• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    本發明係關於一種電鍍設備，包括槽以保存電鍍液浴。頭部適以在槽內支承工件，例如矽晶圓，其在頭部上具有密封件以隔絕工件。構件清潔器組件可用以自動清潔電鍍設備的構件，例如密封件或接觸環。清潔器組件在手臂上具有構件接觸器，例如刷具。手臂致動器連接手臂用以從縮回位置移動手臂至部屬位置，其中接觸器物理接觸構件。用以清潔電鍍設備構件的方法包括移動刷洗器或接觸器來接觸構件，以及施加清潔液於相鄰接觸器的構件之上。構件當接觸接觸器時旋轉。至少一部分使用過後的清潔液被收集。
    公开号:TW201311942A
    申请号:TW101126985
    申请日:2012-07-26
    公开日:2013-03-16
    发明作者:Daniel J Woodruff
    申请人:Applied Materials Inc；
    IPC主号:C25D17-00
    专利说明:
    金屬電鍍設備中的構件清潔
    本發明之技術領域係與用於半導體製造和與微尺度元件製造有關之金屬電鍍設備與方法。
    微電子元件與其他微尺度元件大體上藉由電鍍材料層於基材上，例如於矽晶圓上來製造以生產大量的個別元件。金屬層電鍍於基材上以形成導電圖案和其他的應用。藉由各個電鍍設備，金屬層可電鍍於基材之上，舉例而言如美國專利US 7,390,383、US 2006-0237323 A1、US 7,931,786及US 7,585,398所述，每一專利皆併入本文參考。電鍍設備通常具有旋轉器，該旋轉器於電鍍過程中在電解液浴中旋轉基材。可提供密封件於某些設計的旋轉器之上以密封電接點來隔絕電解液。
    在使用上，金屬傾向累積在密封件上。如此一來將會使電鍍設備內的電流路徑降低，也相對應地使電鍍金屬層的品質降低。通常，電鍍設備的其他構件也因清潔而獲益。因此，需要改良的技術用以在電鍍設備內清潔密封件與其他構件。
    在第一個態樣中，電鍍設備包含一槽用以保存電鍍液浴。頭部適以在該槽內支承工件，具有該頭部的構件，例如密封件，暴露於電鍍液化學物質或其他污染之不良的累積。構件清潔組件可用以自動清潔該構件。該清潔組件可在一手臂上具有接觸器，例如刷具。手臂致動器連接於該手臂用以從縮回位置移動該手臂至部屬位置，其中該接觸器物理接觸該構件。描述於此的該設備可相似地用於清潔密封件以及其他電鍍設備構件。
    在另一態樣中，在一電鍍設備內清潔一密封件或其他構件的方法，包含移動一刷洗器或接觸器接觸該密封件，以及施加清潔液於相鄰於該接觸器的該構件之上。當接觸該接觸器時，該密封件或其他構件旋轉，或當該接觸器移動於該接點之上或周圍時，該組件可保持靜止狀態。至少一些使用過後的清潔液體可被收集。
    其他及進一步的特性與優點如下所述。本發明之權利同樣地屬於部件的次組合和所描述的步驟中。
    如第1圖及第2圖所示，電鍍設備10支撐於蓋板12之上，且具有槽14以保存電鍍液。蓋板12上的提升/旋轉機構18提升及旋轉頭部16，例如於上述引用之國際專利公開案中所述。頭部16內的旋轉器36可藉由發動機38旋轉。旋轉器36適以支承工件，且可包括背板40。也可參閱第3圖，在所謂的密封環設計中，旋轉器36上的密封件50是對工件密封以隔絕電鍍環接點與電鍍液接觸。
    電鍍設備10可選擇性地在槽14中包括攪拌器平板，該攪拌器平板藉由致動器24前後移動。通常，在自動系統中提供設備10的陣列，具有一個或多個機械手裝卸工件以進出設備10。電力及控制纜線26可從設備10延伸以使頂端與系統連接。如第1、2、4及5圖所示，設備可包含沖洗輪緣或框架28，其在槽14周圍具有液體收集開口30。液體收集開口通常藉由裝配件32與真空源相接。在一些過程中，設備10可藉由將工件與液體收集開口30垂直對齊放置來執行工件的原位沖洗，及在旋轉工件上噴灑沖洗液體。接著，沖洗液猛烈地進入液體收集開口30並排流或排氣掉。
    接著參閱第6、7及8圖，闡明清潔模組或組件60具有手臂72樞軸地附加於外罩62。最佳地如第7圖所示，手臂72的內側端連接於軸68，該軸68經由密封件82與軸承86支撐於外罩62之上。軸內口徑70的上端側延伸進入裝配件64。口徑的下端側在手臂72內連結進入導管74。接觸部件80提供於手臂72的外側端之面上的表面上。接觸部件80可係為刷具、海綿、研磨墊、塑料或橡膠杯體或刮板、或類似的部件，其適以從密封件50將金屬微粒刷洗下來。接觸部件80可具有特定的輪廓或形狀以與待清潔之構件的形狀相符合。例如，於清潔具有半圓形橫截面的密封件時，可使用具有刷毛輪廓成半圈的刷具。
