CN112242297A - 在半导体电镀室清洗基板的方法 - Google Patents
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Abstract
清洁基板或电镀***组件可包括在一半导体电镀室清洗一基板的方法。此方法可包括将一头部自一电镀槽移动到一第一位置。头部可包括与头部耦接的一基板。此方法可包括在一第一期间内旋转头部以将槽液甩落回到电镀槽中。一残留量的槽液可能会残留。此方法可包括自一第一液体喷嘴输送一第一液体到基板,以至少部分地排出残留量的槽液使残留量的槽液回到电镀槽中。此方法可包括将头部移动到一第二位置。此方法可包括在一第二期间内旋转头部。此方法还可包括自一第二液体喷嘴输送一第二液体穿过基板。
Description
技术领域
本技术是有关于一种半导体处理中的清洁作业,且特别是有关于一种在电镀***中执行清洗和回收作业的***和方法。
背景技术
集成电路的制造是通过一些程序在基板表面上产生复杂图案的材料层。在基板上的形成、蚀刻和其他处理之后,通常透过金属或其他导电材料的沉积或形成,以提供组件之间的电连接。由于此金属化的程序在许多制造作业之后进行,所以在金属化期间引起的问题可能产生昂贵的废基板或晶片。
在晶片或基板上形成金属材料的过程中,可将基板浸没在电镀槽中,然后在基板上形成金属。接着晶片可被升高或以其他方式移动,然后在腔室清洗。可以使用水喷洒在基板表面上进行清洗。在此程序中可能会发生多个问题。例如,水可能会落入电镀槽中而导致稀释,这可能会导致清洗时间被缩短或以其他方式执行以减少稀释。另外,在此清洗过程中,来自槽中的电镀液可能会溅到晶片或腔室组件上,从而导致晶片或腔室受到化学物质的污染。在一些程序中,清洗还可将基板上残留的槽液排出,去除每个基板的一部分的电镀液会增加处理作业相关的成本。
因此,需要提出一种改进的***和方法,其可用于生产高品质的装置和结构,同时保护基板和电镀槽。本技术可解决这些和其他需求。
发明内容
清洁基板或电镀***组件可包括在一半导体电镀室清洗一基板的方法。此方法可包括将一头部自一电镀槽移动到一第一位置。头部可包括与头部耦接的一基板。此方法可包括在一第一期间内旋转头部以将槽液甩落回到电镀槽中。一残留量的槽液可能会残留在基板上。此方法可包括自一第一液体喷嘴输送一第一液体到基板,以至少部分地排出残留量的槽液使此残留量的槽液回到电镀槽中。此方法可包括将头部移动到一第二位置。此方法可包括在一第二期间内旋转头部。此方法还可包括自一第二液体喷嘴输送一第二液体穿过基板。
在一些实施方式中,所述第一液体喷嘴及所述第二液体喷嘴各自延伸穿过一堰,所述堰位于所述半导体电镀室附近。所述堰可与一收集通道流体耦合,所述收集通道是由一清洗框在所述电镀槽上方并放射状地向外延伸所定义。所述第一位置可位于所述电镀槽与一高度之间,所述高度是由所述堰的一内缘所定义。所述第二位置可位于所述高度上方,所述高度为所述堰的一内缘所定义。输送所述第一液体可包括以一第一体积流率输送一第一体积的液体。输送所述第二液体可包括以一第二体积流率输送一第二体积的液体。所述第一体积可不同于所述第二体积且所述第一体积流率可不同于所述第二体积流率。所述第二体积可大于所述第一体积,以及所述第二体积流率可大于所述第一体积流率。所述第一液体可为或包括与所述电镀槽相容的一液体。所述第一液体与所述第二液体可为不同的液体。所述第一期间可延长到至少直到所述第一液体被输送至所述基板。在所述第一期间之后,可将所述头部在一第三期间内持续旋转以回收所述残留量的槽液至所述电镀槽中。在所述第一期间,可将所述头部朝着所述第二位置升高。在所述第一期间升高所述头部时,所述第一液体可被甩落以接触一堰,以及所述第一液体喷嘴延伸穿过所述堰。
本技术的一些实施方式还可包括在一半导体电镀室清洗一基板的方法。所述方法可包括将一头部自一电镀槽移动至一第一位置。所述头部包括一密封件及耦接至所述密封件的一基板。所述方法可包括在一第一期间内旋转所述头部。所述方法可包括自一第一液体喷嘴输送一第一液体至所述基板,以排出所述基板上一残留量的槽液使所述残留量的槽液回到所述电镀槽中。所述方法可包括将所述头部朝一第二位置移动,同时自所述第一液体喷嘴输送所述第一液体至所述基板。所述方法可包括在一第二期间内旋转所述头部。所述方法可包括自一第二液体喷嘴输送一第二液体穿过所述基板。在所述第二位置旋转所述头部可自所述基板的一放射状的边缘甩落所述第二液体至一收集通道,所述收集通道是由一清洗框在所述电镀槽上方并放射状地向外延伸所定义。
