WO2000055888A1 - Device for treating substrates - Google Patents

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WO2000055888A1
WO2000055888A1 PCT/EP2000/001984 EP0001984W WO0055888A1 WO 2000055888 A1 WO2000055888 A1 WO 2000055888A1 EP 0001984 W EP0001984 W EP 0001984W WO 0055888 A1 WO0055888 A1 WO 0055888A1
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opening
process container
substrate
vacuum
container
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PCT/EP2000/001984
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German (de)
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Inventor
Wolfgang Kroeber
Original Assignee
Steag Microtech Gmbh
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67023Apparatus for fluid treatment for general liquid treatment, e.g. etching followed by cleaning

Definitions

  • the present invention relates to a device for treating substrates, in particular semiconductor wafers, with a process container having at least one opening, in which the opening can be closed from the outside through the substrate.
  • a device for treating substrates is known, for example, from DE 198 59 470, which did not pre-publish and which goes back to the same applicant.
  • This device has a process tank which is open at the top and through which a metal-containing electrolyte flows from bottom to top. On its way up, the electrolyte flows through an anode designed as an expanded metal.
  • a semiconductor wafer to be plated with the metal in the electrolyte is held by a substrate holder over an upper edge of the process container so that a flow gap is formed therebetween.
  • the electrolyte flowing through the process tank is brought to overflow between the upper edge of the process tank and the substrate and is brought into contact with the wafer.
  • the metal contained in the electrolyte is caused to be deposited on the wafer.
  • the substrate has to be raised and, if necessary, a rinsing-drying unit, as described in DE 198 59 469, which was published by the same applicant and is not prepublished, has to be moved under the wafer.
  • a device for treating substrates of the type mentioned in which an opening of a process container is closed from the outside by a substrate to be treated.
  • the opening is arranged in a vertical wall of the process container in order to achieve a uniform flow of treatment fluid onto the substrate during metal plating.
  • the substrate After a plating process, the substrate has to be reloaded in a complex manner in order to be treated, for example rinsed, in a further process container.
  • reloading there is a risk of damage to the substrate due to the necessary handling steps. Furthermore, there is a risk during reloading that the treatment fluid dries due to the required reloading time and thereby damages the substrate.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a device of the type mentioned at the outset which enables simple, homogeneous treatment of a surface of the substrate to be treated and reduces the risk of damage to the substrate between successive treatment steps.
  • a second process container is provided adjacent to the first process container, one wall of which is at least partially the container wall of the first process container containing the opening.
  • the opening is formed in a substantially vertical wall of the process container, as a result of which the substrate is completely wetted by a treatment fluid when the process container is filled and air pockets are avoided. Gases generated during the treatment are immediately discharged upwards due to the vertical arrangement of the substrate and cannot get caught in zones of relative flow calmness.
  • the vertical arrangement allows the Marangoni effect to be used when the substrate dries.
  • a sealing element forming the periphery of the opening is provided.
  • the sealing element preferably has an undercut and a sealing lip which, according to one embodiment of the invention, is milled out sen of a sealing material forming the sealing element are formed.
  • the sealing element can also be an O-ring.
  • a contact element for electrically contacting the surface of the substrate facing the process container is provided, which preferably extends into the region of the undercut of the sealing element in order to ensure good and reliable contact in the edge region of the substrate.
  • the device provides an electrode opposite the opening for generating an electric field between the electrode and the substrate.
  • the electrode is preferably an electrode plate which enables the application of a homogeneous electric field.
  • the electrode plate has openings for passing at least one fluid, in particular a drying fluid, in order to enable a targeted, vertical fluid flow onto the substrate opposite the electrode.
  • the electrode is preferably an anode.
  • the electrode can be moved towards and away from the opening in order to adjust the distance between the electrode and the substrate, if necessary.
  • the opening of the process container can preferably be closed from the inside by the electrode in order to close off the process container from the environment when it is not closed by the substrate.
  • At least one sealing element is provided on the electrode and / or on a container wall surrounding the opening.
  • the sealing element preferably radially surrounds the electrode and projects axially over a surface of the electrode facing the opening.
  • at least one treatment fluid which can be introduced into the process container is an electrolyte containing metal and / or an etching medium.
  • the second process container preferably forms a rinsing and / or drying chamber and / or a surface conditioning chamber.
  • the substrate is held by a substrate holder with at least one vacuum finger that is movable relative to a main body of the substrate holder.
  • a vacuum finger movable relative to the main body of the substrate holder enables the substrate to be loaded and unloaded at a distance from the main body of the substrate holder, so that a substrate handling device can move in between the substrate and the main body of the substrate holder.
  • the vacuum finger is preferably arranged centrally in a surface of the main body facing the substrate. To bring the main body of the substrate holder into contact with the substrate, the vacuum finger can preferably be countersunk into the main body.
  • a pressure sensor is provided in a vacuum line connected to the vacuum finger in order to inform a wafer handling device, which brings the substrate to the substrate holder, when the substrate is securely held on the vacuum finger.
  • the substrate holder preferably has a plurality of fixed vacuum openings in the surface of the main body facing the substrate in order to hold the substrate firmly on the substrate holder over larger areas.
  • the vacuum openings surround preferably radial the vacuum finger. The vacuum openings can advantageously be subjected to negative pressure separately from the vacuum finger.
  • At least one sealing element radially surrounding the vacuum openings is provided on the substrate holder in order to ensure a good seal of a vacuum region.
  • the sealing element on the substrate holder is preferably elastic and lies opposite the sealing element on the circumference of the opening, in particular the sealing lip, in order to give the substrate a small freedom of movement in this region, thereby avoiding the substrate between the sealing element on the circumference of the opening and the substrate holder damaged, in particular crushed. Because the two seals lie opposite one another, the contact pressure is also transmitted directly vertically through the substrate without transverse forces or stresses occurring in the substrate.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of an embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 2 shows an enlarged schematic illustration of a circular section according to FIG. 1;
  • Fig. 3 shows an alternative embodiment of the invention with two process containers.
  • FIG. 1 shows a metal plating device 1 with a process container 2, an anode arrangement 3 movably arranged inside the process container 2 and a substrate carrier 4 arranged outside the process container 2.
  • the process container 2 is formed by a bottom wall 6, an upper wall 7 and corresponding side walls, of which a left side wall 8 and a right side wall 9 are shown. Between the walls of the pro zeß mattersers 2, a process room 10 is formed. In the bottom wall 6, a combined inlet / outlet opening 11 is provided adjacent to the right side wall 9, which is connected to a line 12. A treatment fluid can be introduced into and drained from the process container 2 via the line 12 or the opening 11. Instead of a combined inlet / outlet connection, two separate openings with corresponding lines could of course also be provided.
  • An opening 14 is provided in the upper wall 7 and is connected to an overflow line 15.
  • the treatment fluid introduced from below overflows from the process container 2 through the opening 14 and the overflow line 15.
  • the left side wall 8 there is a central opening 17 in which a sliding rod 19 of the anode arrangement 3 is arranged.
  • the shift rod 19 of the anode arrangement 3 extends through the central opening 17 and is connected at its end outside the process container 2 to a linear movement unit, not shown.
  • the end of the shift rod 19 located within the process container 2 is connected to an anode plate 20 which extends parallel to the side wall 8 and essentially perpendicular to the shift rod 19.
  • the anode plate 20 is a closed plate with a flat top 21 facing the right side wall 9. Between the left side wall 8 and the back of the anode plate 20, a seal in the form of an O-ring 23 is provided, which either on the left side wall 8 or Back of the anode plate 20 is attached.
  • the anode plate 20 is radially surrounded by an O-ring 25 which extends in the direction of the right side wall 9 over the surface
  • the reference numeral 26 shows a sealing bellows which is connected on its left side to the sliding rod 19 and on its right side to the first wall 8 of the container 10.
  • the right side wall 9 has a central opening 29 whose dimensions are smaller than the dimensions of a substrate to be treated, such as. B. of a semiconductor wafer 31.
  • the periphery of the opening 29 is formed by a seal 32, which can best be seen in the detailed view in FIG. 2.
  • the seal 32 is welded to an inner circumference of the right side wall 9 and has a curved surface 33 facing the opening 29.
  • an undercut 35 is formed, which is formed, for example, by milling out the material forming the seal 32 becomes.
  • a contact element 37 in the form of a contact spring is fastened to the outside of the container wall 9 by means of a screw.
  • the contact element 37 extends into the region of the undercut 35 of the seal 32 and has a contact tip 39.
  • the contact tip 39 serves to electrically contact an edge region of a surface 40 of the wafer 31 facing the process container 2.
  • the electrically contacted edge region of the surface 40 of the wafer 31 is located radially outside of a contact region between the surface 40 and the seal 32 and is thus with respect to the inside of the process container 2 isolated.
  • the wafer 31 is carried by the substrate holder 4 and is movable with it towards the process container into a position in which the wafer 31 closes the opening 29 in the side wall 9 and can be moved away from the process container 2 into a position in which the wafer 31 does not close the opening 29.
  • the substrate holder 4 has a main body 42 and a slide rod 43 attached to it.
  • the shift rod 43 can also be formed in one piece with the main body 42.
  • a central vacuum finger 44 is arranged in the main body 42 and is connected to a vacuum line 45.
  • a pressure sensor is arranged in the vacuum line 45 and is used to determine whether a sufficient negative pressure is maintained between the vacuum finger 44 and the wafer 31 for holding the wafer.
  • the vacuum finger 44 is laterally movable out of the main body 42 and retractable into it so that it is completely sunk in the main body 42.
  • the main body 42 there are also a plurality of openings 47 radially surrounding the vacuum fingers 44, which are connected to a vacuum line 48 and can be subjected to negative pressure in order to pull the wafer 31 firmly against the base body 42 of the substrate holder 4.
  • the vacuum lines 45 and 48 can be subjected to negative pressure separately from one another, although they can be connected to a common negative pressure source.
  • a groove 50 is provided in the edge region of a surface of the main body 42 facing the wafer 31, in which a O-ring 51 is received.
