TWI363813B - Apparatus and method for plating a substrate - Google Patents

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1363813 __ 第93113293號專利申請案 100年9月7曰修正替換頁 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種用於鍍覆基板的裝置和方法，尤 有關於一種用於在諸如其上具有微細互連線凹槽、孔洞， 或抗韻膜（resist film)孔隙的半導體晶圓的基板表面上 錢覆金屬薄膜、或者形成用以電性連接至半導體晶片封裝 件之電極的銲锡凸塊或凸出電極的裝置和方法。 【先前技術】 在捲帶式自動接合（tape automated bonding，簡稱鲁 TAB)製程或覆晶（flip_chip)製程中，具有互連線結構 的半導體晶片表面係形成有由金、銅、焊錫、或鎳、或上 述材料的分層結構構成的凸塊或凸出電極，俾與其他晶片 封裝件電極或TAB電極電性連接。 這種凸塊可由諸如電鍍、氣相沉積、印製、和植球（b a i i bumping)的製程形成。半導體晶片的I/〇端子數目增加和 互連線結構的較小間距的最新趨勢業已導致電鍍的廣泛應 用’其中’電鍍係能夠提供細微的金屬鍍覆結構和相對穩# 定的運作。 電鑛製程（electroplating process)—般分為兩類： 喷泉型（fountain type )或杯型（cup type )製程，其中， 係#鍍覆表面朝下、並且鍍覆液向上流出以對表面進行金 屬鐘覆’而對諸如半導體晶圓的基板進行鍍覆；以及浸潰 型（dip type)製程，其中’係將基板垂直放置在鍍覆槽 (plating vessel)(容器 container、桶 cell 或類似物） 5 315806修正本 1363813 - 第93113293號專利申請案 • 100年9月7曰修正替換頁 中’並且從底部供給鍍覆液以從鍍覆槽頂部溢出。 第2 8圖顯示了習知浸潰型電鍍單元的一個例子。該電 鍍單元包括：用於可分離地夾持諸如半導體晶圓的基板W • 的基板夾持器10;裝有鍍覆液12的鍍覆槽16,其中，由 . 基板夾持器10支承的基板W和陽極14係浸入在鍵覆液中 以便相互面對；和在陽極14和形成在基板w待鐵覆表面的 滋養層（feeder layer)(種晶層（seed layer))之間施 加鍍覆電壓以供給鍍覆電流的電源18。溢流槽22設置在 •鍍覆槽16的旁邊，用於接收從鍍覆槽16的溢流堰2〇的上 邊緣流過的鍍覆液12。溢流槽22和鍍覆槽16透過設置有 循環泵26、自動調溫裝置28和過濾、器30的循環管線24 連通。因此’由循環泵26驅動的鍍覆液12會供給並填充 .到鏡覆槽16，隨後從溢流堰20溢出，流入溢流槽22並返 回到循環泵26以進行循環。 借助於該鍍覆單元，而從底部將鍍覆液12供給到鍍覆 籲槽16中以從溢流堰20溢出，並將基板夾持器1〇配置在鍍 覆槽16内的鑛覆液12令以便與陽極14相互面對，且在陽 極14和基板W之間施加預定的鍍覆電壓，便可在基板w 的表面上形成鍍覆薄膜。 多個攪拌裝置（攪棒）垂直懸掛在攪拌軸32的下表 面，其_，攪拌軸32係配置在鍍覆槽16上方，並水平地 位於基板夾持器1 〇和陽極14之間，且平行於它們的表面。 攪拌裝置係透過攪拌軸32沿著平行於基板W的方向水平往 復運動以攪動鍍覆槽16中的鍍覆液12，從而促進形成具 315806修正本

S 6 1363813 第93U3293號專利申請案 100年9月7曰修正替換頁 有均勻厚度的鍍覆薄膜 俜可：二用在習知汉潰型電錢單元中的基板夾持器10 :了:料地夾持基板密封周邊邊緣表面和後表 將要鐘覆的前表面。基板w與基板央持器會一起 次入鑛覆液12中以進行鍍覆。 ::板夹持器浸入鐘覆液中時，必須可靠地密封基板 ==分，以防止鐘覆液滲透到與待錢覆表面相對的基 。習知基板夾持器包括一對可相對彼此打開和關 =支：部(爽持部件)，且一個支撺部設置有固定環。當 二支擇部之間時，基板夹持器係透過驅動固定 板，以推動一個支樓部向著另-個支樓部 邊绫FiT 一個支撐部的固定環緊壓基板表面的 邊緣區域，以進行密封。 2基板經觉包括鍍覆和其他輔助製程的一系列步驟 二= 倾失持器夹持’而具有基板的夹持器係被搬移 处理槽’並且基板與央持器係一起被浸入鏟覆液 或其他處理液t。 【發明内容】 本發月的第—個目的是提供—種鑛覆裝置和方法，其 ’透過控制錢覆槽内的鍍覆液的流動’可以很容易地除 在鑛覆表面上的氣泡’並且能夠提高鑛覆表面上的 鍍覆薄膜的厚度的均勻性。 本發明的另一目的是提供一種鏟覆裝置和方法，它能 夠在將周邊部分可靠地密封時鑛覆基板，而適合於少量和 7 315806修正本 第93113293號專利申請案 100年9月7曰修正替換頁 替換貝 小批里生產，並且有助於小巧的鍵覆裳置。 :據本發明-實施態樣的一種將具有待鍍覆之鑛覆表 面的基板予以鍍覆的裝置係包括：鍍覆槽，其中配置有陽 極’並具有側向開孔；堰部件，配置為可在該鐘覆槽之内 4自由升降’其係用於在贿覆槽内部限鑛覆液貯備 腔，將該陽極浸沒在該貯備腔中所財的鑛覆液中；以及 基板炎持器，以使該鍍覆表面露出且以密封環密封其外周 部並且與陰極接觸的狀態保持基板；其中，藉由以該某 籲保持器將該鑛覆槽之前述側向開孔水密性密封，且使^該 基板保持器所保持的前述基板之露出的該錢覆表面與“ 至該鍍覆槽内的錢覆液接觸而進行鍍覆。 該基板夾持器可側向滑動。 ' /該鍍覆裝置可進-步包括輔助鑛覆液供給系統，用於 循環該堰部件所限定的該貯備腔中的鍍覆液。 該鍍覆裝置可進一步包括鐘覆液排出手段，用於從該 _鍍覆槽中排出該貯備腔中的鍍覆液以外的鍍覆液。 口。該鍍覆裝置可進-步包括喷嘴，用於向由該基板夹持 器夾持的鍍覆後之該基板的該鍍覆表面噴射流體。 該基板夾持器可包括可拆卸的密封單元，該密封單元 包括集成在一起的密封圈和陰極。 該密封單元可包括用於不漏水地密封該鍍覆槽的該開 孔的密封部件。 一種將具有待鍍覆之鍍覆表面的基板予以鍍覆的方法 係包括：準備以下構件：鍍覆槽，其中配置有陽極，並具 315806修正本

S 8 1JOJ813 ㈣雕绛正綱 第93113293號專利申請素 100年9月7日修正替換頁 卢！I ^開孔，以及基板夾持器，以使該鍍覆表面露出且以 达封％密封其外周部並且與陰極接觸的狀態保持基板；在 ^錢覆槽内部透過堪部件而限鍍覆液貯備，將錢覆液 入該貯備腔且將該陽極浸沒在該鍍覆液中；藉由以該基 板保持11將前述鐘覆槽之該側向開孔水密性密封後，將鍍 覆液導入至該鍍覆槽内之該貯備腔以外的空間内，且使以 該基板保持盗所保持的該基板之露出的該鍍覆表面與該鍍 覆液接觸；使該堪部件上升後，於該陽極及該陰極之間施 加鑛覆電壓。 5亥方法可進一步包括在鍍覆完成之後，將導入至該鍍 覆槽内之鍍覆液的該貯備腔以外的鍍覆液排出。 【實施方式】 以下將參照附圖描述本發明的較佳實施例。 第1圖和第2圖顯示了應用於鍍覆單元的本發明一個 實施例。該鍍覆單元包括：用於可分離式的夾持諸如半導 體晶圓的待鍍覆基板W、並且可垂直移動的基板夾持器 10;用於容納鍍覆液丨2、由夾持器垂直夾持的基板w、和# 陽極14 (正電極）以使基板W和陽極14浸入鍍覆液12而 相互相對的鍍覆槽或鍍覆槽16 ;和用於在陽極14和形成 在基板W待鍍覆表面上的滋養層（種晶層）之間施加鍍覆 電壓以供給鍍覆電流的電源18。 多個擾拌裝置（擾棒）34係垂直懸掛在擾拌軸32的 下表面’而攪拌轴32係配置在鍍覆槽16上方、並水平地 位於基板夾持器1 〇和陽極14之間且平行於基板w表面。 9 315806修正本 1363813 i ··· . 第93〗】3293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 二拌轴32設置有驅動總^~^^總成 ^拌軸32上的齒條40、和安裝到馬達42的驅動抽上並且 ::齒條4〇嚙合的渦輪44，從而隨著馬達42正向和反向旋 而松跨鍍覆槽16來回移動。因而，攪拌 2轴32的運動而平行於基板w移動，從而_鑛覆 中的鑛覆液i2。驅動總成46可以由諸如齒條和小齒輪 的組合、連杆或線性滑動器等任何元件構成。 /冰_?、7日修正替棱頁