在一些实施方式中,所述第一期间可延长到至少直到所述第一液体被输送至所述基板。所述方法可更包括输送所述第一液体,同时自所述电镀槽移动所述头部至所述第一位置,其中所述第一液体撞击所述密封件。所述方法可包括当所述头部到达所述第一位置时或所述头部到达所述第一位置之前,且在第一期间内旋转所述头部之前,停止输送所述第一液体。所述方法可回收至少约50%的所述残留量的槽液。输送所述第一液体可包括输送一第一体积的所述第一液体。输送所述第二液体可包括输送一第二体积的所述第二液体。所述第二体积可大于所述第一体积。
本技术的一些实施方式可更包括在一半导体电镀室清洗一基板的方法。所述方法可包括自一第一液体喷嘴输送一处理液体至位于一头部的一基板。所述头部位于所述半导体电镀室内的一第一位置。所述方法可包括将所述头部自所述第一位置降低以进入一电镀槽。所述方法可包括将所述头部自所述电镀槽移动至所述第一位置。所述方法可包括旋转所述头部以将槽液甩落回到所述电镀槽中。一残留量的槽液可能会残留。所述方法可包括自所述第一液体喷嘴输送一第一液体至所述基板,以至少部分地排出所述残留量的槽液使所述残留量的槽液回到所述电镀槽中。在一些实施方式中,所述方法可包括移动所述头部至一第二位置。所述方法可包括旋转所述头部。所述方法可包括自一第二液体喷嘴输送一第二液体穿过所述基板。所述方法可回收至少约50%的所述残留量的槽液。
此技术可以提供许多优于传统技术的优点。例如,本技术可以减少或限制来自***的电镀槽的损失。另外,***可以限制或减少清洗液对于槽的稀释,可允许使用较少的槽液的情况下,延长清洁程序。结合以下描述和附图更详细地描述这些和其他实施方式以及它们的许多优点和特征。
附图说明
通过参考说明书和所附图示的其余部分,可以对所披露的实施方式的本质和优点有进一步的理解。
图1绘示根据本技术的一些实施方式的可应用清洁技术的一腔室的示意性透视图。
图2绘示根据本技术的一些实施方式的包括清洗部件的腔室的局部截面图。
图3绘示根据本技术的一些实施方式的在一半导体电镀室清洗一基板的方法中的示例性操作。
图4绘示根据本技术的一些实施方式的包括清洗部件的腔室的局部截面图。
图5绘示根据本技术的一些实施方式的包括清洗部件的腔室的局部截面图。
图6绘示根据本技术的一些实施方式的在半导体电镀室清洗一基板的方法中的示例性操作。
其中一些图示作为示意图包含在内。应当理解的是,附图仅用于说明目的,除非特别说明是按比例绘制的,否则不应视为按比例绘制。另外,作为示意图,提供了附图以帮助理解,并且与实际表示相比,附图可能不包括所有方面或资讯,并且出于说明目的,附图可能包括夸张的材料。
于图示中,类似的部件和/或特征可具有相同的数字参考标号。再者,相同类型的各种组件可以藉由在参考标号之后用区分相似组件和/或特征的字母来区分。若于说明书中仅使用第一数字参考标号,则所述描述适用于具有相同第一数字参考标号的任何一个相似组件和/或特征,而不考虑后缀字母。
具体实施方式
执行半导体制造和处理中的各种操作可在一基板上产生大量特征的排列。随着多层半导体材料的形成,结构内产生通孔、沟槽和其他通路。然后,这些特征可以用一导电材料或金属材料填充,以允许电可从一层到另一层地通过元件进行传导。
执行电镀作业可以提供导电材料到一基板上的通孔和其他特征中。电镀使用包含有导电材料的离子的一电解槽,以电化学地沉积导电材料到基板上和进入基板定义的特征中。电镀在基板上的金属作为阴极。电触点(例如环或接脚)可允许电流流过***。在电镀过程中,可以将基板夹到头部并浸入电镀槽中以金属化。在如下所述的***中,基板也可以被夹在密封件内,此密封件可以在处理期间与头部耦合。在电镀后移动或升高基板,可以先将其用水(例如去离子水)清洗,然后再发送到另一个电镀室或其他处理位置。与将组件移至独立(stand-alone)的清洗室相比,较好的作法是在移至另一个电镀室之前清洗晶片和头部密封件,因为这样可以减少***占地面积、操作成本、和所需的机械人移动次数。然而,如上所述,在此清洗作业期间可能会发生一些问题。
