用于电镀的自适应聚焦和输送系统技术方案

一种用于电镀工件的系统和方法。一方面，设备包括沉积室、适于插入和移出所述沉积室的工件固持器、具有与所述工件上的特征相对应的孔径图案的屏蔽件、同样适于插入和移出所述沉积室的屏蔽件固持器、以及将所述工件定位在所述工件固持器中的定位机构，使得当所述工件固持器和所述屏蔽件固持器插入所述沉积室时，所述屏蔽件上的所述孔径图案将与所述工件上的所述相应特征对齐。所述相应特征对齐。所述相应特征对齐。

【技术实现步骤摘要】
用于电镀的自适应聚焦和输送系统


[0001]本专利技术涉及一种在工件的各个目标位置处将金属特征沉积到工件上的电化学沉积系统，及一种用于在工件的各个目标位置处将金属特征电化学沉积到工件上的方法。

技术介绍

[0002]随着互连临界尺寸变得越来越紧，对于许多应用来说，通过电化学沉积(ECD)的特征的空间和厚度均匀性尤其重要。这种特征的均匀性可以通过使用近图案屏蔽件(CPS)来改善，该屏蔽件将电流集中到需要较高电流密度的衬底区域。
[0003]由绝缘材料组成的大而薄的矩形面板正越来越多地用作电子设备中高级封装应用的衬底。这些衬底可以由有机层压板或玻璃组成，这些层压板或玻璃是使用结合电镀的光刻工艺制成的。衬底的厚度范围从极薄(100μm至200μm)到厚(约2mm)而坚硬。高级封装中使用的其他衬底包括相对刚性的硅圆盘以及由模塑料或其他绝缘材料制成的更具挠性的圆盘。在下文中，术语“工件”将用于包括适合进行ECD工艺的这种面板、晶圆和衬底。
[0004]图1示意性地示出了用于将金属沉积到工件的目标位置上的已知电化学沉积系统100，其在US2017/0370017中有详细描述。电化学沉积系统100包括两个或更多个处理模块，这些处理模块包括至少一个电化学沉积模块，其设置在共同平台上并被配置成用于将一种或多种金属沉积到工件上。每个电化学沉积(ECD)模块包括被配置成容纳一定体积的阳极电解液的阳极室、被配置成容纳一定体积的阴极电解液的阴极室、以及将阳极室与阴极室分开的隔膜。替代性地，ECD模块可以包括单个阴极电解液池，其用于电镀不能从单独的阳极电解液室和阴极电解液室获益的金属。电化学沉积系统100具有接收一组工件的装载端口，该装载端口包括装载器模块110，其用于接收通过装载/输入台112进入电化学沉积系统100的工件，并将每个接收的工件装入各自的工件固持器125，例如，挠性面板固持器(PH)。
[0005]系统100包括输送机构，该输送机构被配置成通过其各自的工件固持器125将挠性工件从装载器模块110输送至给定处理模块(例如，电化学沉积模块)，并将给定工件插入给定处理模块。例如，一旦指定用于处理的工件固持器125装载有工件，该工件固持器就可以沿着处理路径115(见PH处理路径)前进，以根据需要在一个或多个预处理模块120中进行预处理；在一个或多个处理模块130、132、134、136、138中进行处理；并且根据需要在一个或多个后处理模块140中进行后处理。预处理可以包括，例如，清洁和/或润湿待处理工件。处理可以包括，例如，将诸如金属的材料沉积到工件上。同时，后处理可以包括，例如，润洗和/或干燥工件。
[0006]系统100的装载/输入台112部分是系统前端的一部分，其中未处理衬底被装载至工件固持器中，该系统前端还可以包括前开式晶圆传送盒(FOUP
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未示出)。在单端系统(single
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ended systems)中，卸料也发生在系统的前端。ECD系统100是双端的，在其后端进行卸料。
[0007]卸料器模块150被配置成从工件固持器上移除挠性工件，并将工件输送至卸料端口，卸料端口被配置成接收一组工件。一旦卸料，工件固持器125可沿返回路径155(参见PH
返回路径)返回至装载器模块110，以接收另一工件。可以使用多个工件固持器，其中一些工件固持器保存在存储缓冲器中(未示出)。
[0008]电化学沉积系统100还包括化学品管理系统160，用于管理在一个以上处理单元(即模块120、130、132、134、136、138或140)内的处理流体。化学品管理可包含但不限于供应、补充、用剂、加热、冷却、循环、再循环、储存、监控、排放、消除等。电化学沉积系统100还包括电气管理系统170，可以根据计算机编码的指令传送及接收信号，以控制工件移动穿过电化学沉积系统100或控制复数个模块120、130、132、134、136、138、140的化学性质，诸如化学成分、温度、流速等。此外，当挠性工件是在给定的电化学沉积模块内加以固持时，电气管理系统170可配置成将电流施加至该挠性工件之一或两个相反的平坦表面。在这样做时，一或两个相反表面可电镀金属，并且对盲孔及/或通孔使用金属加以填充。