  • the O-ring 51 radially surrounds the vacuum openings 47 and thus provides a good radial seal for a vacuum region formed between the wafer 31 and the main body 42 of the substrate holder 4.
  • the O-ring 51 lies in the area of the seal 32 on the side wall 9 of the process container 2.
  • the substrate holder 4 is withdrawn from the process container 2 and spaced apart.
  • the vacuum finger 44 has moved out of the main body 42 of the substrate holder 4 and receives a wafer 31 which is brought into the region of the substrate holder 4 by a handling device (not shown).
  • the extended vacuum finger 44 enables the handling device to move into a space formed between the main body 42 and the substrate 31 and to be transferred to the vacuum finger 44.
  • the handling device is released and moved out of the area between the wafer 31 and the main body 42 of the substrate holder 4.
  • the vacuum finger 44 is retracted into the main body 42 of the substrate holder 4.
  • One side of the wafer 31 comes into contact with the main body 42, and a vacuum is applied to the vacuum openings 47 via the vacuum line 48 in order to ensure a secure hold of the wafer 31 on the main body 42.
  • the substrate holder 4 is then moved towards the process basin 2 until the surface 40 of the wafer 31 comes into contact with the seal 32 on the side wall 9 and thereby closes and seals the opening 29 in the side wall 9. At the same time, the surface 40 of the wafer 31 comes into contact with the contact tip 39 of the contact element 37 in its edge region.
  • the process container 2 is then filled with an electrolyte containing metal, the surface 40 of the wafer 31 being uniformly wetted with the electrolyte.
  • a voltage is then applied between the anode plate 20 and the electrically contacted wafer 31 in order to cause the metal contained in the electrolyte to be deposited on the surface 40 of the wafer 31.
  • electrolyte is continuously introduced into the process container 2 via the opening 11 and flows out of the process container 2 via the opening 14. After sufficient deposition of the metal, the electrolyte is let out of the process container 2 via the opening 11.
  • the anode plate 20 is moved through the process container 2 to the side wall 9 until the seal 25 comes into contact with an inside of the side wall 9.
  • the opening 29 of the process container 2 is sealed from the inside and the entry of impurities into the process container 2 is prevented.
  • the substrate 31 can be rinsed and / or dried before the substrate holder 4 is moved away.
  • rinsing fluid is introduced into the process container 2 via the opening 11 or a separate opening and the surface 40 of the wafer 31 is rinsed.
  • the rinsing liquid is slowly drained off, a solvent, such as an IPA layer, being applied beforehand to the surface of the rinsing liquid, so that drying takes place according to the Marangoni principle.
  • openings could be provided in the anode plate 20 for the passage of a drying fluid (as will be described below with reference to FIG. 3). Then, after draining the rinse fluid, the anode plate 20 would be moved to a position adjacent to the substrate 31 and drying fluid, such as N 2 , would be passed through the openings onto the surface 40 of the substrate 31 to dry it.
  • drying fluid such as N 2
  • the substrate holder 4 is moved away from the side wall 9, so that the wafer 31 can be removed from the substrate holder 4.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the invention, in which the metal plating device 1 is designed in the form of a vertical double process chamber.
  • the same reference numerals as in the exemplary embodiment according to FIG. 1 are used in FIG. 3 to denote the same or similar elements.
  • the device 1 has a first process container 2, which is essentially the same as the process container 2 according to FIG. 1, and a second process container 60.
  • the process container 2 has a bottom wall 6, an upper wall 7 and left and right side walls 8 and 9.
  • a drain opening 62 is provided which is connected to a line 63.
  • an inlet opening 64 is provided in the region of the bottom wall 6, which is connected to an inlet line 65.
  • an overflow opening 66 is also provided in the region of the upper wall 7, which is connected to a line 67.
  • a shift rod 19 of an anode arrangement 3 extends through a central opening 17 in the side wall 8 and is longitudinally displaceable within the process container 2.
  • a longitudinally extending line 70 is provided in the shift rod 19 and is connected to a fluid source, not shown.
  • An anode plate 20 of the anode arrangement 3 has lines 72 which extend radially outward and are connected to the line 70 in the slide rod 19.
  • the lines 72 are connected to openings 74 in a surface 75 of the anode plate 20 facing the side wall 9.
  • a fluid such as N 2
  • the area formed by the openings is very small compared to the total area of the upper side 75 of the anode plate 20, so that the anode plate 20 can be regarded as an essentially closed plate.
  • the anode plate 20 is radially surrounded by an O-ring 25.
  • a sealing bellows 26 is provided, which is connected on one side to the sliding rod 19 and on the other side to the first wall 8 of the container 10.
  • the side wall 9 in turn has an opening 29, the circumference of which is determined by a seal 32.
  • the opening 29 can in turn be closed from the outside by a wafer 31 and from the inside by the anode plate 20.
  • a process container 60 is provided adjacent to the first process container 2, the left side wall of which is formed by the right side wall 9 of the first process container 2 containing the opening 29.
  • the second process container 60 has a bottom wall 76, an upper wall 77, the left side wall 9 and a right side wall 78.
  • In the bottom wall 76 is one combined inlet / outlet opening 81 is provided which is connected to a line 82.
  • two separate openings can of course also be provided.
  • An opening 84 is provided in the upper wall 77 and communicates with a line 85.
  • a sealing bellows is shown, which is connected on one side to the displacement rod 43 of the substrate support 4 and on the other side to the right side wall 78 of the process container 60.
  • a nozzle 90 Arranged on or in the left side wall 9 of the second process container 60 is a nozzle 90 which points into the second process container 60 and via which a treatment fluid, such as, for example, a rinsing liquid, in particular deionized water, is introduced into the second process container 60.
  • a treatment fluid such as, for example, a rinsing liquid, in particular deionized water
  • a plurality of nozzles can also be provided.
  • the structure of the substrate holder 4 essentially corresponds to the structure of the substrate holder 4 according to FIG. 1, only the shape of the vacuum finger 44 and the shape of the vacuum openings 47 differing from the shapes shown in FIG. 1.
  • the functional sequence of the vertical double process chamber is as follows:
  • the wafer 31 is introduced vertically through a side opening (not shown) of the second process container 60 via a wafer handling device and is received on the substrate holder 4 in the manner described above.
  • the substrate holder 4 is then moved in the direction of the wall 9 until the wafer surface 40 comes into contact with the seal 32 at the opening 29 and the process containers 2 and 60 seal against one another.
  • the wafer is processed in the manner described above and electrically contacted directly behind the seal 32 on its surface 40.
  • an electrolyte containing metal is introduced into the process container 2 via the opening 64 until it overflows via the opening 66. Thereafter, a voltage is applied between the wafer 31 and the anode plate 20, thereby causing metal deposition on the surface 40 of the wafer 31. After the deposition process has ended, the electrolyte is discharged from the process container via the opening 62.
  • the substrate holder 4 with the wafer 31 held thereon is moved away from the common wall 9 of the process chambers 2 and 60.
  • the anode arrangement 3 is moved in the direction of the wall 9 until the O-ring 25 comes into contact with the common wall 9 and the two process containers 2 and 60 are sealed off from one another by the anode arrangement 3.
  • Rinsing fluid such as deionized water, for example, is now admitted into the second process container 60 via the nozzle 90 and / or the opening 81 and the wafer is rinsed. After sufficient rinsing, the deionized water is drained off. To dry the wafer, a drying fluid, such as N 2 , is then introduced into the process container 60 through the openings in the anode and blown against the wafer. For drying, the distance between the anode plate and the wafer 31 can be reduced by moving the substrate holder 4 towards the wall 9.
  • a drying fluid such as N 2
  • the Marangoni principle could also be used as an alternative drying method.
  • a solvent such as. B. IPA
  • the deionized water is then drained off and the wafer 31 is dried in accordance with the Marangoni principle. Finally, the substrate treated and dried in this way is removed from the side opening of the container 60, not shown.
  • the opening 29, which can be closed off by the wafer 31, could, for example, also be formed in a bottom wall of a treatment device, the respective treatment fluid inlets and outlets having to be adapted accordingly.
  • the movement of the substrate holder and the anode arrangement could be controlled such that the anode plate and / or the wafer closes the opening 29 at all times.
  • the anode arrangement can be designed as a combined washing / drying unit, via which the washing and drying fluid is directed onto the wafer opposite the anode plate 20.
  • the anode plate can have, for example, a structure with a centered rinsing fluid nozzle and drying fluid nozzles extending tangentially to it.
  • the construction of such a combined rinsing / drying unit is described, for example, in DE 198 59 466, which is based on the same applicant and has not been previously published, and is thus made the subject of the present invention in order to avoid repetitions.
  • the bottom walls, the upper walls and the side walls (not shown) of the process containers can be formed in one piece. Furthermore, the bottom walls can be funnel-shaped in order to achieve a better outflow of the respective treatment fluid.
  • the respective chambers can also be used for different processes. For example, an etching medium can be introduced into the process chambers and the second chamber can be designed as a surface conditioning chamber.

Abstract

The invention relates to a device for treating substrates, especially semiconductor wafers, with at least one processing container that is provided with an opening which can be closed from the exterior during the treatment with the substrate. The aim of the invention is to provide a simple and homogeneous treatment of a surface pertaining to a substrate. The aim of the invention is also to reduce the danger of damage between successive treatment steps. To this end, a second processing container is provided adjacent to the first processing container. The wall of said second processing container is at least partially the container wall of the first processing container, whereby said container wall is provided with the opening which can be closed from the side of the first processing container.

Description

Vorrichtung zum Behandeln von Substraten Device for treating substrates
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, insbesondere Halbleiterwafern, mit einem wenigstens eine Öffnung aufweisenden Prozeßbehälter, bei der die Öffnung durch das Substrat von außen schließbar ist.The present invention relates to a device for treating substrates, in particular semiconductor wafers, with a process container having at least one opening, in which the opening can be closed from the outside through the substrate.