先前技术可以从喷嘴直接在槽上方清洗基板,其透过喷嘴从腔室的一侧朝向基板的中心喷射清洗液体。在清洗过程中,基板可以以一定速度旋转,这可以使水穿过基板,并将水甩出在位于腔室外部的收集器中。在输送过程中,水可能会掉入电解槽中,这可能会使溶液溅到晶片上。这可能会导致基板的污染,或将电解质带入具有不同溶液的后续的槽中,这可能会污染第二槽。另外,电镀室可以容纳多种尺寸的基板,因此,例如可以在同一腔室中处理200毫米半导体晶片和300毫米半导体晶片。在甩出作业(sling operation)期间,直径较小的200毫米的晶片可能无法将清洗液体完全输送到收集器中,这可能导致清洗液体被输送到电解槽中。这可能会导致槽更大量的稀释,会限制清洗量的执行。另外,当从槽中抽出时,残余量的槽液可能保留在基板上,这会在清洗作业中造成损失,并需要以一定间隔进行更换。
本技术通过结合阶段性的清洗***克服了这些问题,所述阶段性的清洗***可以执行晶片的原位清洁(in situ clean),同时保护晶片和电解槽。所述***可以包括一第一喷嘴,所述第一喷嘴被配置为执行一回收清洗(recovery rinse)以限制槽液从腔室中被拖出。所述***还可以包括一第二喷嘴,所述第二喷嘴被配置为执行一清洗以清洁或处理基板,其可限制液体输送向槽中。通过利用根据本技术的清洁***,可以更经济、更有效地进行清洁,并且可以保持或回收槽液。在腔室内改善了清洗,同时避免稀释和污染,对于处理晶片有长足的进步。这样的腔室可以提供清洗步骤、晶片位置和流速的灵活性,以提供改善的结果而无需考虑稀释和污染。在描述了其中可以执行本技术的实施方式的一示例性腔室之后,其余披露将讨论本技术的***和处理的方法和相关方面。
图1绘示一电镀***100的等角视图,此电镀***100可使用和实施根据本技术的实施方式的方法和清洁***。电镀***100示出包括一***头部110及一碗状部115的一示例电镀***。在电镀作业期间,一晶片可被夹在***头部110,倒置并伸至碗状部115中以执行一电镀作业。电镀***100可包括一头部升降器120,其可配置为升高及旋转头部110,或者以其他方式包括倾斜操作在***内移动或定位头部。头部和碗状部可以附接到一盖板125或其他结构,此盖板或此其他结构可以是结合多个电镀***100的一较大***的一部分,并且可以共享电解液和其他材料。
一转子可允许夹在头部上的基板在碗内或碗外以不同的操作进行旋转。转子可以包括一接触环,此接触环可提供与基板的导电接触。下文进一步讨论可与头部连接的一密封件130。密封件130可包括待处理的被夹住的晶片。图1示出一电镀室,其可包括要在平台上直接清洁的组件。应当理解的是,其他配置也是有可能的,包括头部可移动至一附加模组及密封件的平台,或其他要被清洁的组件。另外,例如密封件130之类的一个或多个组件可以从相应的腔室中移出并放置在维护***或清洁***中以进行清洁。也可执行许多其他作业,以提供和暴露一组件以进行清洁。***100还示出了一示例的原地清洗***(in siturinse system)135,并进一步详细描述如下。
请参照图2,其绘示一腔室的局部截面图,腔室包括根据本技术一些实施方式的一电镀设备200的各方面。电镀设备200可结合一电镀***,包括上述的***100。如图2所示,其绘示一电镀***的一电镀槽容器205以及一头部210,头部210具有与头部连接的一基板215。在一些实施方式中,基板可以与结合在头部上的密封件212耦接。清洗框220可以耦接在电镀槽容器205上方,并且可以被配置为在电镀期间将头部接收到容器中。清洗框220可包括一边缘225,其在电镀槽容器205的一上表面沿着圆周延伸。一清洗通道227可以被定义在边缘225和电镀槽容器205的一上表面之间。例如,边缘225可包括以倾斜轮廓为特征的内部侧壁230。如上所述,从基板上甩下来的清洗液体可以接触侧壁230,并且可被接收在沿着边缘延伸的充气室235中,以收集来自电镀设备200的清洗液体。一堰240可以沿着电镀槽容器205延伸,并与充气室235或收集通道流体耦合,以进一步限制掉下的液体不返回至电镀槽。堰240可定义横跨电镀设备的一平面245,头部210可通过所述平面245延伸以进入至电镀槽容器205,并且头部可通过所述平面245返回以执行一清洗作业。
在一些实施方式中,电镀设备200可以另外包括一个或多个清洁组件,其可在原地组件清洁的多种方法中使用。组件可包括一个或多个喷嘴,用于将液体输送到基板215或头部210,或用于朝着基板215或头部210输送液体。通过以一些实施方式所示的角度输送清洗液体(例如去离子水或其他清洗液体),并减少输送速度,且可以使用头部的旋转来使清洗液体沿基板放射状地向外流出。降低输送速度可限制液体向上飞溅倒流。
