发明名称 于沉浸期间调节施于一基板之电源之设备与方法
摘要 一种用以于沉浸制程中,提供均匀电流密度至基材的沉浸表面之方法与设备。该方法包含步骤有:决定于沉浸制程中,基材之沉浸部份的时变面积,及于沉浸制程中,供给一时变电流至基材,其中该时变电流系成比例于该时变面积并被架构以提供一定电流密度给基材的沉浸部份。
申请公布号 TWI270582 申请公布日期 2007.01.11
申请号 TW092110081 申请日期 2003.04.29
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 郑波;拉吉巴杰;王仲华(艾力克斯) ZHONGHUI ALEX WANG
分类号 C25C7/06(2006.01) 主分类号 C25C7/06(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 1.一种用以于一基材的一沉浸制程中提供一沉浸 表面一均匀电流密度的方法,其至少包含步骤: 决定于该沉浸制程中,该基材的一沉浸部份的一时 变面积;及 于该沉浸制程中,施加一时变电流给该基材,其中 该时变电流系成比例于该时变面积并被架构以提 供一恒定电流密度至该基材的该沉浸部份。 2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之决 定该时变面积的步骤包含: 当该基材的区开始沉浸时,增量计算该基材的区面 积;及 总和增量计算之区面积,以决定对于一特定时间之 一总沉浸面积。 3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之施 加该时变电流的步骤包含供给一电流至该基材,该 供给电流系等于该定电流密度乘以该基材的该沉 浸部份之该时变面积。 4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之决 定该时变面积的步骤系共相关至一电镀系统之一 盖件的一时变枢转位置,其中该盖件系于该沉浸制 程中,被架构以支撑该基材。 5.如申请专利范围第4项所述之方法,其中上述之时 变枢转位置系用以决定该时变电流。 6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之时 变电流系随着该沉浸部份的该时变面积的增加而 成比例增力。 7.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之施 加该时变电流的步骤包含选择地控制与该基材电 气相通的可变输出电源,该电源的选择控制系为一 架构以执行一制程配方(processing recipe)之系统控制 器所执行。 8.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之时 变面积系由于该沉浸制程中架构以支撑该基材的 一盖件的一感应枢转位置所决定。 9.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之决 定该时变面积的步骤包含: 感应于该沉浸制程中支撑该基材的一盖件的一枢 转位置;及 由该感应枢转位置计算该基材的该沉浸面积。 10.一种于一沉浸制程中维持一具有一定电流密度 之负载偏压的方法,该方法至少包含步骤: (a)感应于该沉浸制程中支撑一基材的一盖件的一 枢转位置; (b)由该感应枢转位置决定一现行总沉浸面积; (c)决定一将产生该定电流密度的负载偏压电流; (d)调整供给至该基材的一电流,以对应于该负载偏 压电流;及 于该沉浸制程中,于预定时间间隔中,重覆步骤(a) 至(d)。 11.如申请专利范围第10项所述之方法,其中上述之 决定该现行总沉浸面积的步骤包含: 计算该基材的一最新沉浸区的一面积;及 将该最新沉浸区的该面积加至一先前计算之总沉 浸面积,以决定一现行总沉浸面积。 12.如申请专利范围第11项所述之方法,其中上述之 计算该最新沉浸区面积的步骤包含以下述公式计 算出区面积: 其中,j<n,及其中该区面积以下式代表: 其中j>n。 13.如申请专利范围第10项所述之方法,其中上述之 决定产生该定电流密度的该负载偏压电流的步骤 包含将该现行总沉浸面积乘以该定电流密度。 14.如申请专利范围第10项所述之方法,其中上述之 调整供给至该基材的该电流的步骤包含随着于该 基材的该现行总沉浸面积的增加,而成比例的增加 供给至该基材的该电流。 15.如申请专利范围第14项所述之方法,其中上述之 调整供给至该基材的该电流的步骤包含以下述公 式计算之: 其中J0代表该定电流密度及其中 代表于启始取样时间间隔之该现行总沉浸面积。 