    一個或多個連接於流體導管74的噴嘴76提供於手臂72之上，以噴灑清潔液於密封件50之上。如第7圖所示的例子，單一噴嘴76中央地置於環形接觸部件80中，在此形況下，接觸部件為環形刷具。
    手臂也可包括回流導管78，從手臂外側端的收集或排流開口88延伸至手臂上或穿過手臂。使用過後的清潔液體可經由使用過後的液體流經收集開口88，進入回流導管78，然後進入沖洗輪緣28來收集。手臂72的角度可向上以允許使用過後的液體藉由重力排開。另外，排氣管線或軟管可選擇性地在手臂的內端側連結回流導管78。
    如第8圖所示，致動器90，例如電動或氣動致動器，連接附加於軸68的連桿裝置92。從致動器90的纜線或氣動線經由裝配件或連接器94延伸至外罩62之外。經由管系裝配件64提供清潔液體至導管74之中。例如氮氣或乾淨乾燥空氣的氣體可選擇性地使用為輔助清潔液體，例如，在清潔過程結束時協助乾燥密封件或其他已清潔的構件。若使用上述氣體，氣體源可連接至裝配件64，或可連接至分開的專用氣體裝配件及通向噴嘴76的流動路徑，或在手臂72外側端的其他開口。致動器90的操作與清潔液體的供應藉由系統電腦控制器控制，該控制器通常控制電鍍設備10的各個其他操作。
    再如第8圖所示，發動機96可選擇性地包括於手臂中以旋轉刷具或其他密封件接觸部件80。如第6圖所示，可在手臂72外側端之上提供承接杯體94。
    參閱第2圖及第3圖，清潔模組60可安裝於沖洗輪緣或框架28頂部之上。因現有電鍍設備具有沖洗輪緣28，清潔模組60可翻新或僅於沖洗輪緣添加微小變化。
    在通常電鍍方法中，基材承載於旋轉器36之中，該旋轉器36靠著密封件50。然後，頭部16移動以放置基材於槽14內接觸電鍍液浴。電流通過電鍍液，使得在電鍍液中的金屬沉積於基材之上。然後，將基材移出電鍍液浴之外。頭部16選擇性地倒置，且將基材從旋轉器移除。簡單來說，下一步即為清潔密封件，將密封件移動至與密封件接觸器80接觸，例如刷具。將清潔液施加於密封件接觸器相鄰的密封件之上。可收集使用過後的清潔液以避免污染電鍍液浴。當密封件接觸密封件接觸器時，密封件藉由旋轉旋轉器而旋轉。密封件已清潔後，密封件接觸器從密封件移開，回到儲存位置，例如回到液體收集開口30之中。其他電鍍設備的構件，例如連接環或背板，可使用相似的過程來清潔。在一些應用中，可以不需要或無意的物理接觸待清潔的構件。在這些情況下，可藉由液體噴灑完成清潔而不需藉由接觸部件觸碰構件。
    在使用上，清潔模組60的手臂72，如第5圖所示，通常在縮回位置，以致不會干擾旋轉器36進出槽14的移動。移除在設備內處理的工件，以致旋轉器36並未支承任何工件。為了清潔密封件50，提升/旋轉機構18移動頭部至如第2圖與第3圖所示的位置。該提升/旋轉機構18將接觸部件80垂直對齊密封件50。致動器90驅動連桿裝置92以從如第5圖所示的儲存位置擺動手臂72至如第2~4、6、7圖所示的部署位置。藉由裝配件64、口徑70及液體導管74提供清潔液至噴嘴。可選擇性地提供排氣至回流導管78。
    藉由刷具或其他接觸部件80接觸密封件50，旋轉器36藉由發動機38緩慢地旋轉。接觸部件80將密封件的污染物刷洗下來。污染物大體上係為金屬微粒及/或化學殘留物或鹽類。旋轉器持續在接觸部件80上轉動密封件，直到整個密封件至少被刷洗一次。清潔液潤滑密封件以避免在清潔過程中密封件過度磨損。清潔液也帶走刷洗下的微粒。接觸部件80對抗密封件50的接觸壓力可藉由升降頭部16來調整。清潔過程的持續期間可依據密封件材料及其他因素而變化。在每一或已選擇數量的工件電鍍後，才可執行清潔過程。
    清潔過程完成後，致動器90反轉以移動手臂回到如第5圖所示的縮回位置之中。平常當手臂72如第4圖及第5圖於部屬或縮回位置時，手臂72也可選擇性地移動至中間位置，例如，以在密封件50的外側邊緣上集中清潔。如第8圖所示，也可選擇性地使用手臂升降機98來垂直調整手臂72，而不是藉由提升/旋轉機構18調整頭部的垂直位置，或上述二者可結合使用。