图3绘示根据本技术一些实施方式的在一半导体电镀室清洗一基板的方法300的示例性操作,且所述方法可以使用先前描述的任何组件。方法300可以在一个或多个电镀***中执行,例如可并入处理***100中的电镀设备200,以及任何其他适于执行所描述的操作的半导体电镀室。在一些实施方式中,所述方法可以包括多个可选操作,这些可选操作可以具体相关于或不相关于根据本技术的方法的一些实施方式。图4及图5示出方法300的操作,以下将结合方法300的操作来描述图4及图5。应了解的是,图4及图5仅示出了有限细节的局部示意图,并且在一些实施方式中,***可以包括更多或更少的组件,以及替代性结构或重新配置,其可仍然受益于本技术的任何方面。
方法300可以包括在实际基板清洁之前的作业。例如,在清洁之前,一***头部可以将基板输送到电镀槽容器中以执行一电镀作业。在操作310,头部可以从电镀槽移动或升高。图4绘示一***400的一示例,***400具有一头部410,头部410在电镀槽容器405中的一电镀作业之后被升高或移动到一第一位置。如前所述,头部410可包括一密封件420,且基板415可以被夹至或耦接至密封件。第一位置可以是腔室内且槽以外的任何位置,尽管在某些实施方式中,第一位置可以位于如前所述的距电镀槽容器一高度且位于由堰430沿着腔室延伸所定义的平面的下方的位置,其中堰430可与收集通道435流体耦合,而液体可透过收集通道435从***中排出。如前所述,可通过头部410的旋转执行甩落作业(sling-offoperation),将液体从基板415的表面以头部410为基准放射状地向外排出。当在由堰430定义的平面下方时,液体可被输送回到电镀槽中,而当在堰430定义的平面上方时,液体可被输送到收集通道435中,其中收集通道435在电镀槽405上方并放射状地向外延伸。在一些实施方式中,当在由堰定义的平面上方时,堰430可限制或防止从基板甩出的液体返回到槽中。
在操作320,在一第一期间内旋转头部,如前所述可有助于将槽液从基板415的表面甩出。由于第一位置在堰430的下方,因此液体可以排回到电镀槽中。如前所述,尽管进行了甩落作业,但是一残留量的槽液可能残留在基板的表面上。先前技术可将头部410升高到由堰定义的平面上方,例如第二位置,然后清洗基板以清除表面上残留的槽液。在一些实施方式中,残留的槽液可能只是几毫升的液体,但是当在***中进行清洗时,每个晶片的这种损失加起来,可能导致额外的作业成本。通过回收残留的槽液或一部分液体,可以降低作业成本。因此,本技术的一些实施方式可以包括一第一清洗作业以将残留的槽液回收回到电镀槽中。然而,第一清洗作业可能向槽中增加额外的液体。为了限制对槽的稀释或污染,本技术在执行操作时,可以在第一清洗作业期间对槽中增加最少的液体。
举例来说,在操作330,当头部410位于第一位置,或在电镀槽与由堰430定义的平面之间所定义的区域内时,一第一液体440可从一第一液体喷嘴425被输送至基板415。第一液体可被输送以从基板415的表面、密封件420和/或头部410的部分推动或排出残留的槽液。在一些实施方式中,当基板旋转时,第一液体440朝着基板的中心输送,使第一液体被甩落至容器的侧壁并回到电镀槽之前,使第一液体放射状地穿过基板。如图所示,第一液体喷嘴425可以延伸穿过堰430,以在第一位置处,或在电镀槽与堰430定义的平面之间所定义的第一区域内提供至基板的通道。如图所示,***还包括一第二喷嘴445,在一些实施方式中第二喷嘴445也可延伸穿过堰430。虽然图式中绘示喷嘴在腔室的相对侧,但是应当理解的是,两个喷嘴可以存在于腔室周围的任何位置,包括彼此相邻。第二液体喷嘴445可延伸穿过堰430至一不同的长度,因为当基板位于堰上方时,第二液体喷嘴445可以用于执行一第二清洗作业。
此外,在一些实施方式中,可使用一单一喷嘴输送第一液体及第二液体。此喷嘴可包括多个孔以输送不同的液体,或者可使用单一喷嘴或端口来输送第一液体及第二液体。此喷嘴可以移动或调整,以多个不同角度或轨迹输送液体,以在第一位置和/或第二位置向基板提供液体。因此,在一些实施方式中,第一液体喷嘴及第二液体喷嘴可为相同的喷嘴或如图所示为两个不同的喷嘴。