[0009]可以将这种ECD系统中的待处理衬底或其它工件装载至工件固持器中，并且输送至ECD模块进行处理。图2示出了已知示例性工件固持器125，其由挠性接触密封条121和122组成，这些密封条夹紧工件W，使得工件被固持在第一平面中。工件固持器125还包括两个连接在横杆107上的挠性腿111和113。图2所示的示例性工件固持器125在美国专利10,283,396中有详细描述，该专利已转让给本申请人并通过引用结合于此。工件固持器125适于在固持工件的同时插入和移出沉积室(例如，处理模块120)。
[0010]如本领域所理解的，在ECD中使用具有设置在阳极与阴极或工件之间的开放区域的介电屏蔽件来整体改变工件附近的电场，从而修改沉积电流以实现均匀性控制，例如，补偿终端效应或其他一维电镀效应。
[0011]近图案屏蔽件(CPS)，也称为“电流聚焦屏蔽件”，是足够接近工件的介电屏蔽件，以允许在特征图案的长度范围内进行均匀性控制。在本文中，术语“近图案屏蔽件”和“CPS”可以互换使用。近图案屏蔽件类似于光刻中的光掩模，并且包含专门设计用于特定工件图案的开口图案。CPS中的图案将电流集中到工件上需要电流的地方，例如，连接特征最密集的区域。由于连接特征是以管芯级重复的导线和焊盘的图案，因此CPS提供了提高管芯级均匀性的能力，而与此相反，现有技术的远均匀性屏蔽件(FUS)补偿了工件级的电流效应。
[0012]图3示意性地示出了大致呈平面板形式的示例性CPS 200，该板中形成有孔径图案。如图所示，CPS 200包含孔径图案220的重复组，与矩形工件一起使用。CPS 200上的每个孔径图案220对应于工件上的单个管芯，使得孔径图案220在CPS 200上的排列类似于工件上的管芯阵列，即，孔径图案基本上与工件上特征的目标位置相对应。在ECD模块的处理过程中，近图案屏蔽件由屏蔽件固持器(图3中未示出)固持，以便与衬底对齐。
[0013]图4示出了具有一对屏蔽件固持器320的ECD模块503的分解图，该对中的每个屏蔽件固持器320用于将各自的CPS 200与工件固持器125对齐定位，该设置使得每个屏蔽件固持器320将其各自的CPS 200固持在与(工件的)第一平面基本上平行的第二平面中。还示出了ECD模块外壳301和阳极组件302。阳极组件302可以由一组通过电流接头303连接至多通道电源的独立可控阳极(未示出)组成。第二阳极组件302可以安装在外壳301的背面，用于当工件固持器125插入ECD模块503时对工件W的反面进行电镀。ECD模块503还具有致动器(在图4中不可见)，用于设定每个CPS 200与工件W之间的距离，以便在阳极组件302与工件W之间适当地聚焦电场。屏蔽件固持器320适于在固持CPS本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于在工件的各个目标位置将金属特征沉积到所述工件上的电化学沉积系统，包括：沉积室，其适于在使用中接收电镀液；工件固持器，其用于将工件固持在第一平面中，所述工件固持器在固持所述工件的同时适于插入所述沉积室和从所述沉积室移出；屏蔽件，其包括其中形成有孔径图案的基本平坦的板，所述孔径图案在使用中基本对应于所述目标位置；屏蔽件固持器，其用于在基本平行于所述第一平面的第二平面中固持所述屏蔽件，所述屏蔽件固持器适于在固持所述屏蔽件的同时插入所述沉积室和从所述沉积室移出；以及定位机构，其用于调整所述工件在所述第一平面内的位置，其中所述定位机构能够操作以定位所述工件，以便当所述工件固持器和所述屏蔽件固持器插入所述沉积室时，所述目标位置基本上与所述孔径图案对齐。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电化学沉积系统还包括致动器，所述致动器能够操作以改变所述工件固持器与所述屏蔽件固持器之间的相对距离。3.根据权利要求2所述的系统，其中，当所述工件固持器和所述屏蔽件固持器位于所述沉积室内时，所述致动器能够操作以改变它们在垂直于所述第一平面和所述第二平面的方向上的相对距离。4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述定位机构包括能够对工件特征进行成像的光学相机。5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述定位机构包括至少一个致动器，所述致动器能够操作以改变所述工件和所述工件固持器在与所述工件平行的所述平面内的相对位置。6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述定位机构包括能够测量所述工件弯曲度的距离传感器。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述定位机构包括传送臂，所述传送臂被定位成接收所述工件并将所述工件供应给所述工件固持器。8.根据权利要求1所述的系统，包括控制系统，所述定位机构被配置成在所述控制系统的控制下调整所述工件在所述第一平面内的位置。9.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿瑟，
申请(专利权)人：先进尼克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：