    通常，因為槽內電鍍液的極小變化會降低電鍍表現，所以最小化釋放到槽內的構件清潔液數量是有利的。參閱第3圖及第7圖，清潔模組60係設計以收集大部分或全部已使用過後的清潔液。如果提供在噴嘴76周圍為環形形狀，接觸部件80傾向於容納清潔液。介於接觸部件80和噴嘴76之環形空間內的收集開口88協助移除使用過後的清潔液體。如第6圖所示，承接杯體94也可提供於手臂72的外側端來承接任何從手臂滴下使用過後的清潔液體。
    再如第6圖所示，感測器56提供於手臂72之上以感測污染物是否停留在密封件50上。感測器56可為包括光源的光學感測器，以偵測顏色或對比度的變化。感測器也可偵測其他參數，例如使用一個或多個接觸探針58接觸密封件50以偵測密封件上的金屬是否存在，或測量密封件上的電阻變化。
    第4圖顯示替代手臂52，其具有兩個區段或鏈接，隨著內側區段的外側端可放置於旋轉器或密封件旋轉軸AA(如第2圖所示)，則藉由發動機54可依軸AA旋轉外側區域。有了此設計，密封件可在當接觸器或刷具80在密封件或其他構件周圍圓圈移動時保持靜止狀態。
    仍參閱第4圖，提供接觸器或刷具清潔站42於沖洗輪緣內。若使用上述刷具清潔站42，其可包括刷洗墊或表面且/或噴灑噴嘴。隨著如第5圖所示位於儲存位置的手臂，刷具80移動進入清潔站，而接觸器或刷具可選擇性地於該清潔站清潔。
    雖然本發明僅描述清潔電鍍設備上的密封件，每一描述的實施例也可使用於清潔其他電鍍設備構件，例如，環接觸點或是背板。
    如此一來，本發明已闡明及描述新穎的方法和設備。當然在不離開本發明精神與範疇的情況下，可作各個的變更及修正。因此，除下述申請專利範圍外，本發明及其均等物並不因此受限。
    10‧‧‧電鍍設備
    12‧‧‧蓋板
    14‧‧‧槽
    16‧‧‧頭部
    18‧‧‧提升/旋轉機構
    24‧‧‧致動器
    26‧‧‧纜線
    28‧‧‧沖洗輪緣/框架
    30‧‧‧液體收集開口
    32‧‧‧裝配件
    36‧‧‧旋轉器
    38‧‧‧發動機
    40‧‧‧背板
    42‧‧‧清潔站
    50‧‧‧密封件
    62‧‧‧替代手臂
    54‧‧‧發動機
    56‧‧‧感測器
    60‧‧‧清潔模組
    62‧‧‧外罩
    64‧‧‧裝配件
    68‧‧‧軸
    70‧‧‧口徑
    72‧‧‧手臂
    74‧‧‧導管
    76‧‧‧噴嘴
    78‧‧‧回流導管
    80‧‧‧接觸部件/密封件接觸器/刷具
    82‧‧‧密封件
    86‧‧‧軸承
    88‧‧‧開口
    90‧‧‧致動器
    92‧‧‧連桿裝置
    94‧‧‧承接杯體
    96‧‧‧發動機
    在圖式中，相同的元件符號在每一視圖中意指相同的部件。
    第1圖係為電鍍設備的透視圖。
    第2圖係為如第1圖所示電鍍設備的剖面圖。
    第3圖係為如第2圖所示清潔模組的放大細節。
    第4圖係為如第2圖及第3圖所示清潔模組的透視圖，該清潔模組附加於如第1圖所示的沖洗輪緣或框架，其模組的手臂係位於部屬位置。
    第5圖係為如第4圖所示的清潔模組，其手臂係位於縮回或儲存位置。
    第6圖係為單獨清潔模組的上方透視圖。
    第7提係為如第6圖所示清潔模組的上方剖面圖。
    第8提係為清潔模組的底部透視圖以及剖面圖。
    56‧‧‧感測器
    60‧‧‧清潔模組
    62‧‧‧外罩
    64‧‧‧裝配件
    72‧‧‧手臂
    80‧‧‧接觸部件/密封件接觸器/刷具
    94‧‧‧承接杯體
    权利要求:
    Claims (17)
    [1] 一種電鍍設備，包含：一槽，用以保存一電鍍液浴；一頭部，適以在該槽內支承一工件；一設備構件，位於該頭部之上；以及一構件清潔組件，包含：一手臂；一構件接觸器，位於該手臂上；以及一手臂致動器，連接於該手臂用以移動該手臂從該接觸器與該構件間隔開的一第一位置，以及該接觸器物理接觸該構件的一第二位置。
    [2] 如請求項1所述的電鍍設備，進一步包含一流體導管，位於該手臂內通向該接觸器。
    [3] 如請求項2所述的電鍍設備，進一步包含一噴嘴，位於該接觸器，具有該流體導槽連接至該噴嘴。
    [4] 如請求項3所述的電鍍設備，該接觸器具有一中心開口及具有該噴嘴位於該中心開口之內。