当完成第一清洗作业,在操作340中头部410会升高或移动到一第二位置,如图5所示。第二位置在堰430所定义的平面510上方,以使从基板甩落的清洗液体被引导进入收集通道435。在操作350,在一第二期间内再次旋转头部410,第二期间可大于或小于第一期间。在操作360,第二液体520可从第二液体喷嘴445输送,在一实施方式中,第二液体被输送至基板的中心。头部的旋转可促进第二液体从基板的一外部辐射状边缘、密封件或头部被甩落,并进入收集通道435,其中收集通道435可将液体从***排出。在一些实施方式中,堰430可帮助限制或防止第二液体进入槽中,以限制槽的稀释。
如上所述,第一液体随着基板上残留的液体一起回到槽中,因此,在此实施方式中,第一液体可为与电镀槽相容的液体。虽然可以是水,例如去离子水,但是在一些实施方式中,可以使用其他液体,例如酸性溶液或可以与槽液相容的其他化学物质,例如铜槽液或锡银槽液。因为第一液体可以与残留的槽液一起被输送到槽中,所以第一液体的量可以被最小化。当头部被升高或移动到腔室内的第二位置时,输送液体至基板可以保持第二液体与槽分开,且可限制或防止第二液体被输送到槽中。因为第二液体可能不会进入槽中,所以此液体可以包括许多其他清洁剂或清洗剂,虽然它们可以包括水,例如去离子水,但也可以包括用于各种电镀***中清洁基板和/或***组件的任何数量的清洁剂、酸、有机溶剂或清洗剂。在本技术的实施方式中,在执行清洗方法期间,第一液体和第二液体可以彼此相似或不同。
如前所述,第一液体可用于一回收类型的清洗中,其中当从基板上甩落时,基板上残留的液体与第一液体会被输送至槽中。因此,在一些实施方式中,可使用最少的第一液体。清洁可以通过多种因素的组合来进行,这些因素包括头部的转速、甩落的时间、使用的第一液体的量以及环境特征,例如第一液体的温度。举例来说,取决于***组件,可以以多种旋转速度执行第一甩落作业,例如从大于或大约100RPM到大约1000RPM或更高。晶片的尺寸也可能影响所使用的速度,其中为了减小角动量,较小的晶片可使用较快的旋转速度,因为如果不进行补偿(例如使用更快的旋转速度),则可能降低甩落的效率。在一些实施方式中,较快的旋转速度可能会影响头部,引起一定量的扰动,例如头部的垂直或径向摆动。因此,在一些实施方式中,头部的旋转速度可低于或约1,500RPM、低于或约1,200RPM、低于或约1,000RPM、低于或约800RPM、低于或约700RPM、低于或约600RPM、或更慢,旋转速度可基于至少部分的***大小、组件和作业条件来决定。
在一些实施方式中,可以通过使液体体积与旋转速度相匹配来使液体的体积最小化。举例来说,为了在基板上产生相同残留槽液的减少,相对于较快的旋转速度,在较慢的旋转速度下要使用更多的液体。为了限制液体的量以产生足够的回收量,在一些实施方式中,头部的旋转速度可高于或约100RPM、且可高于或约250RPM、高于或约400RPM或更高。第一液体可为具有一第一体积且以一第一体积流率输送的液体。第二液体可为具有一第二体积且以一第二体积流率输送的液体。由于第二作业可被配置为完全清除或清洁基板,且由于第二液体不会稀释或污染槽,因此相比于第一液体,第二液体可以更大的体积、更长的时间和/或更高的体积流率来输送。
举例来说,在一些实施方式中,第一液体体积可小于或约100毫升、且可小于或约50毫升、小于或约25毫升、小于或约15毫升、小于或约10毫升、小于或约9毫升、小于或约8毫升、小于或约7毫升、小于或约6毫升、小于或约5毫升或更少。电镀槽可以接受的第一液体的量可以至少部分地取决于电镀槽的条件。例如,虽然在周围条件下或接近周围条件下操作电镀槽,可以容许输送约10毫升或以下的第一液体,但是例如在50℃或约50℃下操作电镀槽,可能能够接受更多的第一液体,例如多于10毫升、多于20毫升或更多。可以限制第一液体的流率,以在液体输送期间限制液体的量。
在一些实施方式中,相比于第一液体,第二液体可以更高的流率及/或更大的体积输送。举例来说,第二喷嘴可以第一喷嘴的至少2倍的流率来输送液体、且可以第一喷嘴的至少3倍的流率输送液体、以第一喷嘴的至少4倍的流率输送液体、以第一喷嘴的至少5倍的流率输送液体、或更多。输送的第二液体的体积可为输送的第一液体的体积的至少5倍、且可为输送的第一液体的体积的至少10倍、可为输送的第一液体的体积的至少25倍、可为输送的第一液体的体积的至少50倍、可为输送的第一液体的体积的至少75倍、可为输送的第一液体的体积的至少100倍、可为输送的第一液体的体积的至少250倍、可为输送的第一液体的体积的至少500倍、或更多。在本技术的实施方式中,第一液体与第二液体之间的额外差异可以包括温度差异,其中任一液体可以比另一液体具有更高的温度,且任何一种液体可以被脱气、氮化或以其他方式修改。