Eine Vorrichtung zum Behandeln von Substraten ist beispielsweise aus der auf dieselbe Anmelderin zurückgehenden, nicht vorveröffentlichten DE 198 59 470 bekannt. Diese Vorrichtung besitzt ein nach oben geöffnetes Prozeßbek- ken, welches von unten nach oben mit einem Metall enthaltenden Elektrolyten durchströmt wird. Auf seinem Weg nach oben strömt der Elektrolyt durch eine als Streckgitter ausgebildete Anode. Ein Halbleiterwafer, der mit dem in dem Elektrolyt befindlichen Metall plattiert werden soll, wird mittels eines Substrathalters über einem oberen Rand des Prozeßbehälters derart gehalten, daß ein Strömungsspalt dazwischen gebildet wird. Der das Prozeßbecken durchströmende Elektrolyt wird zwischen dem oberen Rand des Prozeßbehälters und dem Substrat zum Überlaufen und in Kontakt mit dem Wafer gebracht.A device for treating substrates is known, for example, from DE 198 59 470, which did not pre-publish and which goes back to the same applicant. This device has a process tank which is open at the top and through which a metal-containing electrolyte flows from bottom to top. On its way up, the electrolyte flows through an anode designed as an expanded metal. A semiconductor wafer to be plated with the metal in the electrolyte is held by a substrate holder over an upper edge of the process container so that a flow gap is formed therebetween. The electrolyte flowing through the process tank is brought to overflow between the upper edge of the process tank and the substrate and is brought into contact with the wafer.
Durch Anlegen einer Spannung zwischen der Anode und dem Wafer, der elektrisch kontaktiert wird, wird das im Elektrolyt enthaltene Metall zur Abscheidung auf dem Wafer gebracht.By applying a voltage between the anode and the wafer, which is electrically contacted, the metal contained in the electrolyte is caused to be deposited on the wafer.
Bei dieser Vorrichtung ergeben sich infolge der oben genannten Anströmung des Substrats in den äußeren Randbereichen des Wafers, insbesondere im Bereich des Spalts zwischen Wafer und oberem Rand des Prozeßbehälters, höhere Strömungsgeschwindigkeiten als im mittleren Bereich des Wafers. Durch diese Strömungsinhomogenitäten entstehen Abscheidungsinhomoge- nitäten des Metalls auf dem Wafer. Bei der Abscheidung des Metall entstehende Gasblasen werden in der Regel durch die Strömung des Elektrolyten mitgerissen, können sich aber in Bereichen relativer Strömungsruhe sammeln und dort eine weitere Abscheidung von Metall beeinträchtigen. Da der Elek- trolyt die dem Wafer gegenüberliegende Anode durchströmt, muß diese große Strömungsöffnungen aufweisen, was die Erzeugung eines homogenen elektrischen Feldes zwischen der Anode und dem Wafer beeinträchtigt. Für eine weitere Behandlung des Wafers, wie beispielsweise eines Spülvorgangs, muß das Substrat angehoben und gegebenenfalls eine Spül-Trocknungseinheit, wie sie in der, auf dieselbe Anmelderin zurückgehenden, nicht vorveröffentlichten DE 198 59 469 beschrieben ist, unter den Wafer gefahren werden.In the case of this device, as a result of the abovementioned flow onto the substrate in the outer edge regions of the wafer, in particular in the region of the gap between the wafer and the upper edge of the process container, there are higher flow rates than in the central region of the wafer. These inhomogeneities in flow create deposition inhomogeneities of the metal on the wafer. Gas bubbles formed during the deposition of the metal are generally entrained by the flow of the electrolyte, but can collect in areas of relative calm flow and impair further deposition of metal there. Since the electrical Trolyte flows through the anode opposite the wafer, this must have large flow openings, which affects the generation of a homogeneous electric field between the anode and the wafer. For a further treatment of the wafer, such as a rinsing process, the substrate has to be raised and, if necessary, a rinsing-drying unit, as described in DE 198 59 469, which was published by the same applicant and is not prepublished, has to be moved under the wafer.
Aus der US-A-5,437,777 ist eine Vorrichtung zum Behandeln von Substraten der eingangs genannten Art bekannt, bei der eine Öffnung eines Prozeßbehälters von außen durch ein zu behandelndes Substrat geschlossen wird. Die Öffnung ist in einer vertikalen Wand des Prozeßbehälters angeordnet, um während einer Metallplattierung eine gleichmäßige Anströmung des Substrats mit einem Behandlungsfluid zu erreichen. Nach einem Plattiervorgang muß das Substrat aufwendig umgeladen werden, um in einem weiteren Prozeße- hälter behandelt, beispielsweise gespült zu werden. Beim Umladen ergibt sich die Gefahr einer Beschädigung des Substrats aufgrund der notwendigen Handhabungsschritte. Ferner besteht beim Umladen die Gefahr, daß das Behandlungsfluid aufgrund der benötigten Umladezeit antrocknet und dadurch das Substrat beschädigt.From US-A-5,437,777 a device for treating substrates of the type mentioned is known, in which an opening of a process container is closed from the outside by a substrate to be treated. The opening is arranged in a vertical wall of the process container in order to achieve a uniform flow of treatment fluid onto the substrate during metal plating. After a plating process, the substrate has to be reloaded in a complex manner in order to be treated, for example rinsed, in a further process container. When reloading there is a risk of damage to the substrate due to the necessary handling steps. Furthermore, there is a risk during reloading that the treatment fluid dries due to the required reloading time and thereby damages the substrate.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorzusehen, die eine einfache, homogene Behandlung einer zu behandelnden Oberfläche des Substrats ermöglicht und die Gefahr einer Beschädigung des Substrats zwischen aufeinanderfolgenden Behandlungsschritten verringert.The present invention is therefore based on the object of providing a device of the type mentioned at the outset which enables simple, homogeneous treatment of a surface of the substrate to be treated and reduces the risk of damage to the substrate between successive treatment steps.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei der eingangs beschriebenen Vorrichtung ein benachbart zum ersten Prozeßbehälter vorgese- hener zweiter Prozeßbehälter vorgesehen wird, dessen eine Wand zumindest teilweise die die Öffnung enthaltende Behälterwand des ersten Prozeßbehälters ist. Durch Vorsehen des zweiten Prozeßbehälters, der mit dem ersten Prozeßbehälter die die Öffnung enthaltende Wand gemeinsam verwendet, ist das Substrat bei der Behandlung im ersten Prozeßbehälter im zweiten Prozeßbehälter angeordnet und kann nach der Behandlung im ersten Prozeßbehälter ohne weiteres Umladen im zweiten Behälter behandelt werden. Die Zeiträume zwischen aufeinanderfolgenden Behandlungsschritten können er- heblich verringert werden, wodurch die Gefahr des Antrocknens von Behand- lungsfluid erheblich verringert wird. Wenn das Substrat nicht die Öffnung in den Prozeßbehältern abschließt, wird sie von der Seite des ersten Prozeßbehälters her verschlossen, um eine Trennung der zwei Prozeßbehälter vorzusehen. Durch die zwei getrennten Prozeßräume werden darüber hinaus Medi- umverschleppungen reduziert. Durch Schließen der Öffnung des ersten Prozeßbehälters von außen durch das Substrat wird auf einfache Weise sichergestellt, daß nur die zu dem Prozeßbehälter weisende Oberfläche des Substrats mit einem in dem Prozeßbehälter befindlichen Behandlungsfluid in Kontakt kommt, während die restlichen Bereiche des Substrats demgegen- über isoliert sind. Ferner wird eine seitliche, sich im wesentlichen parallel zur Substratoberfläche erstreckende Anströmung des Substrats ermöglicht. Dadurch wird eine gleichmäßige Strömung auf der Substratoberfläche und somit eine gleichmäßige Behandlung erreicht.The object is achieved according to the invention in that, in the device described at the outset, a second process container is provided adjacent to the first process container, one wall of which is at least partially the container wall of the first process container containing the opening. By providing the second process container which shares the wall containing the opening with the first process container during the treatment in the first process container, the substrate is arranged in the second process container and after the treatment in the first process container can be treated in the second container without further reloading. The time periods between successive treatment steps can be reduced considerably, as a result of which the risk of the treatment fluid drying on is considerably reduced. If the substrate does not seal the opening in the process containers, it is sealed from the first process container side to provide separation of the two process containers. The two separate process rooms also reduce media carryover. By closing the opening of the first process container from the outside through the substrate, it is ensured in a simple manner that only the surface of the substrate facing the process container comes into contact with a treatment fluid located in the process container, while the remaining areas of the substrate are insulated from it . Furthermore, a lateral flow against the substrate, which extends essentially parallel to the substrate surface, is made possible. This results in a uniform flow on the substrate surface and thus a uniform treatment.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Öffnung in einer im wesentlichen vertikalen Wand des Prozeßbehälters ausgebildet, wodurch das Substrat bei Befüllung des Prozeßbehälters mit einem Behandlungsfluid vollständig von diesem benetzt wird und Lufteinschlüsse vermieden werden. Bei der Behandlung entstehende Gase werden durch die ver- tikale Anordnung des Substrats sofort nach oben abgeleitet und können sich nicht in Zonen relativer Strömungsruhe verfangen. Darüber hinaus kann durch die vertikale Anordnung bei einer Trocknung des Substrats der Marangoni- Effekt eingesetzt werden.In a particularly preferred embodiment of the invention, the opening is formed in a substantially vertical wall of the process container, as a result of which the substrate is completely wetted by a treatment fluid when the process container is filled and air pockets are avoided. Gases generated during the treatment are immediately discharged upwards due to the vertical arrangement of the substrate and cannot get caught in zones of relative flow calmness. In addition, the vertical arrangement allows the Marangoni effect to be used when the substrate dries.