在每個擾拌裝置34上朝向由央持器1G夾持的基板w 的邊緣、並且沿著垂直方向相互間隔地設置有鍍覆液喷嘴 仏’，覆液噴嘴48朝著由夾持器1〇夾持的基板w開口， 以向著由夾持器1Q夾持的基板射或喷出鑛覆液⑴ 在擾拌軸32和每個㈣裝置34 t係設置有鑛覆液通道 50 ’以相互連通並且通到鍍魏喷嘴48。㈣液通道⑽ 具有連接到鍍覆液循環管線56的開口端，其中，鍍覆液循 環管線56具有循縣52和流量調節器54，而㈣液循環 管線56的另-端則通賴覆槽16。因而，鍍覆槽16中的 ^液12可以透過循縣52泉送，並且可以透過流量調 爺器54調痛循壤官線56中的流速。因而透過通道μ將鍛 覆液12 #給到每個喷鍍喷嘴48,以便向著由夾持器1〇夾 持的基板W嘴出。 由於喷鍍噴嘴48係設置在平行於基板w往復運動以擾 動鍍覆槽16中的鏡覆、液12的裝置％上因此不需要 用以攜帶和移動鍍覆液喻嘴48的不同部件，從而可簡化該 單元的結構。 315806修正本

S 10 1363813 月^ -- — · ···- 座狄----- I - - - ; 一―—-— 儘官該實施例將流.1調節器· ·5、·使用做為鍍覆液j 2的 流量調節裝置，但也可以使用正排量泵來完成對泵的流量 調節任務而省去流量調節器。還有，在該實施例中係採= 筆直喷嘴系統（straight nozzle system)，而將鍍覆液 12從噴嘴48直線喷出，但也可以使用不同的方法，例如 以喷淋系統（sh〇wering system)將鍍覆液以喷淋方式戋 者以霧化薄霧方式霧狀喷出。 以下將解釋上述鍍覆單元的鍍覆過程。首先，將預定 量的鍍覆液12供給到鍍覆槽16，並將夾持基板的夾持器 10下降到預定位置，俾使基板W與已浸入鍍覆液丨2中的 陽極14相互面對。然後，透過鍍覆電源18在陽極14和基 板W之間施加預定的鍍覆電壓，以便在基板表面上形成鍍 覆薄膜。驅動總成46驅動攪拌裝置34,使其平行於基板; 而往復運動地橫過鍍覆槽16以攪動鍍覆液12，並同時將 循環泵52驅動’以便將鍍覆液12從噴嘴48向著由夾持器 夾持的基板w喷射。 "由往復移動之攪拌裝置34進行的鍍覆液12的攪動和鲁 從噴嘴48噴射鍍覆液12的過程係利用攪拌裝置34的往復 運動而予以同步，而均勻地提供足夠量的離子給基板w， 同時引導鍍覆液12的喷射流從大約正交的方向對著基板 w’從而提高鍍覆區域上的鍍覆薄膜的厚度均勻性。 在鑛覆過程完成之後’斷開陽極14和基板w與錢覆電 源18的連接，並將攜帶基板w的夾持器1〇從鍍覆槽16 中升起。在處理了諸如用去離子水沖洗等必要過程之後， 315806修正本 11 1363813 將被鑛覆的基板W搬移至 次一階段 第93113293號專利申請案 100年9月7曰修正替換頁 攪拌裝置34可以透過例如球窩接頭安裝到擾拌轴32 上’使传搜拌裝置3 4的安裝角度是可調節的，以便拇對於 基板表面調節從喷嘴噴出的鍍覆液12的角度。因而，衝擊 基板表面的鍍覆液12的角度可以例如根據形成在基板表 面上的凹部尺寸而有選擇地調節，以使鍍覆液12與凹部表 面有效地接觸。 該裝置可以設置有如第28圖的習知裝置所示的溢流 槽，以使從噴嘴喷射的鍍覆液12流過溢流槽並隨後被循 環。 第4圖顯示了應用於無電鍍覆單元的本發明另一實施 例。該實施例不同於第一實施例，它沒有陽極14和電源 18’因為無電鍍覆不用t ’另外它採用包含還原劑之盔電 鍍液做為鍍覆液12，以便沉積金屬薄膜。其他結構與上述 實施例相同。 • 第5圖是採用於鍍覆單元的本發明另一實施例。在該 實施例中’具有中心開孔6 G a的調節板6 G配置在由夾持器 爽持的基板W與陽極14之間’中心開孔咖的尺寸盘 的尺寸一致。具有中心開孔6〇a的調節板6〇在工業 邊用’其作用是降低由爽持器1(3夾持的基板表面周 =的勢二從而提供更均句的薄膜厚度分佈。在該實施例 近中：在調節板6°朝向炎持器10的表面上、位於最接 用Si:並處於對角的位置設置有四個噴嘴48,而 用於向由爽持器10夹持的基板w噴射鑛覆 而 315806修正本 12 1363813 第93113293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 可以設置在中心_孔60a的内表ώ上。鍵覆液通道（未示 出）設置在調節板60内，並與喷嘴48連通。可將攪拌裝 置34設置在調節板60與夾持器10之間。 在該實施例中，一般用於鍍覆單元的調節板60也用作 支撐喷嘴48的部件，使得可以透過相對簡單的結構而將喷 嘴48配置到它們的位置上。 第6圖顯示了包括上述鍍覆單元的鍍覆裝置的平面示 意圖。該鍍覆裝置包括：裝載/卸載單元510 ; —對清潔/ 乾燥處理單元512; —對第一基板台514; —對斜面蝕刻/ _ 化學清潔單元516; —對第二基板台518;能夠使基板反轉 180度的水清潔單元520;和四個鍍覆處理單元（電鍍單元） 522。鍍覆裝置復包括：用於在裝載/卸載單元510、清潔/ 乾燥處理單元512和第一基板台514之間搬移基板W的第 一搬移單元524 ;用於在第一基板台514、斜面蝕刻/化學 清潔單元516、和第二基板台518之間搬移基板W的第二 搬移單元526 ;和在第二基板台518、水清潔單元520和鍍 覆處理單元522之間搬移基板W的第三搬移單元528。 鲁 該鍍覆裝置的内部被分隔壁523分成鍍覆空間530和 清潔空間540，這些空間530和540可以獨立地進行空氣 供應和排氣。分隔壁523設置有可打開和關閉的閘板（未 示出）。將清潔空間540内的壓力調節成低於大氣壓、並高 於鍍覆空間530的壓力，使得在清潔空間540中的空氣不 會從該鍍覆裝置流出、且鍍覆空間530中的空氣不會流入 清潔空間540。 13 315806修正本 1363813 第93113293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 第7圖顯示了在基裝置:内>的空氣流動。如第7 圖所示，透過導管543從外部引入新鮮空氣，並借助於風 扇將該新鮮空氣強制通過高性能過濾器544而進入清潔空 間540，且從頂板545a作為向下的清潔氣流而圍繞著清潔 /乾燥處理單元512和斜面蝕刻/化學清潔單元516供給。 所供給的清潔空氣大部分從底板545b透過循環導管552 返回到頂板545a，而將清潔空氣從頂板再次借助於風扇強 制通過過濾器544進入清潔空間540,以便在清潔空間540 •内循環。部分清潔空氣通過導管546從清潔/乾燥處理單元 512和斜面餘刻/化學-清潔單元516排出到外部。因而， 將清潔空間540的壓力調節成低於大氣壓。 即使鍍覆空間530由於水清潔單元520和鍍覆處理單 元522係為較髒的而不是一個清潔空間，也不可使微粒附 著到基板表面。為了防止微粒附著到基板表面，清潔空氣 係通過導管547引入、由高性能過濾器544過濾、並透過 風扇強制進入鍍覆空間530以向下流動。如果向下流動的 ®清潔空氣的總量必須從外部的供給來提供，則必須引入和 排出大量的空氣。因此，只有部分空氣透過導管553排到 外部，以維持鍍覆空間530壓力低於清潔空間540壓力， 而大部分向下流動空氣是由流過從底板549b延伸的循環 導管550的循環空氣來提供。 因而，通過循環導管550而業已返回到頂板549a的空 氣會再次被強制通過高性能過濾器544、並作為清潔空氣 而供給到鍍覆空間530以便被循環。在這個過程中，係將 14 315806修正本 s 1363813 第W113293號專利申諸牵 100年9月7曰修‘ i[^mm100年9月7日修正 二單元520、鍍覆處理單元522 ^^鍍 势 扪化予煙務或氧體的空氣係通過導 s Id 5 3而排出，使得鐘覆空問 的壓力。 于规復工間保持比清潔空間540低 因而，當間板（未示出）打開時，在這些區域的空氣 二門：:序從裝载/卸載單元510、清潔空間540流到鍍覆 L所排出的空氣係通過導管553 546而排到外部。 構2 =述鍍覆裝置和另外的電解㈣裝置的互連線結 =成褒置顯示在第8圖中。該互連線結構形成裝置包括 成^之下述單元：裝載/卸載單元21〇;清潔/乾燥處理單 疋12’臨時貯存單元214，·鍍覆單元216; =理單元•該互連線結構形成裝置二 载卸/鮮元21。、清潔/乾燥處理單元212和臨時 於:早το 214之間搬移基板w的第一搬移總成222 •和用 =臨時貯存單元214、鏟覆單元216、水清潔單元218 刻處理單元220之間搬移基板讲的第二搬移總成224。 經。皆Γ將參照第9圖和第10圖描述互連線結構形成過( ;，在表面上形成有種晶層的基板係由第一搬移總 成222從裝载卸/载單元21〇拾起，以經過臨時貯存單元 214逐一輪入到鍍覆處理單元216 (步驟 後’鍍覆處理單兀216提供鍍覆處理給基板w，以 便在基板？表面上形成崎，如第10圖所示（步驟2)。 ^於在基板表面上存在大的凹部，考慮到減小銅層7上的 ma ’而選擇具有良好調平能力的鍍覆液。這種鍍覆 315806修正本 15 第93113293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 液可以具有較高的硫酸銅濃度“ ^交-彳氏㈤硫酸濃度，一個例 示組成係包括100至300 g/ι (克/升）的硫酸銅和至 100 g/Ι的硫酸，並具有促進調平能力的添加劑，其中該 -添加劑含有例如聚亞烷基亞胺（P〇ly-alkylene_iniine)、 .四級銨鹽、或陽離子染料。術語“調平能力”用於表示提 咼從形成在基板表面上的細微凹部的底部鑛覆生長的性 能。 透過使用具有良好調平能力的鍍覆液，可以提高從大 •凹部底部的生長，如第10圖所示，以獲得薄膜厚度為t2 的銅層，其厚度t2大於平坦表面上形成的薄膜的厚度tl。 因而’大凹部可以被具有較小厚度tl的薄膜填充。 根據需要，將完成鍍覆的基板W搬移到水清潔單元21 § 以便進行水清潔，並搬移到餘刻處理單元2 2 〇 (步驟3 )。 然後，在蝕刻處理單元220中對基板w進行電解蝕刻 處理，以便蝕刻在基板表面上形成的鋼層（步驟4)。這裏 籲所用的蝕刻液可以包括用於促進蝕刻的添加劑，例如自燃 酸（pyrophoric acid)、乙二胺、氨基羧酸、乙二胺四醋 酸（ethylenediamine tetraacetic acid，簡稱 EDTA)、二 乙二胺五乙酸（diethylenetriaminepentaacetic acid，簡 稱DTPA)、亞氨基乙二乙酸、三亞乙基四胺（Triethyiene Tetramine，簡稱 TETA)和胺三醋酸鹽（nitril〇triacetate， 簡稱NTA )，用於抑制蝕刻的添加劑，例如四級錢鹽、諸如 聚合物之銅錯合物 '有機錯合物或它們的衍生物；或用於 使銅腐蝕電位微小的添加劑，例如硫尿（thi〇carbamide) 16 315806修正本

