发明名称 晶圆载入时具有均匀电流分布之电化学电镀装置与方法
摘要 一种电化学电镀(Electrochemical Plating;ECP)装置与方法,藉以在载入晶圆至ECP装置的过程中使均匀电流分布于晶圆上。此装置包括有用以容纳电镀液的电镀浴容器、设置于电镀浴容器中的阳极、用以支持晶圆于电镀浴容器中的阴极环、以及电性连接至阳极和阴极环的电流源。依照此方法,在阴极环沉浸至电镀液时且晶圆沉浸至电镀液中之前,施加电压电位至阴极环上,因而使实质均匀之电镀电流分布至沉浸于电镀液中之晶圆。
申请公布号 TWI288441 申请公布日期 2007.10.11
申请号 TW094143925 申请日期 2005.12.12
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 林明为;蔡明兴
分类号 H01L21/306(2006.01);C25D3/00(2006.01) 主分类号 H01L21/306(2006.01)
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路148号11楼
主权项 1.一种电化学电镀(Electrochemical Plating;ECP)装置,至 少包含: 一电镀浴容器,用以容纳一电镀液; 一阳极,设置于该电镀浴容器中; 一阴极环,用以支持于该电镀浴容器中之一晶圆; 以及 一电流源,电性连接至该阳极和该阴极环。 2.如申请专利范围第1项所述之电化学电镀装置,其 中该阴极环至少包含: 一环状本体,具有一环状开口;以及 一环状凸缘,系自该环状本体延伸出来。 3.如申请专利范围第2项所述之电化学电镀装置,更 至少包含: 复数个晶圆支持梢,系自该环状本体延伸出来,用 以支持该晶圆。 4.如申请专利范围第3项所述之电化学电镀装置,其 中该电流源系电性连接至该环状凸缘。 5.如申请专利范围第1项所述之电化学电镀装置,其 中该阴极环至少包含: 一环状本体,具有一环状开口;以及 一环状密封构件,位于该环状开口内,并与该环状 本体间具有一同心圆关系。 6.如申请专利范围第5项所述之电化学电镀装置,更 至少包含: 一承载杯构件,位于该电镀浴容器中,用以载入该 阴极环至该电镀浴容器中。 7.如申请专利范围第5项所述之电化学电镀装置,其 中该环状本体至少包含: 一环状边缘部;以及 一环状基座,自该环状边缘部向外延伸出来。 8.如申请专利范围第5项所述之电化学电镀装置,其 中该电流源系电性连接至该环状本体。 9.一种电化学电镀方法,藉以分布一均匀电镀电流 于一晶圆上,其中该电化学电镀方法至少包含: 提供具有一电镀浴容器之一电化学电镀装置、位 于该电镀浴容器中之一电化学电镀液、沉浸于该 电镀液中之一阳极、一阴极环、及电性连接至该 阳极和该阴极环之一电流源; 支持该晶圆于该阴极环上; 施加一电压电位至该阳极和该阴极环; 沉浸该阴极环于该电镀液中;以及 藉由沉浸该晶圆于该电镀液中,来施加一电镀电流 至该晶圆。 10.如申请专利范围第9项所述之电化学电镀方法, 其中该阴极环至少包含: 一环状本体,具有一环状开口;以及 一环状凸缘,系自该环状本体延伸出来。 11.如申请专利范围第10项所述之电化学电镀方法, 更至少包含: 复数个晶圆支持梢,系自该环状本体延伸出来; 其中该支持该晶圆于该阴极环上的步骤至少包含: 支持该晶圆于该些晶圆支持梢。 12.如申请专利范围第11项所述之电化学电镀方法, 其中该电流源系电性连接至该环状凸缘。 13.如申请专利范围第9项所述之电化学电镀方法, 其中该电压电位系实质介于0.1与20伏特之间。 14.如申请专利范围第9项所述之电化学电镀方法, 其中该电镀电流系实质介于0.2与80 mA/cm2之间。 15.一种电化学电镀方法,藉以分布一均匀电镀电流 于一晶圆上的方法,至少包含: 提供具有一电镀浴容器之一电化学电镀装置、位 于该电镀浴容器中之一电化学电镀液、沉浸于该 电镀液中之一阳极、一阴极环、及电性连接至该 阳极和该阴极环之一电流源; 提供一承载杯构件以及支持该阴极环于该承载杯 构件上; 支持一晶圆于该阴极环上; 施加一电压电位至该阳极和该阴极环; 藉由下移该承载杯构件至该电镀浴容器中来沉浸 该极环于该电镀液中;以及 藉由沉浸该晶圆于该电镀液中,来施加一电镀电流 至该晶圆。 16.如申请专利范围第15项所述之电化学电镀方法, 其中该阴极环至少包含: 一环状本体,具有一环状开口;以及 一环状密封构件,位于该环状开口内,并与该环状 本体间具有一同心圆关系。 17.如申请专利范围第16项所述之电化学电镀方法, 其中该环状本体至少包含: 一环状边缘部;以及 一环状基座,自该环状边缘部向外延伸出来。 18.如申请专利范围第16项所述之电化学电镀方法, 其中该电流源系电性连接至该环状本体。 19.如申请专利范围第15项所述之电化学电镀方法, 其中该电压电位系实质介于0.1与20伏特之间。 20.如申请专利范围第15项所述之电化学电镀方法, 其中该电镀电流系实质介于0.2与80 mA/cm2之间。 图式简单说明: 第1图系绘示依照本发明之装置之一实施例之阴极 环的俯视示意图。 第2图系由第1图中之切线2-2观之之阴极环的横剖 面示意图。 第3图系绘示依照本发明之一实施例之电化学电镀 (ECP)装置的示意图,其中此ECP装置包含第1图和第2 图所示的阴极环,特别绘示出在沉浸阴极环和由阴 极环所支持的晶圆至ECP溶液之前,施加电压电位至 阴极环。 第4图系绘示阴极环和晶圆沉浸于ECP溶液中后之第 3图所示之装置的示意图。 第5图系绘示依照本发明装置之又一较佳实施例之 ECP装置之阴极环的俯视示意图。 第6图系由第1图中之切线6-6观之之阴极环的横剖 面示意图。 第7图系绘示依照本发明之再一较佳实施例之ECP装 置的示意图,其中此ECP装置包含第5图和第6图所示 的阴极环,特别绘示出在沉浸阴极环和由阴极环所 支持的晶圆至ECP溶液之前,施加电压电位至阴极环 。 第8图系绘示阴极环和晶圆沉浸于ECP溶液中后之第 7图所示之ECP装置的示意图。 第9图系绘示依照本发明之ECP方法之依序实行的步 骤流程图。
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