    [5] 如請求項1所述的電鍍設備，進一步包含：一頭部升降機，附加於該頭部用以升降該頭部；一旋轉器，位於該頭部中，具有該構件包含一位於該旋轉器上的一環狀構件；以及在該手臂上具有該接觸器，具有相對於該槽的一固定垂直位置。
    [6] 如請求項1所述的電鍍設備，進一步包含位於該手臂內的一回流導管。
    [7] 如請求項1所述的電鍍設備，在該手臂一外側端上具有該接觸器以及具有該手臂一內側端，在該槽的一側樞軸地附加於一框架。
    [8] 如請求項7所述的電鍍設備，該框架包含一液體收集開口連接一真空源，以及具有該手臂的該第一位置至少部份位於液體收集開口中。
    [9] 如請求項1所述的電鍍設備，其中該接觸器包含一剛毛刷具。
    [10] 如請求項1所述的電鍍設備，其中該接觸器包含一海綿、一毛氈墊、一塑料或橡膠葉片或杯體、或一纖維網墊。
    [11] 如請求項1所述的電鍍設備，進一步包含附加於該手臂的一液體承接杯體。
    [12] 如請求項1所述的電鍍設備，進一步包含位於手臂之上或之內的一接觸器自轉發動機且附加於該接觸器。
    [13] 一種用以在一電鍍設備中清潔一密封件的設備，包含：一沖洗環；一樞軸手臂，具有一外側端在該密封件下可從該沖洗環弧形水平移動至一位置；一樞軸手臂致動器，附加於該樞軸手臂；一刷洗器，位於該手臂的外側端之上；一流體出口，位於該手臂上與該刷洗器相關連；以及一流體收集器，位於該手臂上。
    [14] 如請求項13所述的設備，具有該流體收集器包含一回流導管從相鄰於該流體出口的一位置通向該沖洗環。
    [15] 一種清潔一電鍍設備之一構件的方法，包含：移動一構件清潔接觸器以接觸該構件；施加一清潔液於相鄰於該密封件接觸器的該密封件之上；收集使用過後的清潔液；當該密封件接觸該密封件接觸器時旋轉該密封件；以及移動該密封件接觸器遠離該密封件。
    [16] 如請求項15所述的方法，其中該接觸器包含一刷具，以及進一步包含使用該刷具刷洗該構件。
    [17] 如請求項15所述的方法，進一步包含藉由相鄰於該接觸器的一偵測器偵測該構件的狀況。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    TWI567249B|2017-01-21|金屬電鍍設備中的構件清潔
    KR960012623B1|1996-09-23|부착판 세정장치
    US8308529B2|2012-11-13|High throughput chemical mechanical polishing system
    CN210325702U|2020-04-14|一种晶圆后处理系统
    TWI680834B|2020-01-01|晶圓之邊緣研磨裝置以及方法
    KR20110092287A|2011-08-17|자체 세정 및 조정가능한 슬러리 전달 아암
    JPH07307321A|1995-11-21|洗浄方法及び洗浄装置
    US8844546B2|2014-09-30|Apparatus and method for cleaning semiconductor substrate using pressurized fluid
    TW201637741A|2016-11-01|基板洗淨裝置、基板洗淨方法、及基板處理裝置
    TW201318771A|2013-05-16|用於化學機械拋光清潔裝置之刷盒模組
    KR101168361B1|2012-07-24|힘 제어식 브러쉬 박스 클리너
    KR102255251B1|2021-05-21|척 조립체 유지보수 모듈을 구비한 웨이퍼 프로세싱 시스템
    CN111546236A|2020-08-18|边缘抛光装置及抛光吸盘垫清洗方法
    JP2002079461A|2002-03-19|ポリッシング装置
    CN106040627A|2016-10-26|晶片清洁方法和用于该方法中的晶片清洁装置
    JP3448844B2|2003-09-22|基板洗浄装置
    JP3644706B2|2005-05-11|ポリッシング装置
    KR101619044B1|2016-05-10|웨이퍼의 세정 장치
    JP4323041B2|2009-09-02|基板の洗浄処理装置
    TW202142363A|2021-11-16|邊緣拋光裝置及拋光吸盤墊清洗方法