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中辦I 第93113293號專利申請柰 100年9月7曰修正替植ΐ 〆/、行生物這裏所·用的基本電解液（base bath )可以包 ，馱’例如硫酸、鹽酸、硫酸過氧化氫、或氫氟酸過氧化 氫，或者鹼，例如過氧化氫銨，但不限於此。 此蝕刻處理有選擇地蝕刻銅層的堆積部分，以提高銅 層=平坦性°因而’隨後的⑽（化學機械平坦化）處理 僅需要較低的處理速率，使得CMp可以在較短期間内完 成，同時防止產生所謂的“表面凹陷（dishing) ” 。 〇σ接者根據需要，將完成韻刻的基板W搬移到水清潔 早π 218以進行水清潔（步驟5)，搬移到清潔/乾燥單元 以進行清潔和乾燥（步驟6)，並透過第一搬移總成222返 回到裝載/卸载單元21〇内的卡匣中（步驟9)。 可重複進行鍍覆處理和蝕刻處理，以便對在每次鍍覆 處理中有選擇地蝕刻銅薄臈的堆積部分，從而進一步提高 鋼薄膜的平坦性。儘管該實施例採用在同一互連線結構： 成裝置中進行鍍覆和蝕刻的連續處理，但這些處理可以在 各個獨立的裝置t分別進行。 而且’在上述實施例中，鍍覆單元和電解蝕刻單元被鲁 分別設置成具有相同結構、並且透過在基板w和電極（陽 極或陰極）之間施加不同極性的電位並採用不同電解液而 進订運作。但是，透過交換極性，單一裝置可用於兩種處 理，使得鑛覆單元也可用作電解蝕刻單元。 以下將參照第11圖描述採用上述鍍覆單元的半導體 裝置製造設備。該設借被組裝在地板上大體上為矩形的空 間上’並包括··在空間的-端相互面對的第一拖光單元 315806修正本 17 1363813 第93113293號專利_請案 ηη . ^~~Π.·- .. I f L_ 1〇〇年9月7日修正替換頁 a和第—拋光單元3241d ;夜於另’二.端的裝載/卸載單 元，用於在其上放置攜帶諸如半導體晶圓之基板的基板卡 匣326a，326b。沿著連接抛光單元324a和抛光單元324b 以及裴载/卸載單元的假想中心線或搬移線，係設置有兩個 搬移機器人328a，328b。在搬移線的一侧，設置有第一鍍 覆單疋（電鍍單元）330、銅薄膜厚度檢查單元332、和具 有反轉裝置的預鍍覆處理單元334。在搬移線的另一侧， 設置有清洗/乾燥單元336、用於形成保護薄膜的第二（無 電）鍍覆單元338、和具有海綿滾輪的清潔單元339。用於 將基被w運到或運離拋光單元324a，324b的可垂直移動的 推動器係設置在拋光單元324a，324b與搬移線之間的位置 上0 以下將參照第12圖描述採用上述半導體裝置製造設 備的互連線結構形成過程的一個實施例。首先，透過如下 步驟製備半導體基板W:在半導體基板i上形成半導 #置；在上沉積二氧切（SiG2)絕緣薄+膜導2=采 用光刻/蝕刻製程在絕緣薄膜2上形成用於互連線結構的 接觸孔3和溝槽4;在溝槽4的内表面形成上形成包括鈕 (Ta)或氮化鈕（TaN)的阻障層5;和透過濺鍍或者其他 方法在阻障層5上形成種晶層6，作為用於電鑛的滋養層。 形成有種晶層6的基板係透過搬移機器人犯心一個接 -個地從基板卡E 326a，326b傳送至第一鐘覆單元33〇。 在這裏’係將銅層7沉積到基板w表面上以填充溝槽4。 在鍍覆之前基板W首先經受表面親水處理。可將鐘覆單元 315806修正本 1363813 第93113293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 330使用為雪… 、使用為電解飯刻製,,m丄 =飯刻銅層7的表面的供應電料以改變極性而達成此目 盆。在形成銅層7之後’透過銅錢覆單元33()清洗或沖洗 土板wm果時間允許的話可進行基板的乾燥。 隨後’基板w被搬移到薄膜厚度檢查單元332以測量 鍍覆的銅層7的厚度’而如果需要的話將其反轉，並且搬 移到緊鄰拋光單元324a或32扑的推動器342。 在拋光單元324a或324b，係將基板w壓靠在拋光臺 上並將拋光液供給到拋光台的拋光表面以拋光基板。當完 成檢測監㈣||已經檢測到終點時即完成拋光。隨後將基板 W送回到推動器342並透過噴射去離子水進行沖洗'然後， 搬移機器人328b將基板W搬移到清潔單元339,以便例如 採用海綿滾輪進行清潔。此製程提供了一種互連線結 它包括位於絕緣層2中的種晶層6和銅層7,如第12圖（〇 所示。 隨後，將基板w搬移到預處理單元334，在此，對基 板W進行施加鈀（Pd)催化劑或者從露出的表面去除氧^ # 物，並搬移到第二鍍覆單元338以提供無電鍍覆。 ^製程，包括Co-W-P合金薄膜的保護薄膜9係藉由無電鍍 覆製程而有選擇地形成在已經藉由拋光製程露出的互連線 結構的外表面上，從而保護互連線結構。互連線結構保護 薄膜的厚度是〇. i至5〇〇nm，較宜為i至2〇〇nm，而更宜為 1 〇 至 1OOnm。 在完成無電鍍覆之後，透過高速旋轉基板將基板评旋 315806修正本 19 !363813 iD感知修丰替 第93113293號專利申請案 1〇〇年9月7曰修正‘換苜' 轉乾燥，並將其從第二鍍覆單’先3·38取出。搬移機器人32此 隨後將基板W搬移到清潔單元339,以便用海綿滾輪進行 清潔，而再由搬移機器人328a將基板w搬移到清洗/乾燥 單疋336。隨後，在藉由沖洗/乾燥單元336清洗和乾燥了 基板w之後，將基板w送回到基板卡匣326a，326b的同一 位置。 根據本發明一個實施例的另一鍍覆裝置顯示在第j 3 圖中，其中，第1圖和第2圖顯示的鍍覆槽係被用來在 基板上形成凸塊。該鍍覆裝置包括：用於裝載裝有諸如半 導體晶圓之基板的卡匣110的兩個卡匣台112 ;用於透過 引導形成在基板W上的定位扁平部或凹口使基板w對準的 對準器114;和用於在鍍覆之後透過高速旋轉乾燥基板$ 的旋轉乾燥器116，其中，係將它們配置在同一圓圈上。 再者’係將基板安置/卸置單元12〇沿著該圓的一條切線設 置，而用於安置或者從放置在該單元上的夾持器ιΐ8卸置 φ基，W。在這些單元的中心，設置有包括搬移機器人的搬 移單元122，以便在這些單元之間搬移基板w。 從基板安置/卸置單元12〇開始，下述單元係按照順序 以線性對齊的方式設置：用於保存或臨時存放夹持器ιΐ8 的貯存器124;用於藉由將基板界浸入去離子水中使基板讲 濕潤以提高基板w表面親水性的預濕槽126;用於藉由以 =硫酸或鹽酸的化學劍钱刻.、以去除形成在基板丄面種 曰曰層上並具有高電阻的氧化物薄膜的預浸泡槽128 :用於 以去離子水清潔基板表面的第一水清潔槽i3〇a;用於在清 315806修正本