如上所述的方法300的输送方式还可具有一或多个可选方面。例如,在一些实施方式中,在操作320中的旋转头部可以是第一旋转,以在第一期间内产生槽液的甩落。在一些实施方式中,可在第一期间之后接着输送第一液体,其可包括与操作320的旋转速度不同的头部的额外旋转。另外,第一期间可以延长至第一液体的输送、或直到第一液体被输送到基板。例如,在一些实施方式中,第一期间可包括用于甩落的第一时间段、第一液体输送期间的第二时间段、和/或构成第三期间的第三时间段,在输送第一液体之后以进一步甩落残留的液体。尽管在某些实施方式中,头部是被动旋转,例如在旋转减慢(spin-down)期间可能发生被动旋转,但在任何时间段或期间中,头部可以主动旋转,这可以减少回收清洗期间的总体作业时间。例如,在第一期间内头部主动旋转。在第一液体的输送之前、输送期间或输送之后,主动旋转会停止,且在第三期间内会发生旋转减慢,且残留的槽液和第一液体会从基板上排出。
在一些实施方式中,在任何时间段或期间中,头部可垂直移动,也可在第一液体输送期间进行调整。举例来说,当头部旋转时,第一液体朝着基板输送或输送到基板的中心,以使液体放射状地向外射出并穿过基板。在输送期间,头部可以朝着第二位置升高或移动,同时仍保持在由堰定义的平面之下,这可以进一步沿着基板的表面推动或快速输送液体。还可以提供其他优点。例如,头部可以在输送过程中升高或移动,以使第一液体可以沿着基板的放射状向外的路径撞击,且可以撞击在基板的一外部放射状边缘上的一位置,其中所述位置为基板与密封件的连接处,所述连接处可能形成一缝隙,在一些实施方式中,可用第一液体清洗所述缝隙,例如在电镀槽内可接受额外第一液体的地方。另外,随着头部的移动,从基板上甩出的第一液体可以沿着腔室的容器部分的侧壁向上延伸,同时仍然保持在由堰定义的平面之下,其可以清洗喷嘴和堰的内表面。这可限制槽液在这些表面上干燥,而产生结晶并在腔室的表面上形成沉积物。
在另一可选作业中,在操作310期间,可选择性的进行第一液体的额外输送,其中在此操作期间头部被升高或移动到第一位置。举例来说,当头部从槽中被升高到第一位置时,第一液体的一部分被输送并撞击可夹住基板的密封件,这可以从密封件上(例如在密封件的外部或外表面)清洗槽液。在一些实施方式中,可以在基板到达第一位置之前停止输送。在密封件清洗作业期间,头部可以旋转,且可以在此方法期间以类似于、小于或大于任何上述的旋转速度进行旋转。例如,在第一位置处,旋转可以增加,以执行槽液的甩落。
根据本技术的一实施方式,透过执行一额外的回收清洗,可以回收在一甩落作业之后残留在一基板上的槽液的至少30%的残留量。在一些实施方式中,可回收残留在基板上的槽液的大于或约40%的残留量、可回收大于或约50%的残留量、可回收大于或约55%的残留量、可回收大于或约60%的残留量、可回收大于或约65%的残留量、可回收大于或约70%的残留量、可回收大于或约75%的残留量、可回收大于或约80%的残留量、可回收大于或约85%的残留量、可回收大于或约90%的残留量、或更多。
在第二位置,第二液体喷嘴445可将第二液体输送到基板以进行一清洗作业。在一些实施方式中,第二液体喷嘴445的尺寸大于第一液体喷嘴的尺寸,可提供更大的流体流率。第二液体喷嘴445可不像第一液体喷嘴一样延伸穿过堰430,如此第二液体喷嘴445可基于头部从槽中被抽出至较远的位置,而可提供更大的接触角度。此外,第二液体喷嘴445的特征在于与第一液体喷嘴有不同的喷嘴角度,所述角度至少部分地基于进行第一清洗作业和第二清洗作业时的头部的不同位置而决定。在第二位置旋转期间,头部可以先前讨论的任何速度旋转,并且可以比在第一位置时的旋转更快或更慢。清洗液体可从基板和/或密封件的外部放射状边缘被甩出至收集通道435,并从腔室排出。
在一些实施方式中,在本技术的实施方式中包含的第一喷嘴也可以用于执行一些实施方式中的一基板的一预处理方法。例如,在一些实施方式中,一预处理液体可以供应至相同的喷嘴或可输送不同液体的第一喷嘴的一成对的端口,或者在一些实施方式中预处理液体为与第一液体相同的液体。图6示出了根据本技术的一些实施方式的在半导体电镀室处清洗基板的方法600中的示例性操作,其中一处理液体可被输送到基底。方法600可在前述的任何腔室中执行,并且可以包括上述的任何部件或操作特性。