    US20190301049A1|2019-10-03|Substrate cleaning components and methods in a plating system
    CN112643533A|2021-04-13|一种基板减薄加工的清洗装置及清洗方法
    JP2000061842A|2000-02-29|研磨装置
    KR20080029360A|2008-04-03|스핀 스크러버
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    CN103857834B|2016-08-17|
    KR101708201B1|2017-02-20|
    US9309603B2|2016-04-12|
    CN103857834A|2014-06-11|
    WO2013039671A1|2013-03-21|
    TWI567249B|2017-01-21|
    KR20140062145A|2014-05-22|
    SG11201400651WA|2014-08-28|
    US20130061875A1|2013-03-14|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    US5730801A|1994-08-23|1998-03-24|Applied Materials, Inc.|Compartnetalized substrate processing chamber|
    CN1168854C|1997-09-30|2004-09-29|塞米图尔公司|用于电镀半导体晶片的系统、装置和方法|
    JP3398027B2|1997-10-15|2003-04-21|株式会社荏原製作所|気相成長装置及びその洗浄方法|
    JP2886157B1|1998-04-03|1999-04-26|日本エレクトロプレイテイング・エンジニヤース株式会社|カップ式めっき方法及びそれに用いる清浄装置|
    US6280581B1|1998-12-29|2001-08-28|David Cheng|Method and apparatus for electroplating films on semiconductor wafers|
    US20050061676A1|2001-03-12|2005-03-24|Wilson Gregory J.|System for electrochemically processing a workpiece|
    US6352623B1|1999-12-17|2002-03-05|Nutool, Inc.|Vertically configured chamber used for multiple processes|
    US6632335B2|1999-12-24|2003-10-14|Ebara Corporation|Plating apparatus|
    US6612915B1|1999-12-27|2003-09-02|Nutool Inc.|Work piece carrier head for plating and polishing|
    JP2001234399A|2000-02-24|2001-08-31|Electroplating Eng Of Japan Co|カップ式めっき装置用クリーナー|
    JP3886328B2|2000-09-19|2007-02-28|大日本スクリーン製造株式会社|基板メッキ装置|
    US6540899B2|2001-04-05|2003-04-01|All Wet Technologies, Inc.|Method of and apparatus for fluid sealing, while electrically contacting, wet-processed workpieces|
    JP2003147597A|2001-11-13|2003-05-21|Aoyama Seisakusho Co Ltd|節水式水洗装置|