Um ein gutes und dichtes Schließen der Öffnung durch das Substrat zu gewährleisten, ist ein den Umfang der Öffnung bildendes Dichtelement vorgesehen. Vorzugsweise weist das Dichtelement eine Hinterschneidung sowie eine Dichtlippe auf, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung durch Ausfrä- sen eines das Dichtelement bildenden Dichtungsmaterials gebildet sind. Das Dichtelement kann aber auch ein O-Ring sein.In order to ensure a good and tight closing of the opening by the substrate, a sealing element forming the periphery of the opening is provided. The sealing element preferably has an undercut and a sealing lip which, according to one embodiment of the invention, is milled out sen of a sealing material forming the sealing element are formed. The sealing element can also be an O-ring.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Kontaktelement zum elektrischen Kontaktieren der zum Prozeßbehälter weisenden Oberfläche des Substrats vorgesehen, das sich vorzugsweise in den Bereich der Hinter- schneidung des Dichtelements erstreckt, um eine gute und sichere Kontaktie- rung im Randbereich des Substrats zu gewährleisten.In a preferred embodiment of the invention, a contact element for electrically contacting the surface of the substrate facing the process container is provided, which preferably extends into the region of the undercut of the sealing element in order to ensure good and reliable contact in the edge region of the substrate.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sieht die Vorrichtung eine der Öffnung gegenüberliegende Elektrode zum Erzeugen eines elektrischen Feldes zwischen der Elektrode und dem Substrat vor. Dabei ist die Elektrode vorzugsweise eine Elektrodenplatte, die das Anlegen eines homogenen elektrischen Feldes ermöglicht. Bei einer bevorzugten Ausfüh- rungsform weist die Elektrodenplatte Öffnungen zum Hindurchleiten wenigstens eines Fluids, insbesondere eines Trocknungsfluids, auf, um eine gezielte, senkrechte Fluidströmung auf das der Elektrode gegenüberliegende Substrat zu ermöglichen. Die Elektrode ist vorzugsweise eine Anode.In a further preferred embodiment of the invention, the device provides an electrode opposite the opening for generating an electric field between the electrode and the substrate. The electrode is preferably an electrode plate which enables the application of a homogeneous electric field. In a preferred embodiment, the electrode plate has openings for passing at least one fluid, in particular a drying fluid, in order to enable a targeted, vertical fluid flow onto the substrate opposite the electrode. The electrode is preferably an anode.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Elektrode auf die Öffnung zu und von dieser weg bewegbar, um gegebenenfalls den Abstand zwischen der Elektrode und dem Substrat einzustellen. Vorzugsweise ist die Öffnung des Prozeßbehälters durch die Elektrode von innen schließbar, um den Prozeßbehälter gegenüber der Umgebung abzuschließen, wenn er nicht durch das Substrat geschlossen ist.According to a further preferred embodiment of the invention, the electrode can be moved towards and away from the opening in order to adjust the distance between the electrode and the substrate, if necessary. The opening of the process container can preferably be closed from the inside by the electrode in order to close off the process container from the environment when it is not closed by the substrate.
Um ein dichtes Abschließen der Öffnung durch die Elektrode zu gewährleisten, ist wenigstens ein Dichtelement an der Elektrode und/oder einer die Öffnung umgebenden Behälterwand vorgesehen. Um eine Beeinträchtigung des durch die Elektrode erzeugten elektrischen Feldes zu verhindern, sowie auf der Substratseite Beeinträchtigungen einer Fluidströmung zu vermeiden, umgibt das Dichtelement vorzugsweise radial die Elektrode und steht axial über eine zur Öffnung weisende Oberfläche der Elektrode vor. Bei einer speziellen Ausführungsform der Vorrichtung, die zur Metallplattie- rung des Substrats dient, ist wenigstens ein in dem Prozeßbehälter einleitbares Behandlungsfluid ein Metall enthaltender Elektrolyt und/oder ein Ätzmedi- um.In order to ensure that the opening is sealed off by the electrode, at least one sealing element is provided on the electrode and / or on a container wall surrounding the opening. In order to prevent impairment of the electrical field generated by the electrode and to avoid impairment of a fluid flow on the substrate side, the sealing element preferably radially surrounds the electrode and projects axially over a surface of the electrode facing the opening. In a special embodiment of the device which is used for the metal plating of the substrate, at least one treatment fluid which can be introduced into the process container is an electrolyte containing metal and / or an etching medium.
Vorzugsweise bildet der zweite Prozeßbehälter eine Spül- und/oder Trocknungskammer und/oder eine Oberflächen-Konditionierungskammer.The second process container preferably forms a rinsing and / or drying chamber and / or a surface conditioning chamber.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Substrat durch einen Substrathalter mit wenigstens einem relativ zu einem Hauptkörper des Substrathalters bewegbaren Vakuumfinger gehalten. Das Vorsehen eines relativ zum Hauptkörper des Substrathalters bewegbaren Vakuumfingers ermöglicht, daß das Substrat beabstandet zum Hauptkörper des Substrathalters be- und entladen werden kann, so daß eine Substrat-Handhabungsvorrichtung, zwischen Substrat und Hauptkörper des Substrathalters einfahren kann. Für einen sicheren und gleichmäßigen Halt ist der Vakuumfinger vorzugsweise mittig in einer zum Substrat weisenden Oberfläche des Hauptkörpers angeordnet. Zum In-Kontakt-Bringen des Hauptkörpers des Substrathalters mit dem Substrat ist der Vakuumfinger vorzugsweise in den Hauptkörper versenkbar.In a preferred embodiment of the invention, the substrate is held by a substrate holder with at least one vacuum finger that is movable relative to a main body of the substrate holder. The provision of a vacuum finger movable relative to the main body of the substrate holder enables the substrate to be loaded and unloaded at a distance from the main body of the substrate holder, so that a substrate handling device can move in between the substrate and the main body of the substrate holder. For a secure and uniform hold, the vacuum finger is preferably arranged centrally in a surface of the main body facing the substrate. To bring the main body of the substrate holder into contact with the substrate, the vacuum finger can preferably be countersunk into the main body.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Drucksensor in einer mit dem Vakuumfinger verbundenen Vakuumleitung vorgesehen, um einer Waferhandhabungsvorrichtung, welche das Substrat zu dem Substrathalter bringt, mitzuteilen, wann das Substrat sicher an dem Vakuumfinger gehalten ist.In a preferred embodiment of the invention, a pressure sensor is provided in a vacuum line connected to the vacuum finger in order to inform a wafer handling device, which brings the substrate to the substrate holder, when the substrate is securely held on the vacuum finger.
Vorzugsweise weist der Substrathalter neben dem Vakuumfinger eine Vielzahl von feststehenden Vakuumöffnungen in der zum Substrat weisenden Oberfläche des Hauptkörpers auf, um das Substrat über größere Bereiche fest an dem Substrathalter zu halten. Dabei umgeben die Vakuumöffnungen vor- zugsweise radial den Vakuumfinger. Vorteilhafterweise sind die Vakuumöffnungen separat von dem Vakuumfinger mit Unterdruck beaufschlagbar.In addition to the vacuum finger, the substrate holder preferably has a plurality of fixed vacuum openings in the surface of the main body facing the substrate in order to hold the substrate firmly on the substrate holder over larger areas. The vacuum openings surround preferably radial the vacuum finger. The vacuum openings can advantageously be subjected to negative pressure separately from the vacuum finger.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist wenigsten ein die Vakuumöffnungen radial umgebendes Dichtelement am Substrathalter vorgesehen, um eine gute Abdichtung eines Vakuumbereichs sicherzustellen. Vorzugsweise ist das Dichtelement am Substrathalter elastisch und liegt dem Dichtelement am Umfang der Öffnung, insbesondere der Dichtlippe, gegenüber, um dem Substrat in diesem Bereich einen kleinen Bewegungsspielraum einzuräumen, wodurch vermieden wird, daß das Substrat zwischen dem Dichtelement am Umfang der Öffnung und dem Substrathalter beschädigt, insbesondere zerdrückt wird. Durch das Gegenüberliegen der beiden Dichtungen wird außerdem die Anpresskraft direkt vertikal durch das Substrat übertragen, ohne daß in dem Substrat Querkräfte oder Spannungen auftreten.According to a preferred embodiment of the invention, at least one sealing element radially surrounding the vacuum openings is provided on the substrate holder in order to ensure a good seal of a vacuum region. The sealing element on the substrate holder is preferably elastic and lies opposite the sealing element on the circumference of the opening, in particular the sealing lip, in order to give the substrate a small freedom of movement in this region, thereby avoiding the substrate between the sealing element on the circumference of the opening and the substrate holder damaged, in particular crushed. Because the two seals lie opposite one another, the contact pressure is also transmitted directly vertically through the substrate without transverse forces or stresses occurring in the substrate.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Es zeigen:The invention is explained below on the basis of preferred exemplary embodiments with reference to the figures. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung;1 shows a schematic illustration of an embodiment of the device according to the invention;
Fig. 2 eine vergrößerte schematische Darstellung eines Kreisausschnittes gemäß Fig. 1 ;FIG. 2 shows an enlarged schematic illustration of a circular section according to FIG. 1;
Fig. 3 eine alternative Ausführungsform der Erfindung mit zwei Prozeßbehältern.Fig. 3 shows an alternative embodiment of the invention with two process containers.
Fig. 1 zeigt eine Metall-Plattierungsvorrichtung 1 mit einem Prozeßbehälter 2, einer bewegbar innerhalb des Prozeßbehälters 2 angeordneten Anodenanordnung 3 und einem außerhalb des Prozeßbehälters 2 angeordneten Substratträger 4.1 shows a metal plating device 1 with a process container 2, an anode arrangement 3 movably arranged inside the process container 2 and a substrate carrier 4 arranged outside the process container 2.
Der Prozeßbehälter 2 wird durch eine Bodenwand 6, eine oberen Wand 7 und entsprechende Seitenwände, von denen eine linke Seitenwand 8 und eine rechte Seitenwand 9 gezeigt sind, gebildet. Zwischen den Wänden des Pro- zeßbehälters 2 wird ein Prozeßraum 10 gebildet. In der Bodenwand 6 ist eine kombinierte Einlaß-/Auslaßöffnung 11 benachbart zu der rechten Seitenwand 9 vorgesehen, die mit einer Leitung 12 in Verbindung steht. Über die Leitung 12 bzw. die Öffnung 11 kann ein Behandlungsfluid in den Prozeßbehälter 2 eingeleitet sowie aus diesem abgelassen werden. Anstelle eines kombinierten Einlaß-/Auslaßanschlusses könnten selbstverständlich auch zwei getrennte Öffnungen mit entsprechenden Leitungen vorgesehen sein.The process container 2 is formed by a bottom wall 6, an upper wall 7 and corresponding side walls, of which a left side wall 8 and a right side wall 9 are shown. Between the walls of the pro zeßbehälters 2, a process room 10 is formed. In the bottom wall 6, a combined inlet / outlet opening 11 is provided adjacent to the right side wall 9, which is connected to a line 12. A treatment fluid can be introduced into and drained from the process container 2 via the line 12 or the opening 11. Instead of a combined inlet / outlet connection, two separate openings with corresponding lines could of course also be provided.
