用于化学和/或电解表面处理的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于基板在工艺流体中的化学和/或电解表面处理的系统，一种用于基板在工艺流体中的化学和/或电解表面处理的装置，以及一种用于基板在工艺流体中的化学和/或电解表面处理的方法。用于化学和/或电解表面处理的系统包括槽、流体通道、扩展箱和控制单元。槽被配置成用于基板在工艺流体中的化学和/或电解表面处理。流体通道连接槽和扩展箱。扩展箱被配置成容纳扩展量的工艺流体。控制单元和流体通道被配置成保持槽中的工艺流体的水平基本上恒定。

Systems for chemical and/or electrolytic surface treatment

The invention relates to a system for chemical and/or electrolytic surface treatment of substrates in process fluids, a device for chemical and/or electrolytic surface treatment of substrates in process fluids, and a method for chemical and/or electrolytic surface treatment of substrates in process fluids. Systems for chemical and/or electrolytic surface treatment include tanks, fluid channels, expansion boxes and control units. The cell is configured for chemical and/or electrolytic surface treatment of a substrate in a process fluid. Fluid channel connection groove and expansion box. The expansion chamber is configured to accommodate process fluids with an expansion amount. The control unit and the fluid channel are configured to keep the level of the process fluid in the tank essentially constant.

【技术实现步骤摘要】
用于化学和/或电解表面处理的系统
本专利技术涉及一种用于基板在工艺流体中的化学和/或电解表面处理的系统，一种用于基板在工艺流体中的化学和/或电解表面处理的装置，以及一种用于基板在工艺流体中的化学和/电解表面处理的方法
技术介绍
在半导体工业中，可以使用各种工艺在晶片的表面上沉积材料或从晶片的表面去除材料。例如，可以使用电化学沉积(ECD)或电化学机械沉积(ECMD)工艺在先前图案化的晶片表面上沉积导体例如铜，以制造器件互连结构。化学机械抛光(CMP)通常用于材料去除步骤。另一种技术，电抛光或电蚀刻，也可以用于从晶片的表面去除多余的材料。在晶片表面上电化学(或电化学机械)沉积材料或从晶片表面电化学(或电化学机械)去除材料统称为“电化学处理”。电化学、化学和/或电解处理技术可以包括电抛光(或电蚀刻)、电化学机械抛光(或电化学机械蚀刻)、电化学沉积和电化学机械沉积。所有技术都使用工艺流体。化学和/或电解表面处理技术包括以下步骤。将待处理的基板附接至基板保持器，浸入电解工艺流体中并用作阴极。将电极浸入工艺流体中并用作阳极。向工艺流体施加直流电流并在阳极处离解带正电荷的金属离子。然后离子迁移至阴极，在阴极处离子对附接至阴极上的基板进行镀覆。这种工艺中的一个困难是当晶片下降到工艺溶液中时，气泡可能被俘获在晶片下面。例如，如果该工艺是铜的沉积工艺，则这种气泡抑制铜沉积在晶片表面上的含气泡区域上，从而产生未镀覆或欠镀覆的区域，这表示镀覆材料中的缺陷。这些缺陷降低了互连结构的可靠性。类似地，在电解抛光过程中，俘获的气泡阻碍了从含有气泡的区域去除材料，引起不均匀性和缺陷并引起可靠性问题。US2004/182712A1对此公开了一种预润湿方法和系统，用于防止在晶片表面与用于电化学工艺的工艺溶液接触时在晶片表面的选定区域上形成气泡。在该工艺期间，最初将晶片表面引到工艺溶液的表面附近。接下来，将工艺溶液流朝向晶片表面的所选区域引导达预定时间。在接下来的步骤中，将晶片表面的所选区域与工艺溶液流接触达预定时间以防止气泡形成，并且将晶片表面浸入用于电化学处理的工艺溶液中。然而，这种预润湿方法不是最佳的。
