：一第一電氣連結器，其與該第一 • $極相轉合；和-第二電氣連結器，其與該第二電極相耦 合’該第一和第二電極可彼此獨立地被操作。 8，如申請專利範圍第1項之腔室，其更包括： 該第一處理流體，其中，該第一處理流體所具有的酸 液濃度介於約10 g/Ι和約200 g/Ι之間；和 該第二處理流體，其中，該第二處理流體所具有的酸 液’農度介於约〇」g/Ι和約2〇〇 g/丨之間。 9 ·如申請專利範圍第7項之腔室，其中，該第二處理 57 13-61509 ' 100年10月31日替換頁- 流體所具有的酸液濃度介於約〇丨g/1和約丨〇g/l之間。 4 10·如申請專利範圍第i項之腔室，其更包括： 該第-處理流體，其中，該第一處理流體具有一第一 濃度的酸液；和 s亥第-一處理流體，其中，兮欲__步畑、+ /、甲，该第一處理流體具有一第二 濃度的酸液，該第一澧声彻# ___ .曲ή 又/、5亥第一派度之間的比率介於約 1:1到約20,000:1之間。 11·如申請專利範圍帛i項之腔室，其中，該阻隔件 鲁相對於該處理單元而傾斜，以將氣體從該第二處理流體巾. 排出。 ./2. 士°申請專利範圍帛1項之腔室，其更包括-輕合 ;X處理和電極單元的阻隔件單元，該阻隔件單元包括該阻 隔件。 13 _如申請專利範圍第1項之腔室，其中： 玄阻卩TO件包括一第一側，和一相反於該第一側的第二側 鲁 °亥第—流動系統被構形，以將該第一處理流體流動到 Φ 至少該阻隔件的第一側的附近；和 D亥第一流動系統被構形以將該第二處理流體流動到 至夕在複數個電極隔間之該限隔件的第二側的附近。 14.如申睛專利範圍第1項之腔室，其中，該電極包 括一純鋼電極。 15 ’如申請專利範圍第1項之腔室，其中，該電極包 括一銅磷電極。 58 曰替換頁 16 , -頭V5/料職圍第1項切室，trge 喂#組件，豆肖祛•一丁从 構形1將—微特n 土—件夾持器，該工件夾持器被 電氣接點，該=Γ在處理地點之上；與複數個 上的-薄層處。卩，點破女裝，以便將電流供應到工件 微二1Γ':!Γ 1項之腔室，其更包括-用於 一 α件的濕式化學處理的系統，其包括： 一第一貯存槽，其盥 八

左嫵叙兮+ 處理平几流體連通’該第一貯 存槽與錢理單元被構形， 弟貯 體積；及 心第-電解液的一第一 一第二貯存槽，其與該電極 存槽與該電極單元被構形，；通，3亥第：貯 β哲 咬戰3亥弟二電解液的一第二 體積，該弟一電解液的第一體 以立 ㈣至少為第二電解液的第二 體積的兩倍。 18. =申請專利範圍第17項之腔室，其中，該第一電 解液的第一體積與該第二電解液

t , , t 卿饮的弟二體積之間的比率係 介於約1.5:1與約ι〇:ι之間。 19. 如申請專利範圍第17 該第-電解液，其中，該第:至、，其更包括：， ° 電解液所具有的酸液濃 度介於，，’、以1與約200 g/l之間；以及 該第二電解液，其中，續筮_ 度 一電解液所且有的酸度濃 介於約0.1 g/ι與約1 〇 g/1之間。 八 2 0.如申請專利範圍第17項之脾^ . 度 該第一電解液，其中，$第 i丨更包括· 該弟—電解夜所具有的銅濃 59 1361509 100年10月3丨曰替換頁- 介於約10 g/Ι與約50 g/丨之間；以及 、 肖第二電解液，其中，該第二電解液所具有的銅濃度 介於約10 g/Ι與約50 g/Ι之間。 21. —種以電化學處理一微特徵工件的方法，該方法 包括： 將—第一處理流體經由一處理單元流動到至少在一反 應腔室中的一微特徵工件的附近；

