发明名称 背面接电式化学电镀装置与方法
摘要 本发明系有关一种由基板之非生产面固持基板并使之接电之装置与方法。本装置包含一形成有一基板接合面之基板支托单元,基板接合面系用以由非生产面接合一基板。本装置更包含一位于基板接合面上之接电单元,接电单元包含复数个放射状间隔之导电元件,用以与位于基板接合面上之基板非生产面形成电性连接。本方法包含于基板之生产面沈积一导电晶种层,并于基板之非生产面部分沈积一背面导电层,此背面导电层延伸于基板之斜边周围,以与晶种层形成电性连接。本方法更包含将基板固持于可固持基板非生产面之夹盘,以一电性阴极接触点接触基板非生产面上之背面导电层,而后以电解液于基板生产面上电镀导电晶种层,并施加一电性偏压于与电解液连接之电性阴极接触点和阳极。
申请公布号 TWI239559 申请公布日期 2005.09.11
申请号 TW091122196 申请日期 2002.09.26
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 唐纳J. K. 奥加多;麦克伍德;狄米崔 鲁波米斯基
分类号 H01L21/302 主分类号 H01L21/302
代理机构 代理人 吴冠赐 台北市松山区敦化北路102号9楼;杨庆隆 台北市松山区敦化北路102号9楼;苏建太 台北市松山区敦化北路102号9楼
主权项 1.一种电化学沈积制程电池,主要包括:一阴极基板支托架,用以机械性和电性地由基板之非生产面接合该基板,其中该阴极基板支托架包含一具有一低表面之环状元件,该低表面具有复数个形成于其上之真空通道及一向其固定之环状阴极接触环;一电解液储槽,位于该基板支托架之下,该储槽内具有一电镀溶液与一阳极;以及一电源供应器,与该阴极基板支托架和该阳极间有电性连接;其中该阴极接触环更包含一绝缘性主体,其具有复数个放射状地位于该绝缘性主体周缘之导电性基板接触点。2.如申请专利范围第1项所述之制程电池,其中该阴极接触环更包含一绝缘性主体,其具有一由复数个电性基板接触点放射状向外放置之环状密封。3.如申请专利范围第2项所述之制程电池,其中该复数个电性基板接触点为乾性接电点。4.如申请专利范围第1项所述之制程电池,其中该基板支托架利用一真空吸附程序将该基板固持于其上,并以一阴极接触环使该基板之非生产面接电。5.如申请专利范围第1项所述之制程电池,其中该阳极包含复数个延伸至该电解液储槽及一阳极板之接电元件。6.如申请专利范围第1项所述之制程电池,其中该基板支托架更包含一架设于一头部单元之底部之圆盘状元件,该圆盘状元件上具有一基板接合面。7.如申请专利范围第6项所述之制程电池,其中该圆盘状元件更包含一环状密封,位于该基板接合面之外缘,当该基板固持于该基板接合面时,该环状密封用以接合该基板之非生产面;以及复数个导电性接触点,放射状地位于该基板接合面,当该基板固持于该基板接合面时,该复数个导电性接触点可电性接合该基板之非生产面。8.如申请专利范围第7项所述之制程电池,其中该环状密封系由该复数个导电性接触点放射状地向外分布。9.如申请专利范围第7项所述之制程电池,其中该环状密封系由该复数个导电性接触点放射状地向内分布。10.一种由基板之非生产面固持基板并形成接电之装置,主要包括:一基板支托单元,其上形成有一基板接合面;以及一接电单元,位于该基板接合面上,具有复数个放射状间隔的导电性元件,用以与置于该基板接合面上之该基板形成电性连接。11.如申请专利范围第10项所述之装置,其中该基板支托单元更包含一真空操作之基板夹盘。12.如申请专利范围第10项所述之装置,其中该基板支托单元更包含一圆盘状元件,其内部形成有至少一真空通道,终止于该基板接合面,藉由施予该至少一真空通道一负压,以使一基板偏向该基板接合面。13.如申请专利范围第10项所述之装置,其中该接电单元更包含一阴极接触环。14.如申请专利范围第13项所述之装置,其中该阴极接触环更包含一环状绝缘主体,其具有复数个放射状地分布于该绝缘主体并部分延伸出之导电接触点,及一接近该复数个导电接触点之环状密封元件。15.如申请专利范围第14项所述之装置,其中该环状密封元件系放射状地分布于该复数个导电接触点之外,以形成一乾性接触架构。16.如申请专利范围第14项所述之装置,其中该环状密封元件系放射状地分布于该复数个导电接触点之内,以形成一湿性接触架构。17.如申请专利范围第10项所述之装置,其中该基板支托单元更包含一真空夹盘,该接电单元更包含一阴极接触环,该真空夹盘系与该基板之非生产面接合以支托该基板。18.