S 20 1363813 •一，吻 一/丄》:«··.〆·"*·· · ·*·.- 第W113293號專利申請案 100年9月7曰修正替換頁 潔之後使基板脫水32 二水清潔槽130b ;和 鑛覆單元134。鍍覆單元134包括位於溢流槽136中、如 第1圖和2所示的多個鍍覆槽16，每個鍍覆槽16可以裝 有用於鍍覆之單個基板。以下將描述鍍覆銅的過程，諸如 鎳、焊錫、或金的其他金屬也可以相同方式被鑛覆。 基板夾持器搬移單元140設置在這些單元的一側，用 於搬移基板夾持器118以及夾持在其上的基板w。基板夾 持器搬移單元140包括：用於在基板安置/卸置單元12〇 和貯存器124之間搬移基板的第一搬移器142;和用於在聲 貯存器124、預濕槽126、預浸泡槽128、水清潔槽l3〇a、 130b、吹風槽132、和鍍覆單元134之間搬移基板的第二 搬移器144。在該實施例中，第一搬移器j 42可移動到遠 至水清潔槽130a，且第二搬移器144的移動範圍是可調 的。第二搬移器144是可有可無的，並且可被省去。 在基板夾持器搬移單元14〇相對於溢流槽136的相對 側°又置有擾拌裝置驅動單元146，其係用於驅動配置在 每個鍍覆單元16中的攪拌裝置34(如第！圖和2所示），鲁 以擾動錢覆液。 基板安置/卸置單元120包括可沿著導執丨5〇側向滑動 的平f安置板152，在其上可以安置水平並列的兩個基板 夾持器118 ’使得在一個基板夾持器118已經將基板#搬 移到或移離基板搬移單元122之後，將安置板152側向滑 動，以允許另一基板夹持器118將基板？搬移到或移離基 板搬移單元122。 315806修正本 21 1363813 第93113293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 接著，將描述使用 上述锻覆裂覆凸塊的程序。如 第14圖（a)所示，透過在基板W表面上沉積種晶層500 作為滋養層來製備基板W’並且在整個表面上塗覆了厚度Η 為20至120 gin (微米）的抗钱薄旗502之後，形成直徑 D為20至200 # in的開扎502a。將基板W存放在卡匣110 中’並使要鍍覆的表面朝上，隨後將卡匣11〇安置在卡匣 台112上。 隨後’基板搬移單元122從安裝在卡匣台112上的卡 ❿匣110中取出一片基板W並將它放置在對準器114上，使 定位扁平部或凹口與預定方向對齊。基板w然後透過基板 搬移單元122搬移到基板安置/卸置單元12〇 ^ 在基板安置/卸置單元12〇處，搬移器142用一個抓取 總成（未不出）一次抓取兩個基板夾持器丨丨8並提高它們、 將它們搬移到基板安置/卸置單元12〇、並使基板夾持器 118旋轉90度到水平狀態。然後，降下基板夾持器丨丨8， 春將匕們同時放置在基板安置/卸置單元12〇的安置板152 上此時，係啟動氣壓缸（未示出）以保持基板夾持器】！ 8 打開。 在此狀態下，將基板搬移單元122所攜帶的基板f插 入並且將基板夾持器118閉合，俾裝載基板W。然後，安 置板152側向滑動’將另—基板夾持器118裝載上基板评， 再將安置板152移回到前一位置。 然後，基板夾持器搬移單元丨4〇用搬移器丨44的一個 抓取總成（未示出）―:欠抓取兩個基板夾持H 118，並在 315806修正本

S 22 1363813 第93113293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 提商基板夾持器1 jtn後:’，將·它·們1破移到基板安置/卸置單 元120、並使它們旋轉90度到垂直狀態，從而以懸垂方式 利用到貯存器124支撐它們以用於臨時貯存。在基板搬移 單元122、基板安置/卸置單元12〇和基板夾持器搬移單元 140的搬移器144中，依次重複上述操作，以將基板w安 置在貯存於貯存器124中的基板夾持器U8上，並使它們 以一定位置懸垂在貯存器丨24中以臨時貯存基板w。 同時’基板夾持器搬移單元140的另一搬移器144利 用抓取總成（未示出）同時抓取一對裝有基板w、並臨時 貯存在貯存器124中的的基板夾持器118，並在提高它們 之後’將它們搬移到預濕槽126 ’將它們降下以浸入裝在 預濕槽12 6中的諸如去離子水之濕潤液體中，以便濕潤表 面而提向親水性。濕潤液體不限於去離子水，只要它能夠 改善親水性以濕潤基板表面並取代微小凹部或孔中的空 氣。 隨後’以上述相同方式將裝載有基板W的基板夾持器 118搬移到預浸泡槽128，使得基板W被浸入保持在預浸泡Φ 槽12 8内的諸如硫酸或鹽酸之化學試劑中，以餘刻種晶層 500表面上的高電阻氧化物而露出清潔金屬表面。而且， 以上述相同方式將夾持基板的爽持器1 1 8搬移到水清潔槽 130a’以用保持在水清潔槽i3〇a中的去離子水清潔基板表 面。在元成水青潔之後，將基板爽持器1 1 8搬移到鍍覆單 元134並且以懸垂方式將其支撐。基板夾持器搬移單元14〇 的搬移器144重複上述操作，以搬移夹持器丨丨8並繼而將 315806修正本 23 1363813 第93113293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 巍覆槽16立即填充 它們懸垂在鍍覆槽16 4的n位蔓、 鑛覆液，可在完成基板w的安裝之後填充鑛覆液 在完成整個夾持器118的安裝之後，電壓會施加在陽 極14和基板之間，如第1圖和2所示，攪拌裝置134藉由 攪拌裝置驅動單元146而平行於基板表面往復運動，並且 同時從設置在攪拌裝置34上的噴嘴48喷射鍍覆液，以鍍 覆基板w表面。將基板夾持器118懸掛並固定到鍍覆槽16 的上部’並且從鍍覆電源18將電供給到種晶層5〇〇 (如第 > 14圖所示）。 在完成鍍覆之後，將鍍覆電流和鍍覆液的供給以及擾 拌裝置34的往復運動予以停止，並以搬移器ι44的抓取總 成將裝有基板W的基板夾持器118 —次固持兩個，並將它 們從鍍覆槽16提高並停頓。 隨後，以如同上述之方式將基板夹持器118搬移至水 /月洗槽13Ob，並將基板夾持器118浸沒於水清洗槽130b 所容納的去離子水中以清洗表面。然後，將固持基板w的 基板夾持器118搬移到吹風槽132，並以空氣吹拂將基板 夾持器118上的小水珠移除。然後，將基板夾持器118送 回貯存器124而予以懸垂放置。 同基板夾持器搬移單元140的另一搬移器142同 時固持兩個基板夾持器118,並將它們放置到基板安置/卸 置單元120的安置板152上，其中，該等基板失持器丨18 係分別固持有基板W，並業已在鍍覆處理後被送回貯存器 124。然後’將申心侧之基板夾持器118予以打開，並藉由 24 315806修正本 1363813 第93113293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 ic t i » · - ， · » · _· ,, —» rj^ g *33τς 基板搬移單元122將完成鍍覆之·基板w予以卸置，再將基 板W搬移到旋轉乾燥器116，在沖洗之後透過旋轉乾燥器 116以高速旋轉脫水.，並且藉由基板搬移單元122送回到