In der oberen Wand 7 ist eine Öffnung 14 vorgesehen, die mit einer Über- laufleitung 15 in Verbindung steht. Durch die Öffnung 14 und die Überlaufleitung 15 läuft das von unten eingeleitete Behandlungsfluid aus dem Prozeßbehälter 2 über.An opening 14 is provided in the upper wall 7 and is connected to an overflow line 15. The treatment fluid introduced from below overflows from the process container 2 through the opening 14 and the overflow line 15.
In der linken Seitenwand 8 ist eine Mittelöffnung 17 vorgesehen, in der eine Verschiebestange 19 der Anodenanordnung 3 angeordnet ist. Die Verschiebestange 19 der Anodenanordnung 3 erstreckt sich durch die Mittelöffnung 17 und ist an ihrem außerhalb des Prozeßbehälters 2 liegenden Ende mit einer nicht dargestellten Linearbewegungseinheit verbunden. Das innerhalb des Prozeßbehälters 2 liegende Ende der Verschiebestange 19 ist mit einer An- odenplatte 20 verbunden, die sich parallel zu der Seitenwand 8 und im wesentlichen senkrecht zu der Verschiebestange 19 erstreckt. Die AnodenplatteIn the left side wall 8 there is a central opening 17 in which a sliding rod 19 of the anode arrangement 3 is arranged. The shift rod 19 of the anode arrangement 3 extends through the central opening 17 and is connected at its end outside the process container 2 to a linear movement unit, not shown. The end of the shift rod 19 located within the process container 2 is connected to an anode plate 20 which extends parallel to the side wall 8 and essentially perpendicular to the shift rod 19. The anode plate
20 ist eine geschlossene Platte mit einer ebenen, zur rechten Seitenwand 9 weisenden Oberseite 21. Zwischen der linken Seitenwand 8 und der Rückseite der Anodenplatte 20 ist eine Dichtung in der Form eines O-Rings 23 vorgesehen, die entweder an der linken Seitenwand 8 oder der Rückseite der Anodenplatte 20 befestigt ist. Die Anodenplatte 20 ist radial von einem O-Ring 25 umgeben, der in Richtung der rechten Seitenwand 9 über die Oberfläche20 is a closed plate with a flat top 21 facing the right side wall 9. Between the left side wall 8 and the back of the anode plate 20, a seal in the form of an O-ring 23 is provided, which either on the left side wall 8 or Back of the anode plate 20 is attached. The anode plate 20 is radially surrounded by an O-ring 25 which extends in the direction of the right side wall 9 over the surface
21 der Anodenplatte 20 vorsteht. Das Bezugszeichen 26 zeigt einen Dichtungsbalg, der an seiner linken Seite an der Verschiebestange 19 und an sei- ner rechten Seite mit der ersten Wand 8 des Behälters 10 verbunden ist.21 of the anode plate 20 protrudes. The reference numeral 26 shows a sealing bellows which is connected on its left side to the sliding rod 19 and on its right side to the first wall 8 of the container 10.
Die rechte Seitenwand 9 weist eine Mittelöffnung 29 auf, deren Abmessungen kleiner sind als die Abmessungen eines zu behandelnden Substrats, wie z. B. eines Halbleiterwafers 31. Der Umfang der Öffnung 29 wird durch eine Dichtung 32 gebildet, die am besten in der Detailansicht in Fig. 2 zu sehen ist. Die Dichtung 32 ist an einen Innenumfang der rechten Seitenwand 9 angeschweißt und besitzt eine zur Öffnung 29 weisende gekrümmte Oberfläche 33. In der der Oberfläche 33 gegenüberliegenden Seite der Dichtung 32 ist eine Hinterschneidung 35 ausgebildet, die beispielsweise durch Ausfräsen des die Dichtung 32 bildenden Materials gebildet wird.The right side wall 9 has a central opening 29 whose dimensions are smaller than the dimensions of a substrate to be treated, such as. B. of a semiconductor wafer 31. The periphery of the opening 29 is formed by a seal 32, which can best be seen in the detailed view in FIG. 2. The seal 32 is welded to an inner circumference of the right side wall 9 and has a curved surface 33 facing the opening 29. In the side of the seal 32 opposite the surface 33, an undercut 35 is formed, which is formed, for example, by milling out the material forming the seal 32 becomes.
An einer Außenseite der Behälterwand 9 ist ein Kontaktelement 37 in Form einer Kontaktfeder mittels einer Schraube befestigt. Das Kontaktelement 37 erstreckt sich in den Bereich der Hinterschneidung 35 der Dichtung 32 und weist eine Kontaktkuppe 39 auf. Die Kontaktkuppe 39 dient zum elektrischen Kontaktieren eines Randbereichs einer zu dem Prozeßbehälter 2 weisenden Oberfläche 40 des Wafers 31. Der elektrisch kontaktierte Randbereich der Oberfläche 40 des Wafers 31 liegt radial außerhalb eines Kontaktbereiches zwischen der Oberfläche 40 und der Dichtung 32 und ist somit bezüglich der Innenseite des Prozeßbehälters 2 isoliert.A contact element 37 in the form of a contact spring is fastened to the outside of the container wall 9 by means of a screw. The contact element 37 extends into the region of the undercut 35 of the seal 32 and has a contact tip 39. The contact tip 39 serves to electrically contact an edge region of a surface 40 of the wafer 31 facing the process container 2. The electrically contacted edge region of the surface 40 of the wafer 31 is located radially outside of a contact region between the surface 40 and the seal 32 and is thus with respect to the inside of the process container 2 isolated.
Der Wafer 31 wird durch den Substrathalter 4 getragen und ist mit diesem auf den Prozeßbehälter zu in eine Position bewegbar, in der der Wafer 31 die Öffnung 29 in der Seitenwand 9 schließt und von dem Prozeßbehälter 2 weg bewegbar in eine Position, in der der Wafer 31 die Öffnung 29 nicht schließt.The wafer 31 is carried by the substrate holder 4 and is movable with it towards the process container into a position in which the wafer 31 closes the opening 29 in the side wall 9 and can be moved away from the process container 2 into a position in which the wafer 31 does not close the opening 29.
Der Substrathalter 4 weist einen Hauptkörper 42 und eine daran befestigte Verschiebestange 43 auf. Die Verschiebestange 43 kann auch einstückig mit dem Hauptkörper 42 ausgebildet sein. In dem Hauptkörper 42 ist ein mittig angeordneter Vakuumfinger 44 angeordnet, der mit einer Vakuumleitung 45 in Verbindung steht. In der Vakuumleitung 45 ist ein nicht gezeigter Drucksensor angeordnet, über den ermittelt wird, ob zwischen dem Vakuumfinger 44 und dem Wafer 31 ein ausreichender Unterdruck zum Halten des Wafers gehalten wird. Der Vakuumfinger 44 ist seitlich aus dem Hauptkörper 42 heraus bewegbar und in diesen zurückziehbar, so daß er vollständig in dem Hauptkörper 42 versenkt ist.The substrate holder 4 has a main body 42 and a slide rod 43 attached to it. The shift rod 43 can also be formed in one piece with the main body 42. A central vacuum finger 44 is arranged in the main body 42 and is connected to a vacuum line 45. A pressure sensor, not shown, is arranged in the vacuum line 45 and is used to determine whether a sufficient negative pressure is maintained between the vacuum finger 44 and the wafer 31 for holding the wafer. The vacuum finger 44 is laterally movable out of the main body 42 and retractable into it so that it is completely sunk in the main body 42.
In dem Hauptkörper 42 sind ferner eine Vielzahl von den Vakuumfinger 44 radial umgebenden Öffnungen 47 vorgesehen, die mit einer Vakuumleitung 48 in Verbindung stehen und mit Unterdruck beaufschlagbar sind, um den Wafer 31 fest gegen den Grundkörper 42 des Substrathalters 4 zu ziehen. Die Vakuumleitungen 45 und 48 sind getrennt voneinander mit Unterdruck beauf- schlagbar, obwohl sie mit einer gemeinsamen Unterdruckquelle verbunden sein können.In the main body 42 there are also a plurality of openings 47 radially surrounding the vacuum fingers 44, which are connected to a vacuum line 48 and can be subjected to negative pressure in order to pull the wafer 31 firmly against the base body 42 of the substrate holder 4. The vacuum lines 45 and 48 can be subjected to negative pressure separately from one another, although they can be connected to a common negative pressure source.
Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, ist im Randbereich einer zum Wafer 31 weisenden Oberfläche des Hauptkörpers 42 eine Nut 50 vorgesehen, in der ein O- Ring 51 aufgenommen ist. Der O-Ring 51 umgibt radial die Vakuumöffnungen 47 und sieht somit eine gute radiale Abdichtung eines zwischen dem Wafer 31 und dem Hauptkörper 42 des Substrathalters 4 gebildeten Vakuumbereichs vor. Der O-Ring 51 liegt im Bereich der Dichtung 32 an der Seitenwand 9 des Prozeßbehälters 2.As can be seen in FIG. 2, a groove 50 is provided in the edge region of a surface of the main body 42 facing the wafer 31, in which a O-ring 51 is received. The O-ring 51 radially surrounds the vacuum openings 47 and thus provides a good radial seal for a vacuum region formed between the wafer 31 and the main body 42 of the substrate holder 4. The O-ring 51 lies in the area of the seal 32 on the side wall 9 of the process container 2.
Nachfolgend wird die Behandlung des Wafers 31 in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 beschrieben.The treatment of the wafer 31 in the device according to FIG. 1 is described below.