    US7033465B1|2001-11-30|2006-04-25|Novellus Systems, Inc.|Clamshell apparatus with crystal shielding and in-situ rinse-dry|
    JP4303484B2|2003-01-21|2009-07-29|大日本スクリーン製造株式会社|メッキ装置|
    US7087144B2|2003-01-31|2006-08-08|Applied Materials, Inc.|Contact ring with embedded flexible contacts|
    US7390383B2|2003-07-01|2008-06-24|Semitool, Inc.|Paddles and enclosures for enhancing mass transfer during processing of microfeature workpieces|
    US7449067B2|2003-11-03|2008-11-11|International Business Machines Corporation|Method and apparatus for filling vias|
    WO2007062114A2|2005-11-23|2007-05-31|Semitool, Inc.|Apparatus and method for agitating liquids in wet chemical processing of microfeature workpieces|
    US7811422B2|2007-02-14|2010-10-12|Semitool, Inc.|Electro-chemical processor with wafer retainer|
    US8172992B2|2008-12-10|2012-05-08|Novellus Systems, Inc.|Wafer electroplating apparatus for reducing edge defects|
    CN102140669B|2011-03-17|2016-06-01|上海集成电路研发中心有限公司|硅片电镀铜后的清洗方法|JP6745103B2|2014-11-26|2020-08-26|ノベラス・システムズ・インコーポレーテッドＮｏｖｅｌｌｕｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ|半導体電気メッキ装置用のリップシールおよび接触要素|
    KR102099359B1|2013-07-08|2020-04-09|엘에스산전 주식회사|전자접촉기 접점부 오염 제거 장치|
    US10053793B2|2015-07-09|2018-08-21|Lam Research Corporation|Integrated elastomeric lipseal and cup bottom for reducing wafer sticking|
    US10307798B2|2015-08-28|2019-06-04|Taiwan Semiconducter Manufacturing Company Limited|Cleaning device for cleaning electroplating substrate holder|
    SG11202006936RA|2018-02-01|2020-08-28|Applied Materials Inc|Cleaning components and methods in a plating system|
    US11241718B2|2018-04-20|2022-02-08|Applied Materials, Inc.|Cleaning components and methods in a plating system|
    法律状态:
    2018-10-21| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    US13/232,152|US9309603B2|2011-09-14|2011-09-14|Component cleaning in a metal plating apparatus|
    [返回顶部]