在操作610,第一液体喷嘴将一处理液体输送到基板。与配置成去除槽液的第一液体不同,处理液体可配置成改善或促进电镀。处理液体可从与第一液体喷嘴相同的喷嘴输送,或者在一些实施方式中,第一液体喷嘴可以具有两个端口,以输送两个不同的液体,例如处理液体和用于清洗的第一液体。当头部位于第一位置时,或头部位于第一位置且头部旋转时,可以输送处理液体。处理液体可包括多种不同的液体,包括润湿剂、预处理配方、表面活性剂、槽液或任何其他可改善或促进电镀作业的材料。在操作620,头部可将处理过的基板从第一位置降低或移动到槽中以执行电镀作业。在操作630,头部可以升高或移动回到第一位置或朝向第一位置移动,并且可以执行任何前述方法操作。例如,在操作640,头部可以旋转以执行一第一甩落作业,在此期间或此期间之后,如操作650可以将第一液体输送至基板以执行如前所述的清洗。如先前所讨论的,可以执行任何数量的额外操作。通过根据本技术的实施方式进行的回收清洗,可以产生最小的槽液稀释,同时从基板的表面回收大量的残留槽液。这可以降低作业成本,并增加在更新槽之前可以电镀的基板的数量。
在前面描述中,为了解释的目的,已经阐述了许多细节以便提供对本技术的各种实施方式的理解。然而,对于本领域技术人员很显然的是,某些实施方式可以在没有这些细节中的一些或者具有附加细节的情况下而施行。例如,可能受益于在此所述的湿润技术的其他基板也可以使用本技术。
已经披露了数个实施方式,如本领域技术人员了解,可以在不脱离实施方式的精神的情况下运用各种修饰、替代构造和均等物。另外,为了避免不必要地模糊本技术,许多已知的处理和元件尚未描述于此。因此,如上叙述不应被用以限制本技术的范围。
在提供数值范围的情况下,应所述理解的是,除非文中另有明确规定,在所述范围的上限和下限之间的每个中介值至下限单位的最小部分也被具体披露。涵盖了任何较窄范围,其在一表述范围内的任何表述数值或未表述的中介值到任何表述范围内的任何其他表述值或中介值之间。这些较小范围的上限和下限可以独立地包括在所述范围内或排除在外,并且其中任一范围、或两者皆非、或两个范围都包括在较小范围内的各个范围也包含在本技术内,但受限于表述范围中任何具体排除的限制。如果表述的范围包括一个或两个限制值,则排除这些限制值中的一个或两个限制值的范围也包括在内。在一列表中提供多个数值的情况下,包括或基于这些数值中任何数值的任何范围,已被类似地具体披露。
如本文和所附权利要求中所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式「一」和「所述」包括多个引用物。因此,例如,对「一材料」的引用包括多种这样的材料,并且对「所述通道(channel)」的引用包括对本领域技术人员已知的一种或多种通道及其均等物的引用等等。
此外,当在本说明书和所附权利要求书中使用时,词语「包含(comprise(s))」、「包含(comprising)」、「含有(contain(s))」,「含有(containing)」,「包括(include(s))」和「包括(including)」欲用来指定所叙述的特征,整体,组件或操作的存在,但是它们并不排除存在或添加有一或多个其他特征、整体、组件、操作、行为或群组。
综上所述,虽然本发明已以实施方式披露如上,然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中的技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。因此,本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。
Claims (20)
1.一种在一半导体电镀室清洗一基板的方法,所述方法包括:
将一头部自一电镀槽移动至一第一位置,所述头部包括与所述头部耦接的一基板;
在一第一期间内旋转所述头部以将槽液甩落回到所述电镀槽,其中残留一残留量的槽液;
自一第一液体喷嘴输送一第一液体至所述基板,以至少部分地排出所述残留量的槽液使所述残留量的槽液回到所述电镀槽中;
将所述头部移动至一第二位置;
在一第二期间内旋转所述头部;以及
自一第二液体喷嘴输送一第二液体穿过所述基板。