卡匣U〇。在送回了由一個基板夾持器118夾持的基板W 之後或者與返回過程同時，安置板152會側向滑動，以便 字由另基板炎持器118夾持的基板W在沖洗和旋轉乾燥 之後送回到卡匣11 〇。 將安置板152回復至初始狀態，並將取出基板w的基 板爽持器118送回到貯存器124 ’而炎持有完成鍍覆的基φ 板W的另一對基板夾持器118則被搬移器以抓取總成夾持 並放置在基板安置/卸置單元120的安置板152,以重複同 樣的操作。當將所有完成鍍覆的基板從基板夾持1 118卸 置、旋轉乾燥和送回到卡匣11〇後，即完成操作。因此， 基板W叹置有形成在抗蝕薄膜5〇2上的開孔5〇2a中的鍍覆 薄膜’如第14圖（b)所示。 將旋轉乾燥後的基板W浸入溫度為50至6(TC的例如 丙，之/奋劑中，以除去形成在基板见上的抗鞋薄膜，春 如第14圖（c)所不。進一步對基板⑺進行用於除去露出 的種晶層5GG的處理過程，如第14圖（d)所示。隨後， 對鍍覆薄膜進行回銲以形成透過表面張力變圓的凸塊。將 基板W在高於10(rc的溫度下予以退火，以除去凸塊中的 殘餘應力。 第15圖是用於形成凸塊或類似物的根據本發明的鍍 復竑置另實靶例的平面示意圖。如第15圖所示，該鍍覆 315806修正本 25 1-363813 第93113293號專利申請案 !〇〇年9月7曰修正替換頁 裝置包括：用於裝載裝有諸如半導“適晶、圓的基板w的卡匡 的兩個卡匣σ 410，错由將开）成在基板ψ上的定位扁平部 或凹口朝向某一方向予以引導，而使基板w對準的對準器 12，和用於在鍍覆之後藉由高速旋轉沖洗和乾燥基板评 的沖洗器/旋轉乾燥器414。而且，第一搬移機器人416設 置成能夠在兩個卡匣台410、對準器412、和沖洗器/旋轉 乾燥器414之間行進以在它們之間搬移基板。第一搬移機 器人416包括真空吸附型機械手或落入型機械手，以便在 鲁水平狀態輸送基板W。 而且’此實施例包括序列配置的四個鍍覆單元42〇。 每個鍍覆單元420包括相互鄰接配置的鍍覆槽422和水清 冻槽424，和配置在鍍覆槽422和水清潔槽424上方的基 板夾持器426，其係用於可分離式地夾持處於垂直狀態的 基板。基板夾持器可透過垂直驅動部428垂直移動、並可 透過側向驅動部430側向移動。在鍍覆單元42〇前方，係 鲁設置有對準器412、沖洗器/旋轉乾燥器414、和用於在每 個鍍覆單兀420的基板夾持器426之間轉送基板的第二搬 移機器人432。第二搬移機器人432包括一個用以透過機 械夾爪夾持基板W、並具有用於使基板¥在水平狀態和垂 直狀態之間傾斜的反轉總成434的機械手，使得當於對準 器412和沖洗器/旋轉乾燥器414之間傳送基板時係以水平 狀態夾持基板、而在基板夾挣器426之間傳送基板時得以 用垂直狀態央持基板。 在每個鍍覆槽422中，陽極436係設置在預定位置， 315806修正本 26 1363813 .Ij). . -------,~T-—. 第93113293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 以便當基板W透過夾持在預定位置時與 基板相互面對《每個鍍覆槽422還包括配置在基板w和陽 極436之間的攪拌裝置440，其係以平行於基板w往復運. 動而使鍍覆液流均衡；以及具有中心開孔的調節板442， 其中該中心開礼的尺寸與基板一致，而調節板係用於降低 基板W周邊附近的電勢，以使基板w上的鍍覆薄膜的厚度 均勻。在擾拌裝置440或調節板¢42的任一側，設置有如 第卜2和5圖所示的噴嘴，以朝向由基板夹持_ 426失持 的基板W喷射鍍覆液。 於此’將描述採用如上述的鍍覆裝置來鍍覆基板w以 形成凸塊的連續過程。如第14圖（a)所示，藉由在基板 W表面上沉積種晶層500作為滋養層來製備基板巧，並且在 整個表面上塗覆了厚度H為20至12〇 "的抗蝕薄膜

之後形成直徑D為20至200 /z m的開孔502a。將基板W 放在卡匣110中，並使要鍍覆的表面朝上，隨後將卡匣 11〇安置在卡匣台41〇上。 ^•後’第一搬移機器人416從安置在卡匣台410上的Φ 中取出一片基板W並將包复置在氣準器仍上，使其 平部或凹口與預定方向對齊。然後在反轉總成434 將對準後的基板w從水平狀態傾斜到垂直狀態，並將其 两送到個鍍覆單元420的基板夾持器426。 、f施例t基板w的搬移是在水清潔槽424上方 廿:域進仃。以垂直驅動部428將基板夾持器I%提高， 。精由側向驅動部430予以定位在水清潔槽424旁邊，以 315806修正本 27 1363813 第93113293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 從第二搬移機器人的基板w 然後’基板夾持器426藉由侧向驅動部430移動到鍍 覆槽422。鍍覆槽422已經充填有鍍覆液。藉由垂直驅動 部428降下基板夾持器426，由基板夾持器426夾持的基 板w則浸沒至鍍覆槽422内的鍍覆液中。藉由在陽極436 和基板W之間施加鍍覆電壓、平行於基板表面往復運動攪 拌裝置440、並且同時從設置在攪拌裝置44〇或調節板442 至少之一上的喷嘴48噴射出鍍覆液，而將基板⑶表面予以 •鍍覆。 當鍍覆完成之後，停止施加電壓、鍍覆液的供給和攪 拌裝置440的往復運動，將夾持基板w的基板夾持器426 提高而將其從鍍覆槽422中取出。 藉由側向驅動部430將基板夾持器426移動到水清潔 槽424，並將其降入水清潔槽424中，以便藉由去離子水 予以清洗。可藉由在向上拉出基板w時從配置在水清潔槽 424中的喷嘴（未示出）向基板w噴出去離子水來進行清 洗過程。另一種可能的清洗過程是將基板夾挎器426快速 拉動經過業已供給到水清潔槽424中的去離子水。當然可 以將兩種清洗過程結合起來。 在水清潔槽424上方，第二搬移機器人432從基板夾 持器426接收處於垂直狀態的已清洗基板w、將它轉動9〇 度到平行位置、並將它搬移到沖洗器/乾燥器414以便裝 載。在沖洗器/乾燥器414處透過高速旋轉進行清洗和脫水 之後，將基板W送回到裝載在卡匣台410上的卡匣中以完 315806修正本

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歡修雜 ’基板置有形成在抗蝕薄上 的開孔中的鍍覆薄膜，如第14圖（b)所示。 現在將參照附圖描述本發明的另一實施例。. 成操作。這樣 委 如第16圖所示’該鍵覆裝置包括：用於裝載裝有諸如 半導體晶圓的基板的卡匣的一或多個卡匣台610;夢由將 形成在基板W上的定位扁平部或凹口朝向某一方，向予以引 導而使基板W對準的對準器612;和用於在鍍覆後經由高 速旋轉而沖洗和乾燥基板w的沖洗器/旋轉乾燥器614。而 且，第一搬移機器人616係設置在一或多個卡匣台61〇、 對準器612、和沖洗器/乾燥器614之間，並且能夠在這些 單元之間行進以在它們之間搬移基板？。第一搬務機器人 616包括真空吸附型機械手或落入型機械手，以便在水平 狀態輸送基板W。 而且’該實施例包括序列配置的四個鍍覆單元62〇。 可對這些鍍覆單元620的數目和配置進行選擇性地進行選 擇。在該等鍍覆單元620前方，設置有對準器612、沖洗 器/乾燥器614、和用於在每個鍍覆單元.620的基板夹持器％ 634之間傳送基板w的第二搬移機器人622。第二搬移機器 人622包括一個用於透過機械夾爪夾持基板w、並具有用 於使基板W在水平狀態和垂直狀態之間傾斜的反轉總成 624的機械手626’使得當輸送基板w至對準器612和沖洗 器/乾燥器614時係以水平狀態夾持基板、而輸送基板w 至基板夾持器634時係以垂直狀態夾持基板w。 如第17圖至第23圖所示，每個鍍覆單元620包括安 29 315806修正本 1363813 第93113293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 P年f將日雜-賴:ϊ 裝在基座630上的鍵覆^| 63^和興鑛 覆槽632以相對位置 配置的基板夾持器634。基板夾持器634經由支架640固 定在可沿著導軌6 3 6側向滑動的滑動板6 3 8的上表面。 鍍覆槽632包括：形狀為盒形並向上敞開的槽體642, 槽體642具有鍍覆液入口 642a、鍍覆液進入/排出口 642b 和形成在朝向基板夹持器634的前表面的前開孔642c;和 如第21圖所示設置在槽體642上部的溢流槽643。槽體642 被分隔板644分隔，分隔板644具有鐘覆液流入口 644a 和鍍覆液流通口 644b。在槽體642中並且位於鍍覆液流入 口 644a上方，藉由陽極支架648固持而垂直配置有陽極 646。具有矩形盒形並且在上下方向都敞開的堰部件652 係設置成可垂直移動、並且當它降下時係圍繞著陽極 646。堰部件652的下邊緣設置有安裝到其上的密封部件 650。 因而，當堰部件652降下時，密封部件650密壓著與 分隔板644的上表面接觸，以便在槽體642中限定一個圍 ®起的貯備腔654。貯備腔654用來在其中貯備鍍覆液，即 使鍍覆裝置不鍍覆時也一樣，且將陽極646浸沒在貯備腔 654内貯備的鍍覆液中以防止它變乾。這將防止沉積在陽 極646的表面上的黑膜變乾、被氧化、剝落並粘附到基板 W的鍍覆表面上。當鍍覆裝置運作時，將堰部件652提高 以打開陽極6 4 6的前面。 具有中心開孔656a的調節板656配置在堰部件652 和槽體642的前開孔642c之間，以降低由夾持器634夾持 30 315806修正本

