[发明专利]用于化学和/或电解表面处理的系统

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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

背景技术

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。

US 2004/182712 A1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。

发明内容

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发明的问题，其中另外的实施方式包含在从属权利要求中。应当注意，以下描述的本发明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。

根据本发明，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。