鵞 將一第二處理流體經由複數個電極隔間流動到至少在 對應之電極隔間中的複數個電極的附近； 施加獨立的電流給個別之電極，以在該第— 理流體中建立一電流流動，·以及 、.—处 以一阻隔件分隔開該第一處理流體與該第二處理流骨 ’其中該阻隔件包括-非多孔性離子交換薄膜，1將在女 等複數個電極隔間中之該第二處理流體和在該處理單元4 之第一處理流體分隔開。 :如申請專利範圍第21項之方法’其中，分隔㈣ ::二!理流體的步驟包括將該第-處理流體的-济 動與该弟二處理流體的一流動分隔開。 第一：:广！請專利範圍第21項之方法，其中，分隔開該 号鬼淑资^ i栝以一多孔性阻隔件分隔開 »亥第一與弟二處理流體，以 二處理流體之間流動。 有機添加劑在該第-與第 24·如申請專利範圍第21項 第-與第二處理流體的步驟包括以： "刀隔開該 匕括U —阻隔件分隔開該第一 60 1361509 與第二處理流體 夠讓電流流通。 在有電解液存在的情況下 !〇〇年10月3[曰替換頁 ，該阻隔件能 2 5.如申凊專利範圍第21項之方法，其中. 流動該第一處理流體的步驟包括：、ώ "IL動一陰極電解液 ’其具有一酸液濃度介於約1 〇 g/丨與約 士 ] 2〇〇g/l之間；以及 動该弟一處理流體的步驟包括· 机動一陽極電解液 ，其具有一酸液濃度介於約0」g/Ι與約丨〇 之門 26.如申請專利範圍第2 1項之方法，其中.

流動該第一處理流體的步驟包括：流動—陰極電解液 ，其具有一第一濃度的酸液；以及 流動該第二處理流體的步驟包括：流動—陽極電解液 ，其具有-第二濃度的酸液，該的第—酸液濃度與該第二 酸液濃度之間的比率係介於約10:1及約2〇,〇〇〇1之間。 2人如申請專利範圍第21項之方法’其中，在個別電 極之上施加獨立電流的步驟包括：在一第一 一第一電流，並且在該第二電極之上施加— 電流的第二電流。 電極之上施加 不同於該第一

28.如申請專利範圍第21項之方法，其更包括：在一 電鍍週期期間，機動性地變化該電流。 29·如申請專利範圍第21項之方法，其中： 該第—處理流體係一用於將一第一電荷帶過該阻隔件 的第一電荷運載流體；以及 s亥第二處理流體係一用於將一第二電荷帶過該阻隔件 的第二電荷運載流體。 61 13-61509 - 100年10月31曰替換頁 30.如申請專利範圍第29項之方法，其中，該第一與 第二電荷運載流體包括陰離子。 3 1.如申請專利範圍第29項之方法，其中，該第一與 第二電荷運載流體包括陽離子。 3 2.如申請專利範圍第29項之方法，其中，當該反應 腔室正在操作或不作用時，該第一與第二電荷運載流體中 的電荷載體以反方向移動。

如次頁。

62 1361509 100年10讳萝售磨 奐頁 -71 Ρ 陽極電解液

陰極電解液 氫濃度(％)

圖 3A 時間-電鍍週期(分) Β 3B

陽極電解液

時間-電鍍週期(分) 銅濃度(％丨

時間-電鍍週期(分)

廣 3C 圖 3D 1361509 陽極電解液

100 年 1〇1 取 n r-V 营換頁 十，J Η 陰極電解液

圖 3E : 圖 3F

• 陽極電解液 銅濃度(％) 時間-不作用期間(分)

陰極電解液

時間-不作用期間(分) 圖 3G 5 3H ^361509 柒、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（2A )圖。 (二) 本代表圖之元件代表符號簡單說明： W 微特徵工件 1 00用於微特徵工件的電化學沈積、電拋光或其它濕式化學處理系統 102電化學沈積腔室 104頭部組件 1 1 0濕式化學容器 1 1 2第一流動系統 I 1 3第一處理流體貯存槽 114複數流體管道 II 5 元件 120處理單元 170 (非多孔性）阻隔件 180電極單元 184元件、隔間 ^ 185流體管道 1 9 0 電極 192第二流動系統 193第二處理流體貯存槽 捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式