S 1363813 第93113293號專利申請奉 上〇〇年9月7日修正替 的基板w表面周“更^——-搖，苴由, 攸供艾均勻的薄膜厚度分 佈〃令，該令心開孔656a的尺寸盘美 Γ'、=著置圓周方向設置在調節板656的表:上靠: ::::::::用於朝向由夹持_爽持的基板- ⑷:1:=4°配置在堰部件652與槽體642的開孔 642。之二，以藉由_置64〇的驅動馬達驅動而平行於 基板f持器634夾持的基板W而往復運動，從而控制（或 擾在調即板656與基板夾持器634夾持的基板w之間 的鍍覆液流。 >而且，將喷嘴頭664設置在槽體⑽中並位於孔6攸 前方’其中’喷嘴頭664係垂直延伸並且包括沿著縱向方 向以預定間距設置的多個喷嘴662。喷嘴頭_係藉由喷 嘴頭驅動馬達驅動而與開孔6似平行地往復運動。當進行 鐘覆作業B夺，係將喷嘴頭664收回在基板夾持器咖田旁的 待命位置，以避免干擾基板夾持器634的前後運動，當鍍 覆完成時，則前進到基板夾持器634前方以平行於基板w φ 的鍍覆表面往復運動，並例如同時喷射諸如去離子水之清 潔液體和諸如氮氣（NO的惰性氣體。因而，由喷出的去 離子水和惰性氣體對基板¥進行沖洗，並且將殘留在基板 W和基板夾持器634的表面上的鍍覆液予以洗除，最後， 藉由惰性氣體進行吹除而從表面上去除殘留的去離子水。 如第22圖詳細所示，中間板666和表面板669係層疊 或組裝在槽體642的開孔642c的周邊。中間板666包括與 315806修正本 31 1363813 丨⑽嫩懸^ 第93113293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 真空源（未示出）連通的環形連通槽&66a，表面板669則 包括與連通槽666a連通並且裝有環形密封板668的吸入口 668a ° 鍍覆槽632設置有如第21圖所示的鍍覆液調節和供給 系統。鍍覆液調節和供給系統包括：鍍覆液供給箱670 ; 用於將鍍覆液供給箱670中的鍍覆液供給和循環到鍍覆槽 632的鍍覆液供給系統672和輔助鍍覆液供給系統674;用 於循環鍍覆液供給箱670中的鍍覆液以便透過控制溫度或 •去除雜質而調節鍍覆槽液的鍍覆液調節系統676。 鍍覆液供給系統672包括：從鍍覆液供給箱670延伸 並連接到槽體642之鍍覆液入口 642a的主供給管線678 ; 以及與溢流槽643和鍍覆液供給箱670連通的返回管線 680。主供給管線678包括進給泵682、過濾器684、第一 流量控制器688a、關閉閥686a和第二流量控制器688b。 係設置有分支管線690，以便在關閉閥686a的上游從主供 給管線678分叉、並透過關閉閥686b和流量控制器688c 與配置在調節板656内側的鍍覆液喷嘴659連通。鍍覆液 供給系統672還包括：與主供給管線678連接、包括關閉 閥686c並與槽體642的鍍覆液進入/排出口 642b連接的快 速供給管線692;以及直接與槽體642的鍍覆液進入/排出 口 642b和鍍覆液供給箱670連接、並包括關閉閥686d的 快速排出管線694。 輔助鍍覆液供給系統674包括在關閉閥686a上游從主 供給管線678分叉的辅助供給管線696，並且透過關閉閥 32 315806修正本

S 1363813 第93113293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 686e與分隔板64立的鍍盈液‘k 口 644a連通，使得快速 排出管線694係為雙重用途地也可做為返回管線696。 鍍覆液調節系統676包括具有循環泵700、熱交換器 702和過濾器704的循環管線。因此，當循環泵700運作 時，在鍍覆液供給箱670中的鍍覆液係藉由流過過濾器704 而進行過濾、。 將基板夾持器634架構成隨著配置在滑動板638與支 架640之間的推動氣壓缸710的制動而沿著導軌712前後 移動。基板夾持器634包括：與將要鍍覆的基板W近似相· 同尺寸的盤形支撐頭714 ;以及在朝向鍍覆槽632 —側配 置在支撐頭714前方的密封單元716,密封單元716可拆 卸地安裝到環繞支撐頭714的殼體718的敞開端。 支撐頭714係連接到固定在殼體718上之水平配置的 橫向驅動缸720的活塞桿721上，並且包括在沿著圓周線 的位置與其連接的一個或多個導桿722。這些導桿722由 設置在殼體718上的滑動軸承724支撐，以便可沿著支撐. 頭714的橫向方向移動。因而，當被導桿722引導時，支· 撐頭714可以前後移„勳.二............ 支撐頭714朝向鍍覆槽632的一側係包括平坦表面 714a，平坦表面714a係形成有用以接收搬移機器人622 的機械手626的凹部714b，其中，舉例而言，該搬移機器 人622的機械手626會水平延伸並且採用真空夾爪來夾持 基板W。在環繞支撐頭714周邊的位置配置多個夾持器銷 釘728，其末端從平坦表面714a向著鍍覆槽632突出並且 33 315806修正本 1363813 第93113293號專利申請案 100年9月7曰修正替換頁 向後水平延伸。從平坦表面7i1a突出的夾持器銷釘728 的内表面設置有凹部714b ’用於接收基板外周邊邊緣以使 基板w暫時定位，同時防止位移。夾持器銷釘728的近端 連接到5又置在支撐頭714後表面上的臨時定位氣壓紅730 上’俾使臨時定位氣壓缸730驅動夾持器銷釘728以沿著 支撐頭714的徑向方向運動。 因而，搬移機器人622係以真空夾爪型機械手626夾 持基板W’並將它搬移到支撐頭714的前表面。隨後，搬 #移機器人將機械手626向支撐頭714移動，並將它接近平 表面714而放置在凹部714b中。然後，夾持器銷釘728 在支撐頭714内徑向移動，使得基板w的周邊邊緣被接收 在凹部714b中。隨後，將機械手626抽出，使得基板w 藉由夾持器銷釘728而夾持在支撐頭714前方。 密封單元716包括大體上為圓柱形的支撐部件732， 舉例而言，可採用夾鉗型固定器34 (顯示在第19圖中） 籲而以單一操作動作將支撐部件732接置到殼體718的開口 上或者由殼體-718的開口拆除。如下述，藉由採用其中係 一體地包括有密封圈74〇、陰極762和另外的密封部件？36 的密封單元716’而能夠將諸如密封圈74〇或密封部件736 之膨脹物品與陰極762 —起很容易和快速地更換。代替採 用夾鉗型固定器734,可藉由採用例如柱塞而接置/拆下密 封單元716,以便更容易更換密封圈74〇或密封部件736。 在支撐部件732朝向鍍覆槽632的前表面並且在與設 置在表面板669上的密封板668相對的位置，設置環形密 34 315806修正本

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1363813 封部件736。 第93113293號專利夺請案 100年9月7曰修正替換頁 密封部^卜邊緣設置有一對凸出部