16.如申请专利范围第14项所述之方法,其中上述之 取样时间间隔可以增量,以代表一时变总沉浸面积 。 17.如申请专利范围第15项所述之方法,其中于一第 二取样时间间隔之一第二现行总沉浸面积系以下 式代表: 18.如申请专利范围第17项所述之方法,其中于一第 三取样时间间隔之一第三现行总沉浸面积系以下 式代表: 19.一种在一基材表面的一沉浸部份维持一目标电 流密度的方法,至少包含步骤: 当一沉浸制程开始时,施加一启始电流至该基材表 面,该启始电流系被计算以在该基材表面上产生该 目标电流密度; 于一沉积持续时间内,枢转沉浸该基材表面; 决定该基材的一时变沉浸表面积;及 施加一时变电流至该基材的该沉浸表面积,其中该 时变电流系成比例于该沉浸表面积中之时变变化, 并被计算以在该基材表面的该沉浸部份,维持该目 标电流密度。 20.如申请专利范围第19项所述之方法,其中上述之 决定该时变沉浸表面积的步骤包含: 计算一最新沉浸区的一面积;及 将该最新沉浸区的该面积加入至一先前总沉浸表 面积,以产生一时变沉浸表面积。 21.如申请专利范围第20项所述之方法,其中上述之 计算该最新沉浸区面积的步骤包含以下述公式计 算之: 22.如申请专利范围第21项所述之方法,其中上述之 Rj及Rj+1系由于该沉浸制程中,架构以支撑该基材的 一盖件的一枢转位置加以决定。 23.如申请专利范围第22项所述之方法,其中上述之 决定Rj及Rj+1的步骤更包含以一感应装置以感应该 盖件的该枢转位置及由所感应的位置计算Rj及Rj+1 。 24.如申请专利范围第22项所述之方法,其中上述之 Rj及Rj+1系由该沉浸制程的一经历时间所决定。 25.如申请专利范围第23项所述之方法,更包含步骤: 决定一沉浸制程的一总经历时间;及 由一现行沉浸时间的相对于该沉浸制程的该总经 历时间的比例,决定Rj及Rj+1。 26.如申请专利范围第19项所述之方法,其中上述之 施加该时变电流至该基材的该沉浸表面积的步骤 更包含使用一回授环形控制系统,以维持在该基材 表面之该沉浸部份的该目标电流密度。 27.如申请专利范围第19项所述之方法,其中上述之 施加该时变电流至该基材的该沉浸表面积的步骤 更包含随着该基材的该时变沉浸表面积,而成比例 增加该时变电流。 28.如申请专利范围第19项所述之方法,其中上述之 施加该时变电流的步骤更包含于该沉浸制程中,随 着支撑该基材的一盖件的枢转动作之方式,而成比 例增加该时变电流。 29.如申请专利范围第19项所述之方法,其中上述之 施加步骤系为与一控制器电气相通之一电源所进 行,其中该控制器系被架构以依据来自半导体制程 配方之预定计时顺序,而调节该电源的输出。 30.如申请专利范围第19项所述之方法,其中上述之 施加步骤系为一与一控制器电气相通之电源所进 行,其中该控制器系被架构以依据于该沉浸制程中 ,支撑该基材的一盖件的一感应位置,而调节该电 源的输出。 31.一种电镀金属至基材的设备,至少包含: 一电解质容器; 一盖件,枢转安装接近该电解质容器,该盖件系架 构以选择地支撑该基材以与该电解质容器中之电 解质作流体接触; 一电源,与该盖件作电气相通并架构以供给一电偏 压至该基材;及 一控制器,与该电源作电气相通,其中该控制器被 架构以: 于一沉浸制程中,决定该基材的一沉浸部份的一时 变面积;及 于该沉浸制程中,供给一时变电流至该基材,该时 变电流系成比例于时变面积,使得整个该基材的该 沉浸部份维持定电流密度。 32.如申请专利范围第31项所述之设备,其中上述之 设备包含一电化学电镀槽,架构以电镀一金属至一 半导体基材。 33.如申请专利范围第31项所述之设备,其中上述之 控制器包含一微处理机型控制器,被架构以依据一 半导体制程配方而产生用于一电镀槽的控制信号 。 34.如申请专利范围第31项所述之设备,更包含一位 置感应器与该控制器作电气相通,该位置感应器系 架构以感应该盖件的一枢转位置。 35.如申请专利范围第34项所述之设备,其中上述之 控制器被架构以:由该位置感应器接收一指示该盖 件之该枢转位置的信号;由该枢转位置,决定该基 材的该沉浸部份的该时变面积;并依据该盖件的位 置,供给一时变电流,使得于该基材的该沉浸部份 上维持一定电流密度。 图式简单说明: 第1图例示本发明之基材沉浸处理中之电镀槽; 第2图为于本发明之沉浸处理时之例示基材表面; 第3图为用于本发明之基材沉浸处理的例示电源制 程配方;及 第4图为本发明之例示制程的流程图。
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