Zunächst ist der Substrathalter 4 von dem Prozeßbehälter 2 zurückgezogen und beabstandet. Der Vakuumfinger 44 ist aus dem Hauptkörper 42 des Substrathalters 4 herausgefahren und nimmt einen Wafer 31 auf, der durch eine nicht dargestellte Handhabungsvorrichtung in den Bereich des Substrathalters 4 gebracht wird. Durch den ausgefahrenen Vakuumfinger 44 wird ermöglicht, daß sich die Handhabungsvorrichtung in einen zwischen Hauptkörper 42 und Substrat 31 gebildeten Raum bewegen und an den Vakuumfinger 44 übergeben kann. Nach Aufnahme des Substrats durch den Vakuumfinger 44 wird die Handhabungseinrichtung gelöst und aus dem Bereich zwischen Wafer 31 und Hauptkörper 42 des Substrathalters 4 heraus bewegt. Dann wird der Vakuumfinger 44 in den Hauptkörper 42 des Substrathalters 4 zurückgezogen. Dabei kommt eine Seite des Wafers 31 mit dem Hauptkörper 42 in Kontakt, und es wird über die Vakuumleitung 48 ein Vakuum an die Vakuumöffnungen 47 angelegt, um einen sicheren Halt des Wafers 31 an dem Hauptkörper 42 sicherzustellen.First, the substrate holder 4 is withdrawn from the process container 2 and spaced apart. The vacuum finger 44 has moved out of the main body 42 of the substrate holder 4 and receives a wafer 31 which is brought into the region of the substrate holder 4 by a handling device (not shown). The extended vacuum finger 44 enables the handling device to move into a space formed between the main body 42 and the substrate 31 and to be transferred to the vacuum finger 44. After the substrate has been picked up by the vacuum finger 44, the handling device is released and moved out of the area between the wafer 31 and the main body 42 of the substrate holder 4. Then the vacuum finger 44 is retracted into the main body 42 of the substrate holder 4. One side of the wafer 31 comes into contact with the main body 42, and a vacuum is applied to the vacuum openings 47 via the vacuum line 48 in order to ensure a secure hold of the wafer 31 on the main body 42.
Anschließend wird der Substrathalter 4 auf das Prozeßbecken 2 zu bewegt, bis die Oberfläche 40 des Wafers 31 mit der Dichtung 32 an der Seitenwand 9 in Kontakt kommt und dadurch die Öffnung 29 in der Seitenwand 9 schließt und abdichtet. Gleichzeitig kommt die Oberfläche 40 des Wafers 31 in ihrem Randbereich mit der Kontakkuppe 39 des Kontaktelements 37 in Kontakt.The substrate holder 4 is then moved towards the process basin 2 until the surface 40 of the wafer 31 comes into contact with the seal 32 on the side wall 9 and thereby closes and seals the opening 29 in the side wall 9. At the same time, the surface 40 of the wafer 31 comes into contact with the contact tip 39 of the contact element 37 in its edge region.
Anschließend wird der Prozeßbehälter 2 mit einem Metall enthaltenden Elektrolyten befüllt, wobei die Oberfläche 40 des Wafers 31 gleichmäßig mit dem Elektrolyten benetzt wird. Anschließend wird eine Spannung zwischen der Anodenplatte 20 und dem elektrisch kontaktierten Wafer 31 angelegt, um eine Abscheidung des in dem Elektrolyten enthaltenen Metalls auf der Oberfläche 40 des Wafers 31 zu bewirken. Dabei wird kontinuierlich über die Öffnung 1 1 Elektrolyt in den Prozeßbehälter 2 eingeleitet, der über die Öffnung 14 aus dem Prozeßbehälter 2 ausfließt. Nach einer ausreichenden Abscheidung des Metalls wird der Elektrolyt über die Öffnung 11 aus dem Prozeßbehälter 2 ab- gelassen. Beim Zurückziehen des Substrathalters 4 von dem Prozeßbehälter 2 wird die Anodenplatte 20 durch den Prozeßbehälter 2 hindurch zu der Seitenwand 9 zu bewegt, bis die Dichtung 25 mit einer Innenseite der Seitenwand 9 in Kontakt kommt. Dadurch wird die Öffnung 29 des Prozeßbehälters 2 von innen abgedichtet und der Eintritt von Verunreinigungen in den Prozeß- behälter 2 verhindert.The process container 2 is then filled with an electrolyte containing metal, the surface 40 of the wafer 31 being uniformly wetted with the electrolyte. A voltage is then applied between the anode plate 20 and the electrically contacted wafer 31 in order to cause the metal contained in the electrolyte to be deposited on the surface 40 of the wafer 31. In this case, electrolyte is continuously introduced into the process container 2 via the opening 11 and flows out of the process container 2 via the opening 14. After sufficient deposition of the metal, the electrolyte is let out of the process container 2 via the opening 11. When the substrate holder 4 is withdrawn from the process container 2, the anode plate 20 is moved through the process container 2 to the side wall 9 until the seal 25 comes into contact with an inside of the side wall 9. As a result, the opening 29 of the process container 2 is sealed from the inside and the entry of impurities into the process container 2 is prevented.
Alternativ kann vor dem Wegbewegen des Substrathalters 4 innerhalb des Prozeßbeckens 2 eine Spülung und/oder Trocknung des Wafers 31 erfolgen. Zum Spülen des Wafers 31 wird über die Öffnung 11 oder eine separate Öffnung Spülfluid in den Prozeßbehälter 2 eingeleitet und die Oberfläche 40 des Wafers 31 gespült. Zum Trocknen des Wafers 31 wird die Spülflüssigkeit langsam abgelassen, wobei zuvor auf die Oberfläche der Spülflüssigkeit ein Lösungsmittel, wie beispielsweise eine IPA-Schicht, aufgebracht wird, so daß eine Trocknung gemäß dem Marangoni-Prinzip erfolgt.Alternatively, the substrate 31 can be rinsed and / or dried before the substrate holder 4 is moved away. To rinse the wafer 31, rinsing fluid is introduced into the process container 2 via the opening 11 or a separate opening and the surface 40 of the wafer 31 is rinsed. To dry the wafer 31, the rinsing liquid is slowly drained off, a solvent, such as an IPA layer, being applied beforehand to the surface of the rinsing liquid, so that drying takes place according to the Marangoni principle.
Alternativ könnten in der Anodenplatte 20 Öffnungen zum Hindurchleiten eines Trocknungsfluids vorgesehen sein (wie unter Bezugnahme auf Fig. 3 nachfolgend beschrieben wird). Dann würde die Anodenplatte 20 nach Ablassen des Spülfluids in eine Position benachbart zu dem Substrat 31 bewegt und über die Öffnungen Trocknungsfluid, wie beispielsweise N2, auf die Oberfläche 40 des Substrats 31 geleitet, um diese zu trocknen.Alternatively, openings could be provided in the anode plate 20 for the passage of a drying fluid (as will be described below with reference to FIG. 3). Then, after draining the rinse fluid, the anode plate 20 would be moved to a position adjacent to the substrate 31 and drying fluid, such as N 2 , would be passed through the openings onto the surface 40 of the substrate 31 to dry it.
Anschließend wird der Substrathalter 4 von der Seitenwand 9 weg bewegt, so daß der Wafer 31 von dem Substrathalter 4 entnommen werden kann.Subsequently, the substrate holder 4 is moved away from the side wall 9, so that the wafer 31 can be removed from the substrate holder 4.
Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung, bei der die Me- tallplattierungsvorrichtung 1 in Form einer vertikalen Doppelprozeßkammer ausgebildet ist. Soweit dies zweckmäßig ist, werden in Fig. 3 dieselben Bezugszeichen wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 verwendet, um gleiche oder ähnliche Elemente zu bezeichnen.FIG. 3 shows an alternative embodiment of the invention, in which the metal plating device 1 is designed in the form of a vertical double process chamber. Insofar as this is expedient, the same reference numerals as in the exemplary embodiment according to FIG. 1 are used in FIG. 3 to denote the same or similar elements.
Die Vorrichtung 1 weist einen ersten Prozeßbehälter 2 auf, der im wesentli- chen dem Prozeßbehälter 2 gemäß Fig. 1 gleicht, sowie einen zweiten Prozeßbehälter 60.The device 1 has a first process container 2, which is essentially the same as the process container 2 according to FIG. 1, and a second process container 60.
Der Prozeßbehälter 2 weist eine Bodenwand 6, eine obere Wand 7 sowie linke und rechte Seitenwände 8 und 9 auf. In der Bodenwand 6 ist eine Ablaß- Öffnung 62 vorgesehen, die mit einer Leitung 63 in Verbindung steht.The process container 2 has a bottom wall 6, an upper wall 7 and left and right side walls 8 and 9. In the bottom wall 6, a drain opening 62 is provided which is connected to a line 63.
In der Seitenwand 8 ist im Bereich der Bodenwand 6 eine Einlaßöffnung 64 vorgesehen, die mit einer Einlaßleitung 65 in Verbindung steht. In der Seiten- wand 8 ist ferner im Bereich der oberen Wand 7 eine Überlauföffnung 66 vorgesehen, die mit einer Leitung 67 in Verbindung steht.In the side wall 8, an inlet opening 64 is provided in the region of the bottom wall 6, which is connected to an inlet line 65. In the side wall 8, an overflow opening 66 is also provided in the region of the upper wall 7, which is connected to a line 67.
Eine Verschiebestange 19 einer Anodenanordnung 3 erstreckt sich durch eine Mittelöffnung 17 in der Seitenwand 8 und ist innerhalb des Prozeßbehälters 2 längs verschiebbar.A shift rod 19 of an anode arrangement 3 extends through a central opening 17 in the side wall 8 and is longitudinally displaceable within the process container 2.
In der Verschiebestange 19 ist eine sich längs erstreckende Leitung 70 vorgesehen, die mit einer nicht dargestellten Fluidquelle in Verbindung steht.A longitudinally extending line 70 is provided in the shift rod 19 and is connected to a fluid source, not shown.