板668,使得由凸出部736a，㈣限定的空間與吸入口嶋 連通。如此，透過吸入口 668a對該空間抽真空，將槽體 642的開孔642c不漏水地密封，從而用基板夾持器咖堵 塞開孔642c。 ： 密封單元716的支撐部件732包括圓柱形部分.，其中， 圓柱形部分的尺寸使得夾持基板贤的支撐頭714可以從其鲁 通過，並且係將環形密封圈陰極電極一體地安裝 到圓柱形部分上。即，密封圈74〇被緊壓在由支撐頭714 臨時夾持的基板W周邊上，以密封該區域。藉由朝向鍍覆 槽632之支撐部件732前表面以及止動環，而從外周邊的 兩側支撐密封圈740 ’以固定密封圈74〇，以便突出在圓柱 形部分内。將密封圈740的内邊緣構形成尖頭地向著支撐 頭714突出。另一方面，將陰極電極742彈性地壓在由支 撐頭714.臨時夾持的基板界周邊上，從而允許將電力進給· 到形成在基板W表面上的種晶層500。將陰極電極742以 預疋間距配置於周向間隔位置，且朝向鍵覆槽M2的邊緣 向著支樓部件7 3 2的内側係圓弧狀地彎曲，且該彎曲部分 係由密封圈740覆蓋。 借助於這種結構，當臨時央持基板.w的支撐頭714向 著鑛覆槽632前進時，形成在基板W表面上的種晶層8〇〇 會與處於基板W周邊的陰極電極742接觸，並且支撐頭714 315806修正本 35 1-363813 第93113293號專利申請案 100年9月7曰修正替換頁 /松年7月7輯i替接w ’的進一步前進會使陰極電極742.彎曲以確保該接觸，且基 板w的邊緣被壓向密封圈740以提供不漏水的密封。此時， 基板W與支樓頭714的平坦表面714a係緊密接觸以固定於 其上。陰極電極742位於由密封圈740形成的密封外側， 以防止陰極電極742與鍍覆液接觸。 接著，.參照第24圖至第26圖解釋一系列的操作，其 中’基板夾持器634係夾持基板w，且基板夾持器634隨 後會不漏水地密封鍍覆槽632的槽體642的開孔642c，以 鲁鍍覆基板W。 如第24( a)圖所示，將基板夾持器634的支撐頭714 撤離鍍覆槽632，並將基板w在基板夾持器634和密封單 兀Π6之間予以搬移，其中，係透過搬移機器人622的機 械手626 (如苐22圖所示）採用吸力或透過機械夾爪而將 土板W予以夾持，並在反轉之後垂直地配置。隨後，例如 透過及力夾持基板W的機械手626被搬移到支撑頭714並 鲁進入支撐頭714的凹部714b，以使基板w接近支撐頭714 的平表面714a ’如第24 ( b )圖所示。隨後，夾持器銷 釘728向著支撐頭714内侧徑向地移動，且基板w的周邊 係位於凹部714b内以暫時夾持基板w。帛17圖顯示了此 狀態。隨後，機械手626釋放基板W並從基板夾持器634 抽出。此後，驅動橫向驅動氣壓缸72〇，使支樓頭714朝 向鍍覆槽632移動。 當支樓頭714前進時，如第24⑷圖所示，如第27 圖所不形成在基板W上的種晶層_會在基板界周邊被陰 315806修正本 36 1363813 第93113293號專利申請案 100年9月7曰修正替換頁 一步前進時，基板W周邊 極742接觸。而女请謂~rmi 會被密封圈740壓住以提供不漏水密封，同時透過與支撐 頭714的平坦表面714a的緊密接觸固定基板W。 在鍍覆槽632中，如第25 ( a)圖所示，將堰部件652 降下以便將密封部件650於下邊緣處壓靠在分隔板644的 上表面，從而用堰部件652限定貯備腔654。鍍覆液透過 辅助鍍覆液供給系統674引入到貯備腔654，並在開始鍍 覆之前將陽極646浸入貯備腔654内的鍍覆液中。該過程 可防止陽極646和沉積在陽極646表面上的黑膜變乾、被籲 氧化、剝落和粘附到基板W的鐘覆表面上。 同時，將引入貯備腔654並從堰部件652溢出的鍍覆 液透過返回管線680而送回到鍍覆液供給箱670，以便即 使鍍覆裝置不運作時，也使貯備腔654中的鍍覆液進行循 環。透過這種操作，貯備腔6 5 4中的鑛覆液即不會有組成 產生變化或者變質的困擾。 為了開始鍍覆處理，而將推動氣壓缸710，以使基板 夾持器634朝著鍍覆槽632前進，如第24 (e)圖所示，· 並且當凸出部736a，736b抵靠設置在表面板669上的密封 板668 (槽體642 )時，將由凸出部736a，736b限定的空 間抽真空，以便對槽體642的開孔642c提供不漏水密封， 從而堵塞開孔642c。然後，基板夾持器634借助於推動氣 壓缸710而繼續以恒定壓力壓靠在槽體642上。鍍覆槽632 的狀態顯示在第25 (b)圖中。 然後，鍍覆液透過鍍覆液供給系統672的快速供給管 37 315806修正本 1363813 /辨州日修編胥 第93113293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 線692快速供給到當:·二^量的鍍覆液被引 槽體642時，將堰部件653提高，如第託（d)圖所示 入 夾持在基板夾持3 634中的基板W會正對著陽；^ 646。這 時，鍍覆電源18在陽極646和連接至種晶層8〇〇 (參看第 27圖）的陰極762之間施加鍍覆電壓，並且將預定量的鍍 覆液透過鍍覆液供給系統672供給到槽體642内部。同時^ 如第26 ( a)圖所不，將鍍覆液透過分支管線69〇供給到

設置在調節板656上的喷嘴662,以朝向由基板夾持器634 夾持的基板w喷射出錢覆液’而且授拌裝置64〇 (參看第 21圖）係平行於基板表面往復運動。已經溢出到溢流槽643 的鍍覆液會透過返回管線68〇而返回到鍍覆液供給箱 以便進灯循環，從而鍍覆基板表面。該狀態顯示在第U 圖中。 當完成鍍覆時，停止施加鍍覆電壓、停止鍍覆液的供 給、將堰部件652如第26 (b)圖所示般降下，並且將鍍 籲覆液透過輔助供給系統引入由堰部件652限定的貯備腔 654 中。 然後，藉由打開關閉閥，將槽體642内除貯備腔654 中之外的鍍覆液經由快速排出管線694快速排出，如第別 (c)圖所示。這種快速排出減少了轉換到隨後的鍍覆過程 所需的等待時間。 然後，將推動氣壓缸71〇反向驅動，以使基板夹持器 634移離鍍覆槽632,並將喷嘴頭664從收回位置移動，並 平灯於由基板夾持器634夾持的基板表面移動，並將諸如 315806修正本

S 38 ~ —I I _ 丨【〇年卞月7日修正替換肓 第93113293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 去^子水的清潔液體從嘴嘴662嘴向基板？表面，以沖掉 保留在基板表面上的錢覆液。藉由吹出諸如Nz的惰性氣體 以去除去離子水H藉由使上述㈣反向it行、，㈣ 被鍍覆基板搬移到搬移機器人662的機械手626。 第19圖和第20圖顯示了基板夾持II 634進行維修保 養的狀_。在祕保養過財，基板夾持器634與滑動板 =8 -起沿著導軌712滑向㈣槽咖，以獲得維修保養所 需空間’從而#助於諸如更換密封單元716或維護基板夾 持器634等工作。 。其次將說明採用上述鍍覆裝置進行凸塊鍍覆的連續過 矛如第27(a)圖所示，藉由在基板界表面上沉積種晶 層800作為滋養層來製備基板呢，並且在整個表面上塗覆 了厚度Η為20至120 "的抗蝕薄臈8〇2之後，形成直徑 D為20至200 am的開孔。將基板存放在卡匣中，並使要 鍍覆的表面朝上，隨後將卡匣安置在卡匣台61〇上。 隨後，第一搬移機器人616從安置在卡匣台61〇上的 卡匣中取出一片基板⑺，並將它放置在對準器一 612上使 疋位扁平口p或凹口與預定方向對齊。第二搬移機器人奶 從對準器612取出對準的基板？、透過反轉總成624使基 板W從水平位置傾斜9〇度到垂直位置，益將基板ψ輸送到 :個鍍覆單元620的基板夹持器634。然後，將基板夾持 器634所夾持的基板以鍍覆、用去離子水沖洗和吹風， 並將該基板w傳送到第二搬移機器人622。第二搬移機器 人622使基板W從垂直位置傾斜9〇度到水平位置，並將基 315S06修正本 39 1.363813 月7日修峨斗 第93113293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 板W搬移到沖洗器/乾燥器614並將它放置在上面 沖洗器/乾燥器614沖洗基板W並使基板W脫水，以及 使基板W返回到裝在台6丨〇上的卡匣中以完成操作。 將被沖洗/乾燥的基板浸入溫度為5〇至6〇ΐ的溶劑 如丙酮）尹，以除去形成在基板研上的抗蝕薄膜㈣2， 如第27 (c)圖所不。使基板界進行用於除去露出的種晶 層800的處理過程，如第27⑷圖所示。隨後，對鍛覆 薄膜進行回銲以形成透過表面張力變圓的凸塊，如第Μ 、（e)圖所不。在兩於1〇(rc的溫度下對基板讯進行退火， 以移除凸塊中的殘餘應力。 【圖式簡單說明】 第1圖疋應用於鑛覆單元的本發明的—個實施例的 直剖視圖； 第2圖是第1圖所示鍍覆裝置的平面示意圖； 第3圖是噴嘴的另一實施例的放大示意圖； # 第4圖是應用於盔雷妒覆罝 例的平面示㈣；」、電㈣早兀的本發明的另—個實施 ^5圖是應用於無電鐘覆單元的本發明的另 例的垂直剖視圖； 貝施 第6圖是具有根據本發明一 板鍵«置的平面示意圖；個實知例的鑛覆單元的基 意圖第7圖是顯示在第6圖的基板鍍覆裝置中的氣流的示 第8圖是具有根據本發明之電鍍單元和電解钱刻單元 315806修正本 40 1363813

的互連線形成裝置的資—滅μτ·ύ· 第9圖係為顯示第8圖 的流程圖； 之互連線形成裝置的步驟流程 第10圖係概略顯示鍍覆基板之程序的剖視圖； 第真有《本發明-個實施例的電鑛裝 無電鍍裝置的半導體製造裝置的平面示音圖. 製造半導體裝置之程序的 第12(a)至（C)圖係為顯示 剖視圖；

第13 圖是具有電鍍單元的另 一鑛覆裝置的平面示意籲 第14圖係為概略顯示在基板上鍍覆凸塊之程序的剖 視圖； 第15圖是具有電鍍單元之另一鑛覆裝置的平面示意 ®1， 第16圖是具有根據本發明一個實施例的鏡覆單元的 另一基板鍍覆裝置的平面示意圖； 第17圖係為顯示.當將基板插入基板夾持器時之鐘覆籲 早元的不意圖， 第18圖係為顯示正在鍛覆基板之鐘覆單元的示意圖； 第19圖係為顯示在維修保養中之鍵覆單元的後方示 意圖； 第20圖係為顯示在維修保養中之鐘覆單元的前方示 意圖； 第21圖係為顯示鍍覆容器之剖面和鍍覆溶液調節供 315806修正本 L363813 應糸統之流向圖的示意圖； 第93113293號專利申請案 • 100年9月7曰修正替換頁 第22是第21的局部放大示意圖； 第23圖是顯示基板夾持器的垂直剖視圖；