2.如权利要求1所述的在一半导体电镀室清洗一基板的方法,其中所述第一液体喷嘴及所述第二液体喷嘴各自延伸穿过一堰,所述堰位于所述半导体电镀室附近,以及其中所述堰与一收集通道流体耦合,所述收集通道是由一清洗框在所述电镀槽上方并放射状地向外延伸所定义。
3.如权利要求2所述的在一半导体电镀室清洗一基板的方法,其中所述第一位置位于所述电镀槽与一高度之间,所述高度是由所述堰的一内缘所定义,以及其中所述第二位置位于所述高度上方,所述高度为所述堰的一内缘所定义。
4.如权利要求1所述的在一半导体电镀室清洗一基板的方法,其中输送所述第一液体包括以一第一体积流率输送一第一体积的液体,其中输送所述第二液体包括以一第二体积流率输送一第二体积的液体,其中所述第一体积不同于所述第二体积且所述第一体积流率不同于所述第二体积流率。
5.如权利要求4所述的在一半导体电镀室清洗一基板的方法,其中所述第二体积大于所述第一体积,以及所述第二体积流率大于所述第一体积流率。
6.如权利要求1所述的在一半导体电镀室清洗一基板的方法,其中所述第一液体包括与所述电镀槽相容的一液体。
7.如权利要求1所述的在一半导体电镀室清洗一基板的方法,其中所述第一液体与所述第二液体为不同的液体。
8.如权利要求1所述的在一半导体电镀室清洗一基板的方法,其中所述第一期间延长到至少直到所述第一液体被输送至所述基板。
9.如权利要求8所述的在一半导体电镀室清洗一基板的方法,其中,在所述第一期间之后,将所述头部在一第三期间内持续旋转以回收所述残留量的槽液至所述电镀槽中。
10.如权利要求1所述的在一半导体电镀室清洗一基板的方法,其中在所述第一期间,将所述头部朝着所述第二位置升高。
11.如权利要求10所述的在一半导体电镀室清洗一基板的方法,其中,在所述第一期间升高所述头部时,所述第一液体被甩落以接触一堰,以及所述第一液体喷嘴延伸穿过所述堰。
12.一种在一半导体电镀室清洗一基板的方法,所述方法包括:
将一头部自一电镀槽移动至一第一位置,所述头部包括一密封件及耦接至所述密封件的一基板;
在一第一期间内旋转所述头部;
自一第一液体喷嘴输送一第一液体至所述基板,以排出所述基板上一残留量的槽液使所述残留量的槽液回到所述电镀槽中;
将所述头部朝一第二位置移动,同时自所述第一液体喷嘴输送所述第一液体至所述基板;
在一第二期间内旋转所述头部;以及
自一第二液体喷嘴输送一第二液体穿过所述基板,其中在所述第二位置旋转所述头部以自所述基板的一放射状的边缘甩落所述第二液体至一收集通道,所述收集通道是由一清洗框在所述电镀槽上方并放射状地向外延伸所定义。
13.如权利要求12所述的在一半导体电镀室清洗一基板的方法,其中所述第一期间延长到至少直到所述第一液体被输送至所述基板。
14.如权利要求12所述的在一半导体电镀室清洗一基板的方法,更包括输送所述第一液体,同时自所述电镀槽移动所述头部至所述第一位置,其中所述第一液体撞击所述密封件。
15.如权利要求14所述的在一半导体电镀室清洗一基板的方法,更包括当所述头部到达所述第一位置时或所述头部到达所述第一位置之前,且在所述第一期间内旋转所述头部之前,停止输送所述第一液体。
16.如权利要求12所述的在一半导体电镀室清洗一基板的方法,其中所述方法回收至少约50%的所述残留量的槽液。
17.如权利要求12所述的在一半导体电镀室清洗一基板的方法,其中输送所述第一液体包括输送一第一体积的所述第一液体,其中输送所述第二液体包括输送一第二体积的所述第二液体,以及其中所述第二体积大于所述第一体积。
18.一种在一半导体电镀室清洗一基板的方法,所述方法包括:
自一第一液体喷嘴输送一处理液体至位于一头部的一基板,其中所述头部位于所述半导体电镀室内的一第一位置;
将所述头部自所述第一位置降低以进入一电镀槽;
将所述头部自所述电镀槽移动至所述第一位置;
旋转所述头部以将槽液甩落回到所述电镀槽中,其中残留一残留量的槽液;以及
自所述第一液体喷嘴输送一第一液体至所述基板,以至少部分地排出所述残留量的槽液使所述残留量的槽液回到所述电镀槽中。
19.如权利要求18所述的在一半导体电镀室清洗一基板的方法,更包括:
移动所述头部至一第二位置;
旋转所述头部;以及
自一第二液体喷嘴输送一第二液体穿过所述基板。
20.如权利要求18所述的在一半导体电镀室清洗一基板的方法,其中所述方法回收至少约50%的所述残留量的槽液。
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