Eine Anodenplatte 20 der Anodenanordnung 3 weist sich radial nach außen erstreckende Leitungen 72 auf, die mit der Leitung 70 in der Verschiebestange 19 in Verbindung stehen. Die Leitungen 72 stehen mit Öffnungen 74 in einer zur Seitenwand 9 weisenden Oberfläche 75 der Anodenplatte 20 in Ver- bindung. Über die Leitung 70, die Leitungen 72 sowie die Öffnungen 74 kann ein Fluid, wie beispielsweise N2, durch die Anodenanordnung 3 hindurch geleitet werden. Die durch die Öffnungen gebildete Fläche ist im Vergleich zu der Gesamtfläche der Oberseite 75 der Anodenplatte 20 sehr gering, so daß die Anodenplatte 20 als im wesentlichen geschlossene Platte anzusehen ist. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Anodenplatte 20 radial von einem O-Ring 25 umgeben. Wiederum ist ein Dichtungsbalg 26 vorgesehen, der an einer Seite mit der Verschiebestange 19 und an seiner anderen Seite mit der ersten Wand 8 des Behälters 10 verbunden ist.An anode plate 20 of the anode arrangement 3 has lines 72 which extend radially outward and are connected to the line 70 in the slide rod 19. The lines 72 are connected to openings 74 in a surface 75 of the anode plate 20 facing the side wall 9. A fluid, such as N 2 , can be passed through the anode arrangement 3 via the line 70, the lines 72 and the openings 74. The area formed by the openings is very small compared to the total area of the upper side 75 of the anode plate 20, so that the anode plate 20 can be regarded as an essentially closed plate. As in the first exemplary embodiment, the anode plate 20 is radially surrounded by an O-ring 25. Again, a sealing bellows 26 is provided, which is connected on one side to the sliding rod 19 and on the other side to the first wall 8 of the container 10.
Die Seitenwand 9 weist wiederum eine Öffnung 29 auf, deren Umfang durch eine Dichtung 32 bestimmt wird. Die Öffnung 29 ist wiederum von außen durch einen Wafer 31 und von innen durch die Anodenplatte 20 schließbar.The side wall 9 in turn has an opening 29, the circumference of which is determined by a seal 32. The opening 29 can in turn be closed from the outside by a wafer 31 and from the inside by the anode plate 20.
Benachbart zu dem ersten Prozeßbehälter 2 ist ein Prozeßbehälter 60 vorge- sehen, dessen linke Seitenwand durch die die Öffnung 29 enthaltende rechte Seitenwand 9 des ersten Prozeßbehälters 2 gebildet wird. Der zweite Prozeßbehälter 60 weist eine Bodenwand 76, eine obere Wand 77, die linke Seitenwand 9 sowie eine rechte Seitenwand 78 auf. In der Bodenwand 76 ist eine kombinierte Einlaß-/Auslaßöffnung 81 vorgesehen, die mit einer Leitung 82 in Verbindung steht. Anstelle einer kombinierten Einlaß-/Auslaßöffnung können natürlich auch zwei separate Öffnungen vorgesehen sein.A process container 60 is provided adjacent to the first process container 2, the left side wall of which is formed by the right side wall 9 of the first process container 2 containing the opening 29. The second process container 60 has a bottom wall 76, an upper wall 77, the left side wall 9 and a right side wall 78. In the bottom wall 76 is one combined inlet / outlet opening 81 is provided which is connected to a line 82. Instead of a combined inlet / outlet opening, two separate openings can of course also be provided.
In der oberen Wand 77 ist eine Öffnung 84 vorgesehen, die mit einer Leitung 85 in Verbindung steht.An opening 84 is provided in the upper wall 77 and communicates with a line 85.
In der rechten Seitenwand 78 des Prozeßbehälters 60 ist eine Mittelöffnung 87 vorgesehen, durch die sich eine Verschiebestange 43 des Substratträgers 4 erstreckt. Bei 91 ist ein Dichtungsbalg gezeigt, der an einer Seite mit der Verschiebestange 43 des Substratträges 4 und an seiner anderen Seite mit der rechten Seitenwand 78 des Prozeßbehälters 60 verbunden ist.In the right side wall 78 of the process container 60 there is a central opening 87 through which a sliding rod 43 of the substrate carrier 4 extends. At 91, a sealing bellows is shown, which is connected on one side to the displacement rod 43 of the substrate support 4 and on the other side to the right side wall 78 of the process container 60.
An bzw. in der linken Seitenwand 9 des zweiten Prozeßbehälters 60 ist eine in den zweiten Prozeßbehälter 60 weisende Düse 90 angeordnet, über die ein Behandlungsfluid, wie beispielsweise eine Spülflüssigkeit, insbesondere deionisiertes Wasser, in den zweiten Prozeßbehälter 60 eingeleitet wird. Anstatt einer einzelnen Düse kann auch eine Vielzahl von Düsen vorgesehen sein.Arranged on or in the left side wall 9 of the second process container 60 is a nozzle 90 which points into the second process container 60 and via which a treatment fluid, such as, for example, a rinsing liquid, in particular deionized water, is introduced into the second process container 60. Instead of a single nozzle, a plurality of nozzles can also be provided.
Der Aufbau des Substrathalters 4 entspricht im wesentlichen dem Aufbau des Substrathalters 4 gemäß Fig. 1 , wobei sich lediglich die Form des Vakuumfingers 44 sowie die Form der Vakuumöffnungen 47 von den in Fig. 1 gezeigten Formen unterscheiden.The structure of the substrate holder 4 essentially corresponds to the structure of the substrate holder 4 according to FIG. 1, only the shape of the vacuum finger 44 and the shape of the vacuum openings 47 differing from the shapes shown in FIG. 1.
Der Funktionsablauf der vertikalen Doppelprozeßkammer ist wie folgt:The functional sequence of the vertical double process chamber is as follows:
Der Wafer 31 wird vertikal über eine nicht dargestellte, seitliche Öffnung des zweiten Prozeßbehälters 60 über eine Waferhandhabungsvorrichtung in diesen eingebracht und in der oben beschriebenen Art und Weise an dem Sub- strathalter 4 aufgenommen. Anschließend wird der Substrathalter 4 in Richtung der Wand 9 bewegt, bis die Waferoberfläche 40 mit der Dichtung 32 an der Öffnung 29 in Kontakt kommt und die Prozeßbehälter 2 und 60 gegeneinander abdichtet. Gleichzeitig wird der Wafer in der oben beschriebenen Art und Weise direkt hinter der Dichtung 32 an seiner Oberfläche 40 elektrisch kontaktiert.The wafer 31 is introduced vertically through a side opening (not shown) of the second process container 60 via a wafer handling device and is received on the substrate holder 4 in the manner described above. The substrate holder 4 is then moved in the direction of the wall 9 until the wafer surface 40 comes into contact with the seal 32 at the opening 29 and the process containers 2 and 60 seal against one another. At the same time, the wafer is processed in the manner described above and electrically contacted directly behind the seal 32 on its surface 40.
Nach Abdichtung der Prozeßkammern wird ein Metall enthaltender Elektrolyt über die Öffnung 64 in den Prozeßbehälter 2 eingelassen, bis er über die Öffnung 66 überläuft. Danach wird eine Spannung zwischen dem Wafer 31 und der Anodenplatte 20 angelegt, wodurch eine Metallabscheidung auf der Oberfläche 40 des Wafers 31 bewirkt wird. Nach Beendigung des Abscheidungs- prozesses wird der Elektrolyt über die Öffnung 62 aus dem Prozeßbehälter abgelassen.After the process chambers have been sealed, an electrolyte containing metal is introduced into the process container 2 via the opening 64 until it overflows via the opening 66. Thereafter, a voltage is applied between the wafer 31 and the anode plate 20, thereby causing metal deposition on the surface 40 of the wafer 31. After the deposition process has ended, the electrolyte is discharged from the process container via the opening 62.
Anschließend wird der Substrathalter 4 mit dem daran gehaltenen Wafer 31 von der gemeinsamen Wand 9 der Prozeßkammern 2 und 60 weg bewegt. Gleichzeitig wird die Anodenanordnung 3 in Richtung der Wand 9 bewegt, bis der O-Ring 25 mit der gemeinsamen Wand 9 in Kontakt kommt und die beiden Prozeßbehälter 2 und 60 durch die Anodenanordnung 3 gegeneinander abdichtet.Subsequently, the substrate holder 4 with the wafer 31 held thereon is moved away from the common wall 9 of the process chambers 2 and 60. At the same time, the anode arrangement 3 is moved in the direction of the wall 9 until the O-ring 25 comes into contact with the common wall 9 and the two process containers 2 and 60 are sealed off from one another by the anode arrangement 3.
Nun wird über die Düse 90 und/oder die Öffnung 81 Spülfluid, wie beispiels- weise deionisiertes Wasser, in den zweiten Prozeßbehälter 60 eingelassen und der Wafer gespült. Nach ausreichender Spülung wird das deionisierte Wasser abgelassen. Zum Trocknen des Wafers wird dann durch die Öffnungen in der Anode ein Trocknungsfluid, wie beispielsweise N2, in den Prozeßbehälter 60 eingelassen und gegen den Wafer geblasen. Zum Trocknen kann der Abstand zwischen der Anodenplatte und dem Wafer 31 verringert werden, indem der Substrathalter 4 auf die Wand 9 zubewegt wird.Rinsing fluid, such as deionized water, for example, is now admitted into the second process container 60 via the nozzle 90 and / or the opening 81 and the wafer is rinsed. After sufficient rinsing, the deionized water is drained off. To dry the wafer, a drying fluid, such as N 2 , is then introduced into the process container 60 through the openings in the anode and blown against the wafer. For drying, the distance between the anode plate and the wafer 31 can be reduced by moving the substrate holder 4 towards the wall 9.