Ca)至j (e)圖是顯不用基板炎持器爽持基板的 過程的示意圖； 第25 (a)到（d)圖是顯示當堵塞基板鍍覆槽的開口 以準備鍍覆基板的過程的示意圖； 第26 (a)到（d)圖是顯示當堵塞基板鍍覆槽的開口 •以鍍覆基板的過程的示意圖； 一第27(a)到（e)圖是顯示在基板上鍍覆凸塊的過程 的示意圖；以及 【主 第28圖是顯示習知基板 要元件符號說明】 1 半導體基板 la 2 絕緣薄膜 3 4 溝槽 5 6 種晶層 —γ 7a 凹部 9 10 基板夾持器 12 14 陽極 16 18 電源 20 22 溢流槽 24 26 循環泵 28 30 過濾器 32

鍍覆單元的示意圖。 導電層 接觸孔 阻障層 鋼層 保護薄膜 鑛覆液 鍍覆槽 溢流堰 楯環管線 自動調溫裝置 攪拌轴 315806修正本 42 1363813 ll 讲彳齡換頁 ' .5- * ： 第93113293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 34 攪拌裝置 • ·- · 40 齒條 42 馬達 44 渴輪 46 驅動總成 48 鍍覆液喷嘴 50 鍍覆液通道 52 循環泵， 54 流量調節器 56 鍍覆液循環管線 60 調節板 60a 中心開孔 110 卡匣 112 卡匣台 114 對準器 116 旋轉乾燥器 118 夾持器 120 基板安置/卸置單元 邐 122 搬移單元 124 貯存器 126 預濕槽 128 預浸泡槽 130a 第一水清潔槽 130b 第二水清潔槽 132 吹風槽 134 鑛覆單元 136 溢流槽 140 基板夾持器搬移單元 142 第一搬移器 144 第二搬移器 146 攪拌裝置驅動單元 4 150 ------導軌- -.......- 152 安置板 210 裝載/卸載單元 212 清潔/乾燥處理單元 214 臨時貯存單元 216 鐘覆單元 218 水清潔單元 220 1虫刻處理單元 222 蝕刻處理單元 224 第二搬移總成 324a 第一拋光單元 324b 第二拋光單元 326a 基板卡匣 326b 基板卡匣 328a 搬移機器人 328b 搬移機器人 43 315806修正本 1363813 . ^ .· * - 第93113293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 * 330 第一鍍覆單元 33Y ~' -鍵覆單元 * 334 預鍍覆處理單元336 清洗/乾燥單元 338 第二（無電）鍍覆單元 339 清潔單元 342 推動器 410 卡匣台 412 對準器 414 沖洗器/旋轉乾燥器 416 第一搬移機器人 420 鍍覆單元 422 鍍覆槽 424 水清潔槽 • 426 基板央持器 428 垂直驅動部 430 側向驅動部 432 第二搬移機器人 434 反轉總成 436 陽極 '440 攪拌裝置 442 調節板 500 種晶層 502 抗蝕薄膜 502a 開孔 504 鍍覆薄膜 510 裝載/卸載單元 512 清潔/乾燥處理單元 514 第一基板台 516 斜面钱刻/化學清潔單元 籲518 -第二基板台… 520 水清潔單元 522 鍍覆處理單元 523 分隔壁 524 第一搬移單元 526 第二搬移單元 528 第三搬移單元 530 鍍覆空間 540 清潔空間 543 導管 544 過濾器 545a 頂板 545b 底板 546 導管 547 導管 549a 頂板 44 315806修正本 s 1363813 第93113293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 l·叫月7日触換須 549b 底板 550 循環導管 551 鍵覆液調節箱 552 循環導管 553 導管 610 卡匣台 612 對準器 614 沖洗器/旋轉乾燥器 616 第一搬移機器人 620 鍵覆單元 622 第二搬移機器人 624 反轉總成 626 機械手 630 基座 632 鑛覆槽 634 基板夾持器 636 導執 638 滑動板 640 支架 642 槽體 642a 鍍覆液入口 642b 鍍覆液進入/排出口 642c 前開孔 643 溢流槽 644 分隔板 644a 鍍覆液流入口 644b 鑛覆液流通口 646 陽極 648 陽極支架 650 密封部件 652 堰部件 654 貯備腔 656 調節板 —........ 656a 中心開孔 659 鍍覆液喷嘴 660 攪拌裝置 662 喷嘴 664 喷嘴頭 666 中間板 666a 環形連通槽 668 環形密封板 668 吸入口 669 表面板 670 鍍覆液供給箱 672 鍍覆液供給系統 674 輔助鍍覆液供給系統 45 315806修正本 第93113293號專利申請案 100年9月7曰修正替換頁 鍍覆液調節系統 ~ ―女供給管線 返回管線 682 進給泵 過渡器 686a 關閉閥 關閉閥 686c 關閉閥 關閉閥 686e 關閉閥 第一流量控制器 688b 第二流量控制器 流量控制器 690 分支管線 快速供給管線 694 快速排出管線 辅助供給管線 698 返回管線 循壤果 702 熱交換器 過濾、器. 710 推動氣壓缸 導執 714 盤形支撐頭 平坦表面 714b 凹部 密封單元 718 殼體 橫向驅動缸 721 活塞桿 導桿 724 滑動軸承 失持器銷釘 730 臨時定位氣壓缸 支撐部件 734 夾鉗型固定器 密封部件 736a 凸出部 凸出部 740 密封圈 陰極電極 762 陰極 種晶層 802 抗蝕膜 開孔 804 沈積薄膜 凸塊 W 基板 46 315806修正本

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Claims (1)

1. 十、申請專利範圍 一種將具有待鑛覆 置，該裝置包括： 第93113293號專利申請案 100年9月7日修正替換頁 之鍍覆表面的基板予以鐘覆的裝 鑛覆夂，其中配置有陽極，並具有侧向開孔； ^堰。卩件，配置為可在該鐘覆槽之内部自由升降， 二係用於在5亥鍍覆槽内部限定一鍍覆液貯備腔，將該 陽極次/又在該貯備腔中所裝有的鍍覆液令；以及 基板夾持器，以使該鍍覆表面露出且以密封環密 封其外周部並且與陰極接觸的狀態保持基板； 其中，藉由以該基板保持器將該鍍覆槽之該側向 $孔水猜性密封’且使以該基板保持器所保持的該基 、之露出的該鍍覆表面與導入至該鍍覆槽内的鍍覆 液接觸而進行鍍覆。 申請專利範圍第丨項所述的裝置，其中，該基板夹 持器可側向滑動。 •如申請專利範圍第i項所述的裝置，復包括輔助鍍覆 液供給系統，用於循環該堪部件所限定的該貯備腔中 的該鍍覆液。 ^申料利範圍第i項所述的裝置，復包括鍍覆液排 、手段，用於從該鍍覆槽中排出該貯備腔中的鍍覆液 以外的鍍覆液。 .如申請專利範圍第i項所述的裝置，復包括喷嘴，用 :朝向。亥基板夾持器所夾持的鍍覆後之該基板的該 錢覆表面噴射流體。 .如申請專利範圍第i項所述的裴置，其中，該基板夾 315806修正本 47 L363813 持器包括可脫離的密封單元 一起的該密封圈和該陰極。 ’該密封單ϋ括整合在 ，其中，該密封單 的該開孔的密封 如申請專利範圍第6項所述的裝置 元包括用於不漏水地密封該鍍覆槽 部件。 種鍍覆具有待鍍覆之鍍覆表面的基板的方法，該方 法包括： 準備以下構件··

   鍍覆槽，其中配置有陽極，並具有側向開孔；以 及 基板夾持器，以使該鍍覆表面露出且以密封環密 封其外周部並且與陰極接觸的狀態保持基板； 1X1 在該鍍覆槽内部透過堰部件而限定一鍍覆液貯 備腔，將鍍覆液導入該貯備腔且將該陽極浸沒在該鍍 覆液中； X 藉由以該基板保持器將該鍍覆槽之該側向開孔 • 水密性密封後，將鍍覆液導入至該鍍覆槽内之該貯備 腔以外的空間内，且使以該基板保持器所保持的該基 板之露出的該鐘覆表面與該鑛覆液接觸； 使該堰部件上升後，於該陽極及該陰極之間施加 鍍覆電壓。 9.如申請專利範圍第8項所述的方法，復包括在鍍覆完 成之後’將導入至該鍍覆槽内之鍍覆液的該貯備腔以 外的鐘覆液排出。 48 315806修正本 S 1363813 第93113293號專利申請案 1〇〇年9月7日修正替換頁 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（1)圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 12 鍍覆液 14 陽極 16 鍍覆槽 18 電·源 32 攪拌軸 34 攪拌裝置 52 循環泵 54 流量調節器 56 鍍覆液循環管線 W 基板 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：

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