技术实现思路
因此，可能需要提供一种用于基板在工艺流体中的化学和/或电解表面处理的改进系统，其仍然允许在基板上的更好且更均匀的材料沉积。通过独立权利要求的主题解决了本专利技术的问题，其中另外的实施方式包含在从属权利要求中。应当注意，以下描述的本专利技术的方面还适用于用于基板在工艺流体中的化学和/或电解表面处理的系统，用于基板在工艺流体中的化学和/或电解表面处理的装置，以及用于基板在工艺流体中的化学和/或电解表面处理的方法。根据本专利技术，提出了一种用于基板在工艺流体中的化学和/或电解表面处理的系统。化学和/或电解表面处理可以是任何材料沉积、电镀涂覆、化学或电化学蚀刻、阳极氧化、金属分离等。基板可以包括导体板、半导体基板、膜基板，基本上为板形状的金属或金属化工件等。基板的待处理的表面可以至少部分地被遮蔽或未遮蔽。用于化学和/或电解表面处理的系统包括槽、流体通道、扩展箱以及控制单元。槽被配置成用于基板在工艺流体中的化学和/或电解表面处理。换句话说，槽是基板在其中被处理(例如，涂覆)的储存器。槽可以是其中基板可以竖直插入的竖直镀覆室。流体通道连接槽和扩展箱。流体通道可以是槽和扩展箱之间的连接或管。扩展箱被配置成容纳扩展量的工艺流体。扩展箱可以是相邻于槽布置的另一个储存器。扩展箱可以与槽相比具有更小的容积。控制单元可以是处理器。控制单元可以检测槽和/或扩展箱中的工艺流体的水平。控制单元可以操作工艺流体以进入或离开槽和/或扩展箱。控制单元和流体通道被配置成保持槽中的工艺流体的水平基本上恒定。术语“基本上恒定”可以理解为槽中的液体工艺流体的高度独立于外部影响保持在同一水平。术语“基本上恒定”可以理解为在比精确恒定多或少15％的范围内，优选地在比精确恒定多或小10％的范围内，更优选地在比精确恒定多或少5％的范围内。控制单元和流体通道还可以配置成使槽中的工艺流体水平保持恒定。术语“恒定”可以理解为比精确恒定多或少小于5％。控制单元和流体通道还可以被配置成在精确恒定的意义上使槽中的工艺流体的水平保持恒定。根据本专利技术的用于基板在工艺流体中的化学和/或电解表面处理的系统使得能够防止用于化学和/或电解表面处理的装置的部件(例如，布置于槽中的分配体)的干燥。干燥可能导致工艺流体的颗粒的有害结晶。分配体可以是配置成将工艺流体的流和/或电流引导到基板的部件。根据本专利技术的用于化学和/或电解表面处理的系统还可以使得能够防止空气进入用于化学和/或电解表面处理的装置的部件(例如，分配体、阳极和/或包括分配体和/或阳极的壳体)中。空气的引入可能导致工艺流体的颗粒的有害氧化和/或所谓的基板气泡屏蔽。结果，根据本专利技术的用于化学和/或电解表面处理的系统允许在基板表面上的均匀液体流动，在基板和反电极之间的电场的目标分布，从而在基板上的更容易且更均匀的材料沉积。在一个示例中，基板保持器保持基板。此处被防止的可以改变槽中工艺流体水平的外部影响可以是单独插入和/或移除基板保持器或者插入和/或移除保持一个或两个基板(在基板保持器的每一侧上各有一个基板)的基板保持器。在一个示例中，控制单元被配置成当从槽中移除基板保持器时保持工艺流体的水平基本上恒定。在一个示例中，流体通道被配置成在将基板保持器插入槽中时保持工艺流体的水平基本上恒定。基板保持器可以置换例如20升的容积，而扩展箱可以具有例如30升的容积。此处被防止的可以改变槽中工艺流体水平的外部影响也可以是工艺流体的蒸发、冲洗、溢出、故障等。在一个示例中，该系统还包括泵送装置，该泵送装置被配置成使工艺流体在槽和扩展箱之间持续地循环。泵送装置可以是泵。其可以将工艺流体从槽持久地泵送到扩展箱并返回。