Als alternative Trocknungsvariante könnte auch das Marangoni-Prinzip angewandt werden. Hierzu wird vor dem Ablassen des deionisierten Wassers über die Öffnung 84 von oben ein Lösungsmittel, wie z. B. IPA, in den Prozeßbehälter 60 eingeleitet. Nachfolgend wird das deionisierte Wasser abgelassen und der Wafer 31 gemäß dem Marangoni-Prinzip getrocknet. Abschließend wird das so behandelte und getrocknete Substrat aus der nicht dargestellten seitlichen Öffnung des Behälters 60 entnommen.The Marangoni principle could also be used as an alternative drying method. For this purpose, a solvent, such as. B. IPA, introduced into the process container 60. The deionized water is then drained off and the wafer 31 is dried in accordance with the Marangoni principle. Finally, the substrate treated and dried in this way is removed from the side opening of the container 60, not shown.
Die Erfindung wurde zuvor anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele der Er- findung beschrieben, ohne jedoch auf die speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt zu sein. Beispielsweise ist es nicht notwendig, daß die Öffnung 29, welche durch den Wafer 31 abschließbar ist, in einer vertikalen Seitenwand ausgebildet ist. Die Öffnung 29 könnte beispielsweise auch in einer Bodenwand einer Behandlungsvorrichtung ausgebildet sein, wobei die jeweiligen Behandlungsfluid-Ein- und Auslässe dementsprechend angepaßt sein müßten. Die Bewegung des Substrathalters und der Anodenanordnung könnten derart gesteuert sein, daß zu jedem Zeitpunkt die Anodenplatte und/oder der Wafer die Öffnung 29 abschließt. Darüber hinaus kann die Anodenanordnung als kombinierte Sρül-/Trocknungseinheit ausgebildet sein, über die Spül- und Trocknungsfluid auf den der Anodenplatte 20 gegenüberliegenden Wafer geleitet wird. Dabei kann die Anodenplatte beispielsweise einen Aufbau mit einer zentrierten Spülfluiddüse und sich tangential dazu erstreckenden Trocknungs- fluiddüsen aufweisen. Der Aufbau einer derartigen kombinierten Spül- /Trocknungseinheit ist beispielsweise in der auf dieselbe Anmelderin zurück- gehenden, nicht vorveröffentlichten DE 198 59 466 beschrieben, die insofern zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemacht wird, um Wiederholungen zu vermeiden. Die Bodenwände, die oberen Wände sowie die nicht dargestellten Seitenwände der Prozeßbehälter können einteilig ausgebildet sein. Ferner können die Bodenwände trichterförmig sein, um einen besseren Abfluß des jeweiligen Behandlungsfluids zu erreichen. Insbesondere können die jeweiligen Kammern auch für unterschiedliche Vorgänge eingesetzt werden. So kann beispielsweise in die Prozeßkammern ein Ätzmedium eingeleitet werden und die zweite Kammer kann als Oberflächen-Konditionierkammer ausgebildet sein. The invention was previously described with reference to preferred exemplary embodiments of the invention, but without being restricted to the special exemplary embodiments. For example, it is not necessary for the opening 29, which can be closed off by the wafer 31, to be formed in a vertical side wall. The opening 29 could, for example, also be formed in a bottom wall of a treatment device, the respective treatment fluid inlets and outlets having to be adapted accordingly. The movement of the substrate holder and the anode arrangement could be controlled such that the anode plate and / or the wafer closes the opening 29 at all times. In addition, the anode arrangement can be designed as a combined washing / drying unit, via which the washing and drying fluid is directed onto the wafer opposite the anode plate 20. The anode plate can have, for example, a structure with a centered rinsing fluid nozzle and drying fluid nozzles extending tangentially to it. The construction of such a combined rinsing / drying unit is described, for example, in DE 198 59 466, which is based on the same applicant and has not been previously published, and is thus made the subject of the present invention in order to avoid repetitions. The bottom walls, the upper walls and the side walls (not shown) of the process containers can be formed in one piece. Furthermore, the bottom walls can be funnel-shaped in order to achieve a better outflow of the respective treatment fluid. In particular, the respective chambers can also be used for different processes. For example, an etching medium can be introduced into the process chambers and the second chamber can be designed as a surface conditioning chamber.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung (1) zum Behandeln von Substraten (31), insbesondere Halbleiterwafern, mit einem ersten, wenigstens eine Öffnung (29) aufweisenden Prozeßbehälter (2), wobei die Öffnung (29) durch das Substrat (31 ) von außen schließbar ist, gekennzeichnet durch einen benachbart zum Prozeßbehälter (2) vorgesehenen zweiten Prozeßbehäl- ter (60), dessen eine Wand (9) zumindest teilweise die die Öffnung enthaltende Behälterwand (9) des ersten Prozeßbehälters (2) ist, wobei die Öffnung (29) von der Seite des ersten Prozeßbehälters her schließbar ist.1. Device (1) for treating substrates (31), in particular semiconductor wafers, with a first process container (2) having at least one opening (29), the opening (29) being closable from the outside by the substrate (31), characterized by a second process container (60) provided adjacent to the process container (2), one wall (9) of which is at least partially the container wall (9) of the first process container (2) containing the opening, the opening (29) being from the Side of the first process container is closable ago.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (29) in einer im wesentlichen vertikalen Wand (9) des Prozeßbehälters (2) ausgebildet ist.2. Device (1) according to claim 1, characterized in that the opening (29) is formed in a substantially vertical wall (9) of the process container (2).
3. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn- zeichnet durch ein den Umfang der Öffnung (29) bildendes Dichtelement (32), das insbesondere eine Hinterschneidung (35) und eine Dichtlippe aufweist, die insbesondere durch Ausfräsen eines das Dichtelement (32) bildenden Dichtmaterials gebildet ist.3. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized by a sealing element (32) forming the circumference of the opening (29), which in particular has an undercut (35) and a sealing lip, which in particular by milling out the sealing element ( 32) forming sealing material is formed.
4. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Kontaktelement (37) zum elektrischen Kontaktieren der zum Prozeßbehälter (2) weisenden Oberfläche (40) des Substrats (31), das sich insbesondere in den Bereich der Hinterschneidung (35) des Dichtelements (32) erstreckt.4. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized by a contact element (37) for electrically contacting the process container (2) facing surface (40) of the substrate (31), which is particularly in the region of the undercut (35) of the sealing element (32) extends.
Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine der Öffnung (29) gegenüberliegenden Elektrode (20), die insbesondere eine Elektrodenplatte (20) ist und Öffnungen (74) zum Hindurchleiten wenigstens eines Fluids aufweist und insbesondere eine Anode ist.Device (1) according to one of the preceding claims, characterized by an electrode (20) opposite the opening (29), which is in particular an electrode plate (20) and openings (74) for passing at least one fluid through and in particular is an anode.
6. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (20) auf die Öffnung (29) zu und von dieser weg bewegbar ist und insbesondere die Öffnung (29) durch die Elektrode (20) von der Seite des ersten Prozeßbehälters her schließbar ist.6. The device (1) according to claim 5, characterized in that the electrode (20) on the opening (29) to and from this is movable and in particular the opening (29) through the electrode (20) from the side of the first Process container is closable ago.
7. Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch wenigstens ein Dichtelement (25) an der Elektrode (20) und/oder einer die Öffnung (29) umgebenden Behälterwand (9), das insbesondere die Elektrode radial umgibt und axial über eine zur Öffnung (29) weisende Oberfläche vorsteht.7. The device (1) according to claim 6, characterized by at least one sealing element (25) on the electrode (20) and / or an opening (29) surrounding the container wall (9), which in particular surrounds the electrode radially and axially via a Surface (29) facing surface protrudes.
8. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein in den Prozeßbehälter (2) einleitbares Behandlungsfluid ein Metall enthaltender Elektrolyt und/oder ein Ätzmedium ist.8. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one treatment fluid which can be introduced into the process container (2) is an electrolyte containing metal and / or an etching medium.
9. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Prozeßbehälter (60) eine Spül- und/oder Trocknungskammer und/oder eine Oberflächen-Konditionie- rungskammer bildet.9. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second process container (60) forms a rinsing and / or drying chamber and / or a surface conditioning chamber.
10. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Substrathalter (4) mit wenigstens einem relativ zu einem Hauptkörper (42) des Substrathalters (4) bewegbaren Vakuumfinger (44), der insbesondere mittig in einer zum Substrat (31 ) weisenden Oberfläche des Hauptkörpers (42) angeordnet ist und insbesondere in dem Hauptkörper (42) des Substrathalters (4) versenkbar ist. 10. The device (1) according to any one of the preceding claims, characterized by a substrate holder (4) with at least one vacuum finger (44) which is movable relative to a main body (42) of the substrate holder (4) and which is in particular centered in a to the substrate (31) facing surface of the main body (42) is arranged and in particular can be countersunk in the main body (42) of the substrate holder (4).
11. Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Drucksensor in einer mit dem Vakuumfinger (44) verbundenen Vakuumleitung (45).11. The device (1) according to claim 10, characterized by a pressure sensor in a vacuum line (45) connected to the vacuum finger (44).
12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11 , gekennzeichnet durch eine Vielzahl von feststehenden Vakuumöffnungen (47) in der zum Substrat (31) weisenden Oberfläche des Hauptkörpers (42) des Substrathalters (4), die den Vakuumfinger (44) insbesondere radial umgeben und die insbesondere separat von dem Vakuumfinger (44) mit Unterdruck beaufschlagbar sind.12. The device (1) according to any one of claims 10 or 11, characterized by a plurality of fixed vacuum openings (47) in the surface of the main body (42) of the substrate holder (4) facing the substrate (31) which the vacuum finger (44) surrounded in particular radially and which can be acted upon by vacuum in particular separately from the vacuum finger (44).
13. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch wenigstens ein die Vakuumöffnungen (47) radial umgebendes13. The device (1) according to any one of claims 10 to 12, characterized by at least one radially surrounding the vacuum openings (47)
Dichtelement (51) am Substrathalter (4), das insbesondere elastisch ist und dem Dichtelement (32) am Umfang der Öffnung (29), insbesondere der Dichtlippe, gegenüberliegt. Sealing element (51) on the substrate holder (4), which is in particular elastic and lies opposite the sealing element (32) on the circumference of the opening (29), in particular the sealing lip.
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