一种电镀半导体基板的方法,包含:于一基板之生产面上沈积一导电晶种层;于该基板之非生产面上沈积一背面导电层,该背面导电层延伸至该基板之斜边,以与该晶种层有电性连接;以一可接合该基板之非生产面之夹盘固持该基板;以一电性阴极接触点接触该基板非生产面上之该背面导电层;以及以一电解液电镀该基板生产面上之该导电晶种层,并施予一电性偏压至与该电解液有电性连接之该电性阴极接触点和一阳极。19.如申请专利范围第18项所述之方法,其中固持该基板之方式更包含使用一真空夹盘单元,以将该基板之非生产面固持于该真空夹盘。20.如申请专利范围第18项所述之方法,其中以该电性阴极接触点接触该背面导电层之方式更包含以一固定于该夹盘之之绝缘阴极接触环接合该基板,该绝缘阴极接触具有复数个放射状地形成于内、并部分延伸出之导电性基板接触脚。21.如申请专利范围第20项所述之方法,其更包含以一放射状地由该复数个导电性接触脚向外分布之环状密封元件接合该基板,该环状密封元件形成一乾式接触架构。22.如申请专利范围第20项所述之方法,其更包含以一放射状地由该复数个导电性接触脚向内分布之环状密封元件接合该基板,该环状密封元件形成一湿式接触架构。23.如申请专利范围第18项所述之方法,其更包含进行一边缘移除步骤,以移除该基板之该背面导电层及部分之该晶种层和电镀层。24.如申请专利范围第18项所述之方法,其中沈积一导电晶种层之方式包含至少使用化学汽相沈积制程或物理汽相沈积制程其中之一。25.如申请专利范围第18项所述之方法,其中沈积一背面导电层之方式包含至少使用化学汽相沈积制程或无电镀制程其中之一。26.如申请专利范围第18项所述之方法,其中该导电晶种层及该背面导电层为铜。27.一种电化学沈积制程电池,包含:一由一基板之非生产面支托该基板之支托装置;一使该基板之非生产面接电之装置,包括一固定于该支托装置之阴极接触环;以及一电解液储槽,位于该支托装置之侧,其内具有一阳极;以及一电源供应器,与该阴极和阳极电性连接;其中该阴极接触环更包含一绝缘主体,其具有复数个放射状分布于该绝缘主体周围之导电性基板接触点。28.如申请专利范围第27项所述之制程电池,其中该阴极接触环更包含一绝缘主体,其具有一放射状地由复数个电性基板接触点向外分布之环状密封,该环状密封用以防止电解液流至该复数个电性基板接触点。29.一于基板沈积金属层之装置,包含:一可转动之阴极基板支托元件,用以接收并支托一面向上之基板;一阳极流体分散喷嘴单元,位于该阴极基板支托元件之上;一电源供应器,与该阴极基板支托元件和该阳极流体分散喷嘴连接;以及一系统控制器,用以调整至少一种选自由该阴极基板支托元件之转动速率,该阳极流体分散喷嘴之位置,和该电源供应器之输出功率所组成之群组。30.如申请专利范围第29项所述之装置,其中该可转动之阴极基板支托元件包含:一可转动架设轴,与一马达连接,该马达用以驱动该轴之旋转运动;以及一基板支托表面,以其中心架设于该轴之末端,该基板支托表面用以接收一面向上之基板。31.如申请专利范围第30项所述之装置,其中该基板支托表面更包含一环状阴极接触环,位于该基板支托表面周围,该基板接触环内形成有一个或更多之电性基板接触点。32.如申请专利范围第31项所述之装置,其中该阴极接触环更包含一环状密封元件,放射状地由复数个该电性基板接触点向外分布。33.如申请专利范围第31项所述之装置,其中该一个或更多之接电点与该电源供应器之负输出有电性连接。34.如申请专利范围第29项所述之装置,其中该阳极流体分散喷嘴与该电源供应器之正输出有电性连接。35.如申请专利范围第29项所述之装置,其中该基板支托元件更包含一基板接收面,其内形成有复数个隙缝,该复数个隙缝皆与一真空源连接,用以将该基板真空吸附至该基板接收面。36.如申请专利范围第29项所述之装置,其中该可转动之阴极基板支托元件系用以支托一面向上之基板,并使该基板之背面部分接电。37.如申请专利范围第36项所述之装置,其中该背面部分包含一沈积于该基板之斜边和背面之背面导电层。图式简单说明:第1图系传统电镀电池槽之剖面图。第2图系本发明示范性电镀系统之透视图。第3图系本发明示范性电镀系统之平面图。第4图系本发明示范性电镀系统之剖面图。第5图系本发明示范性基板支托架与接触环配件之剖面图。第6a-6d图系使用背面接电架构之示范性电镀程序。第7图系本发明示范性基板支托架之透视图。第8图系装备本发明之基板支托架之示范性电化学电镀/反电镀制程电池。
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