在一个示例中，泵送装置被配置成增加泵送量以平衡基板保持器的移除。换句话说，当必须将扩展量从槽泵送到扩展箱时，这可以通过增加每次的泵送量来完成，例如，通过提高电机速度。相对地，泵送装置还可以配置成仅在必须移动扩展量以使槽中的工艺流体的水平保持基本上恒定的情况下使工艺流体在槽和扩展箱之间移动。在一个示例中，流体通道将槽的溢流出口与扩展箱连接。在一个示例中，控制单元被配置成将工艺流体的水平保持在布置于槽中的分配体的最上部的上方。分配体可以是被配置成将工艺流体的流和/或电流引导到基板的部件。在另一个示例中，控制单元被配置成将工艺流体的水平基本上保持在布置于槽中的分配体的最上部的水平处。两种可能性使得能够防止通过干燥、引入空气等导致分配体的任何损坏。在一个示例中，控制单元被配置成防止布置于槽中的分配体的干燥。在一个示例中，控制单元被配置成防止空气进入布置于槽中的分配体中。在一个示例中，该系统还包括温度控制系统，该温度控制系统被配置成检测工艺流体的温度并通过加热和/或冷却来控制工艺流体的温度变化。在一个示例中，该系统还包括成分控制系统，该成分控制系统配置成检测工艺流体的化学特性并控制工艺流体的化学特性的变化。工艺流体的化学特性可以是成分、pH值、添加剂的量等。化学特性的变化可以通过添加一些组分来完成。根据本专利技术，还提供了一种用于基板在工艺流体中的化学和/或电解表面处理的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于基板(30)在工艺流体中的化学和/或电解表面处理的系统(10)，包括：槽(11)，流体通道(12)，扩展箱(13)，以及控制单元，其中，所述槽(11)被配置成用于所述基板(30)在所述工艺流体中的所述化学和/或电解表面处理，其中，所述流体通道(12)连接所述槽(11)和所述扩展箱(13)，其中，所述扩展箱(13)被配置成容纳扩展量的所述工艺流体，以及其中，所述控制单元和所述流体通道(12)被配置成保持所述槽(11)中的所述工艺流体的水平基本上恒定。

【技术特征摘要】
2017.07.27 GB 1712067.61.一种用于基板(30)在工艺流体中的化学和/或电解表面处理的系统(10)，包括：槽(11)，流体通道(12)，扩展箱(13)，以及控制单元，其中，所述槽(11)被配置成用于所述基板(30)在所述工艺流体中的所述化学和/或电解表面处理，其中，所述流体通道(12)连接所述槽(11)和所述扩展箱(13)，其中，所述扩展箱(13)被配置成容纳扩展量的所述工艺流体，以及其中，所述控制单元和所述流体通道(12)被配置成保持所述槽(11)中的所述工艺流体的水平基本上恒定。2.根据权利要求1所述的系统(10)，还包括泵送装置(15)，所述泵送装置(15)被配置成使所述工艺流体在所述槽(11)和所述扩展箱(13)之间持续地循环。3.根据前述权利要求中的一项所述的系统(10)，其中，所述控制单元被配置成当从所述槽(11)移除基板保持器(20)时保持所述工艺流体的水平基本上恒定。4.根据权利要求2和3所述的系统(10)，其中，所述泵送装置(15)被配置成增加泵送量以平衡所述基板保持器(20)的移除。5.根据前述权利要求中的一项所述的系统(10)，其中，所述流体通道(12)被配置成在所述基板保持器(20)插入所述槽(11)中时保持所述工艺流体的水平基本上恒定。6.根据前述权利要求中的一项所述的系统(10)，其中，所述流体通道(12)将所述槽(11)的溢流出口(16)与所述扩展箱(13)连接。7.根据权利要求3至6中的一项所述的系统(10)，其中，所述基板保持器(20)保持所述基板(30)。8.根据前述权利要求中的一项所述的系统(10)，其中，所述控制单元被配置成将所述工艺流体的水平保持在布置于所述槽(11)中的所述分配体(21)的最上部的上方。9.根据权利要求1至7中的一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯·格莱斯纳，奥利佛·克诺尔，托马斯·维恩斯贝格尔，赫伯特·奥茨林格，
申请(专利权)人：塞姆西斯科有限责任公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT