ウエハ無電解めっきシステムおよびその関連方法
【課題】ウエハ無電解めっきシステムおよびその関連方法
【解決手段】ウエハ無電解めっきのためのドライイン−ドライアウトシステムが開示される。システムは、ウエハ進入／退出工程およびウエハ乾燥工程のための上側ゾーンを含む。上側ゾーンには、乾燥工程を実施するために近接ヘッドが提供される。システムは、また、無電解めっき工程のための下側ゾーンも含む。下側ゾーンは、流体湧昇法(fluid upwelling)によってウエハを浸水させる無電解めっき装置を含む。システムの上側ゾーンおよび下側ゾーンは、二重壁チャンバによって囲われ、ここで、内壁は、化学的に不活性なプラスチックであり、外壁は、構造金属である。システムは、システムに対して必要な化学物質供給および制御を行う流体取り扱いシステムに界接する。システムは、雰囲気制御される。また、システムは、雰囲気制御される管理式移送モジュール（ＭＴＭ）に界接する。
【解決手段】ウエハ無電解めっきのためのドライイン−ドライアウトシステムが開示される。システムは、ウエハ進入／退出工程およびウエハ乾燥工程のための上側ゾーンを含む。上側ゾーンには、乾燥工程を実施するために近接ヘッドが提供される。システムは、また、無電解めっき工程のための下側ゾーンも含む。下側ゾーンは、流体湧昇法(fluid upwelling)によってウエハを浸水させる無電解めっき装置を含む。システムの上側ゾーンおよび下側ゾーンは、二重壁チャンバによって囲われ、ここで、内壁は、化学的に不活性なプラスチックであり、外壁は、構造金属である。システムは、システムに対して必要な化学物質供給および制御を行う流体取り扱いシステムに界接する。システムは、雰囲気制御される。また、システムは、雰囲気制御される管理式移送モジュール（ＭＴＭ）に界接する。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
集積回路やメモリセルなどの半導体デバイスの作成では、半導体ウエハ（「ウエハ」）上に構造を形成するために、一連の製造工程が実施される。ウエハは、シリコン基板上に定められたマルチレベル構造の形態をとる集積回路デバイスを含む。基板レベルでは、拡散領域を伴うトランジスタデバイスが形成される。その後に形成されるレベルでは、所望の集積回路デバイスを形成するために、相互接続金属配線がパターン形成され、トランジスタデバイスに電気的に接続される。また、パターン形成された導電層は、誘電体材料によってその他の導電層から絶縁される。
【０００２】
集積回路を構築するために、先ず、ウエハの表面上にトランジスタが形成される。次いで、一連の製造プロセス工程を通じて、複数の薄膜層の形で配線構造および絶縁構造が追加される。一般に、形成されたトランジスタの上には、第１の誘電体（絶縁）材料層が堆積される。この基層の上には、後続の金属（例えば銅やアルミニウムなど）層が形成され、電気を流す導電線を形成するためにエッチングされ、次いで、必要な絶縁体を線間に形成するために誘電体材料を充填される。
【０００３】
銅線は、一般に、ＰＶＤシード層（ＰＶＤ Ｃｕ）と、それに続く電気めっき層（ＥＣＰ Ｃｕ）とからなるが、ＰＶＤ Ｃｕに代わるものとして、ひいてはＥＣＰ Ｃｕに代わるものとして、無電解化学物質の使用が考慮されている。相互接続の信頼性および性能を向上させるものとして、無電解銅（Ｃｕ）および無電解コバルト（Ｃｏ）の技術が考えられる。無電解Ｃｕは、ギャップ充填プロセスを最適化してボイド形成を最小限に抑えるために、共形バリアの上に薄い共形シード層を形成するために使用することができる。さらに、平坦化されたＣｕ線上への選択的Ｃｏキャップ層の堆積は、Ｃｕ線に対する誘電体バリア層の付着を向上させ、Ｃｕ−誘電体バリア間の界面におけるボイドの形成および伝搬を抑えることができる。
【０００４】
無電解めっきプロセス中は、還元剤から溶液中のＣｕ（またはＣｏ）へ電子が移動され、その結果、還元されたＣｕ（またはＣｏ）がウエハ表面上に堆積される。無電解銅めっき溶液の配合は、溶液中のＣｕ（またはＣｏ）イオンを巻き込む電子移動プロセスを最大にするように最適化される。無電解めっきプロセスを通じて実現されるめっき厚さは、ウエハ上における無電解めっき溶液の滞在時間に依存する。無電解めっき反応は、無電解めっき溶液へのウエハの曝露を受けて、直ちに、かつ継続的に生じるので、無電解めっきプロセスは、制御されたやり方で、かつ制御された条件下で、実施することが望ましい。このため、改良された無電解めっき装置が必要とされている。
【発明の概要】
【０００５】
一実施形態では、半導体ウエハ無電解めっきシステムが開示される。システムは、インターフェース・モジュールからウエハを乾燥状態で受け取るように装備されたチャンバを含む。チャンバは、チャンバ内でウエハに対して無電解めっきプロセスを実施するように装備されている。また、チャンバは、チャンバ内でウエハに対して乾燥プロセスを実施するように装備されている。チャンバは、チャンバの共通内部空間内で無電解めっきプロセスおよび乾燥プロセスが実施されるように、定められる。チャンバは、さらに、ウエハを乾燥状態でインターフェース・モジュールに提供するように装備されている。
【０００６】
別の実施形態では、半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバが開示される。チャンバは、チャンバの内部空間の上側領域内に定められた第１のウエハ処理ゾーンを含む。第１のウエハ処理ゾーンは、第１のウエハ処理ゾーン内に配されたときのウエハに対して乾燥プロセスを実施するように装備されている。チャンバは、また、チャンバの内部空間の下側領域内に定められた第２のウエハ処理ゾーンを含む。第２のウエハ処理ゾーンは、第２のウエハ処理ゾーン内に配されたときのウエハに対して無電解めっきプロセスを実施するように装備されている。チャンバは、さらに、第２のウエハ処理ゾーン内でウエハを支持するように、そして第１のウエハ処理ゾーンと第２のウエハ処理ゾーンとの間でウエハを搬送するように定められたプラテンを含む。
【０００７】
別の実施形態では、半導体ウエハ無電解めっきシステムを動作させるための方法が開示される。方法は、ウエハを乾燥状態でチャンバ空間内に受け取るための工程を含む。方法は、また、チャンバ空間内でウエハに対して無電解めっきプロセスを実施することを含む。次いで、チャンバ空間内でウエハに対してすすぎプロセスが実施される。また、すすぎプロセスに続いて、チャンバ空間内でウエハに対して乾燥プロセスが実施される。方法は、さらに、ウエハを乾燥状態でチャンバ空間から提供するための工程を含む。
【０００８】
本発明を例として示した添付の図面に関連させた以下の詳細な説明から、本発明のその他の態様および利点が明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態にしたがって、ドライイン−ドライアウト無電解めっきチャンバの等角図を示した説明図である。
【図２】本発明の一実施形態にしたがって、チャンバの中心を通る縦断面を示した説明図である。
【図３】本発明の一実施形態にしたがって、上側近接ヘッドがウエハの中心まで伸びている状態のチャンバの上面を示した説明図である。
【図４】本発明の一実施形態にしたがって、上側近接ヘッドが近接ヘッドドッキングステーション上方の定位置に後退されている状態のチャンバの上面を示した説明図である。
【図５】本発明の一実施形態にしたがって、入口ドアの等角図を示した説明図である。
【図６】本発明の一実施形態にしたがって、安定化アセンブリの等角図を示した説明図である。
【図７】本発明の一実施形態にしたがって、駆動ローラアセンブリを示した説明図である。
【図８】本発明の一実施形態にしたがって、プラテンリフト・アセンブリの等角図を示した説明図である。
【図９】本発明の一実施形態にしたがって、プラテンが完全に下降された位置にある状態の、プラテンおよび流体受けを通る縦断面を示した説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態にしたがって、近接ヘッドによって実施されえる代表的プロセスを示した説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態にしたがって、クラスタ構成を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の説明では、本発明の完全な理解を可能にするために、多くの詳細が特定されている。しかしながら、当業者ならば明らかなように、本発明は、これらの一部または全部の詳細を特定しなくても実施されえる。また、本発明が不必要に不明瞭になるのを避けるため、周知のプロセス工程の詳細な説明は省略される。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態にしたがって、ドライイン−ドライアウト無電解めっきチャンバ（以下では「チャンバ１００」）の等角図を示した説明図である。チャンバ１００は、ウエハを乾燥状態で受け取り、ウエハに対して無電解めっきプロセスを実施し、ウエハに対してすすぎプロセスを実施し、ウエハに対して乾燥プロセスを実施し、処理済みのウエハを乾燥状態で提供するように構成されている。チャンバ１００は、基本的にあらゆるタイプの無電解めっきプロセスを実施することができる。例えば、チャンバ１００は、ウエハに対してＣｕまたはＣｏを無電解めっきするプロセスを実施することができる。また、チャンバ１００は、モジュール式のウエハ処理システムに組み込まれるように構成される。例えば、一実施形態では、チャンバ１００は、管理式の大気圧移送モジュール（ＭＴＭ：Managed atmospheric Transfer Module）に接続される。
【００１２】
チャンバ１００は、ＭＴＭなどのインターフェース・モジュールからウエハを乾燥状態で受け取るように装備される。チャンバ１００は、チャンバ１００内でウエハに対して無電解めっきプロセスを実施するように装備される。チャンバ１００は、チャンバ１００内でウエハに対して乾燥プロセスを実施するように構成される。チャンバ１００は、ウエハを乾燥状態でインターフェース・モジュールに戻すように構成される。チャンバ１００は、チャンバ１００の共通内部空間内でウエハに対して無電解めっきプロセスおよび乾燥プロセスを実施するように構成されることが好ましい。また、チャンバ１００の共通内部空間内でのウエハ無電解めっきプロセスおよびウエハ乾燥プロセスをサポートするために、流体取り扱いシステム（ＦＨＳ：Fluid Handling System）が提供される。
【００１３】
チャンバ１００は、チャンバ１００の内部空間の上側領域内に定められた第１のウエハ処理ゾーンを含む。第１のウエハ処理ゾーンは、第１のウエハ処理ゾーン内に配されたときのウエハに対して乾燥プロセスを実施するように装備される。チャンバ１００は、また、チャンバ１００の内部空間の下側領域内に定められた第２のウエハ処理ゾーンを含む。第２のウエハ処理ゾーンは、第２のウエハ処理ゾーン内に配されたときのウエハに対して無電解めっきプロセスを実施するように装備される。また、チャンバ１００は、チャンバ１００の内部空間内で第１のウエハ処理ゾーンと第２のウエハ処理ゾーンとの間を垂直に移動することができるプラテンを含む。プラテンは、第１のウエハ処理ゾーンと第２のウエハ処理ゾーンとの間でウエハを搬送するように、そして無電解めっきプロセス時にウエハを第２のウエハ処理ゾーン内で支持するように定められる。
【００１４】
図１に関して、チャンバ１００は、外側構造底部と構造天井部１０５とを含む外側構造壁１０３によって定められる。チャンバ１００の外側構造は、チャンバ１００の内部空間内の大気圧未満圧力条件、すなわち真空条件に関連した力に抵抗することができる。チャンバ１００の外側構造は、また、チャンバ１００の内部空間内の大気圧を上回る圧力条件に関連した力に抵抗することもできる。一実施形態では、チャンバの構造天井部１０５は、窓１０７Ａを装備している。また、一実施形態では、チャンバの外側構造壁１０３に、窓１０７Ｂが提供されている。しかしながら、窓１０７Ａ、１０７Ｂは、チャンバ１００の動作に不可欠ではないことを理解されるべきである。例えば、一実施形態では、チャンバ１００は、窓１０７Ａ、１０７Ｂを伴わないように構成される。
【００１５】
チャンバ１００は、フレームアセンブリ１０９上に位置するように定められる。その他の実施形態では、図１に示された代表的なフレームアセンブリ１０９と異なるフレームアセンブリが用いられてよいことを、理解されるべきである。チャンバ１００は、チャンバ１００にウエハを挿入するため、およびチャンバ１００からウエハを取り出すための入口ドア１０１を含むように定められる。チャンバ１００は、さらに、安定化アセンブリ３０５と、プラテンリフト・アセンブリ１１５と、近接ヘッド駆動機構１１３とを含み、これらの各要素は、より詳細に後ほど説明される。
【００１６】
図２は、本発明の一実施形態にしたがって、チャンバ１００の中心を通る縦断面を示した説明図である。チャンバ１００は、ウエハ２０７が入口ドア１０１と通って挿入されるときにそのウエハ２０７がチャンバ内部空間の上側領域内で駆動ローラアセンブリ３０３（不図示）および安定化アセンブリ３０５によって係合されるように定められる。プラテンリフト・アセンブリ１１５によって、プラテン２０９は、チャンバ内部空間の上側領域と下側領域との間を垂直方向に移動するように定められる。プラテン２０９は、駆動ローラアセンブリ３０３および安定化アセンブリ３０５からウエハ２０７を受け取り、そのウエハ２０７をチャンバ内部空間の下側領域の第２のウエハ処理ゾーンに移動させるように定められる。以下で、より詳細に後ほど説明されるように、チャンバの下側領域内では、プラテン２０９は、無電解めっきプロセスを可能にするために流体受け２１１に界接するように定められる。
【００１７】
チャンバの下側領域内での無電解めっきプロセスに続いて、ウエハ２０７は、プラテン２０９およびプラテンリフト・アセンブリ１１５を通じて持ち上げられ、駆動ローラアセンブリ３０３および安定化アセンブリ３０５によって係合可能な位置へ戻される。駆動ローラアセンブリ３０３および安定化アセンブリ３０５によってしっかり係合されると、プラテン２０９は、チャンバ１００の下側領域内の位置へ下降される。無電解めっきプロセスを経たウエハ２０７は、次いで、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５によって乾燥される。上側近接ヘッド２０３は、ウエハ２０７の上表面を乾燥させるように定められ、下側近接ヘッドは、ウエハ２０７の下表面を乾燥させるように定められる。
【００１８】
近接ヘッド駆動機構１１３によって、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５は、ウエハ２０７が駆動ローラアセンブリ３０３および安定化アセンブリ３０５によって係合されているときにウエハ２０７を直線状に横切って移動するように定められる。一実施形態では、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５は、ウエハ２０７が駆動ローラアセンブリ３０３によって回転されている間にウエハ２０７の中心へ移動するように定められる。こうすれば、ウエハ２０７の上表面および下表面を、それぞれ上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５に完全に曝すことができる。チャンバ１００は、さらに、定位置へ後退されたときの上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５のそれぞれを受け取るための、近接ヘッド・ドッキングステーション２０１を含む。近接ヘッド・ドッキングステーション２０１は、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５のそれぞれに関連付けられたメニスカスを、それらがウエハ２０７の上に載ると同時に滑らかに移行させることができる。近接ヘッド・ドッキングステーション２０１は、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５がそれぞれの定位置へ後退されたときに、駆動ローラアセンブリ３０３、安定化アセンブリ３０５、またはウエハ２０７を受け取るために上昇されたプラテン２０９に界接しないことを保証するように、チャンバ内に位置決めされる。
【００１９】
図３は、本発明の一実施形態にしたがって、上側近接ヘッド２０３がウエハ２０７の中心まで伸びている状態のチャンバの上面を示した説明図である。図４は、本発明の一実施形態にしたがって、上側近接ヘッド２０３が近接ヘッド・ドッキングステーション２０１上方の定位置に後退されている状態のチャンバの上面を示した説明図である。前述のように、ウエハ２０７は、入口ドア１０１を通ってチャンバ１００内に受け取られると、駆動ローラアセンブリ３０３および安定化アセンブリ３０５によって係合され、保持される。近接ヘッド駆動機構１１３によって、上側近接ヘッド２０３は、近接ヘッド・ドッキングステーション２０１上のその定位置からウエハ２０７の中心へ直線状に移動させることができる。同様に、近接ヘッド駆動機構１１３によって、下側近接ヘッド２０５は、近接ヘッド・ドッキングステーション２０１上のその定位置からウエハ２０７の中心へ直線状に移動させることができる。一実施形態では、近接ヘッド駆動機構１１３は、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５を近接ヘッド・ドッキングステーション２０１からウエハ２０７の中心へ一緒に移動させるように構成される。
【００２０】
図３に示されるように、チャンバ１００は、外側構造壁１０３および内側ライナ３０１によって定められる。したがって、チャンバ１００は、二重壁システムを組み入れている。外側構造壁１０３は、チャンバ１００内に真空機能を提供してそれによって真空境界を形成するのに十分な強度を有する。一実施形態では、外側構造壁１０３は、ステンレス鋼などの構造金属で形成される。しかしながら、外側構造壁１０３を形成するためには、基本的に、適切な強度特性を有するその他の任意の構造材料が使用可能であることを、理解されるべきである。外側構造壁１０３は、また、チャンバ１００をＭＴＭなどの別のモジュールに界接可能にするのに十分な精度でもって定められる。
【００２１】
内側ライナ３０１は、化学的境界を提供し、チャンバ内の化学物質を外側構造壁１０３に到達させないためのセパレータとして機能する。内側ライナ３０１は、チャンバ１００内に存在しえる様々な化学物質に化学的に適合する不活性材料で形成される。一実施形態では、内側ライナ３０１は、不活性なプラスチック材料で形成される。しかしながら、内側ライナ３０１を形成するためには、基本的に、適切に成形可能なその他の任意の化学的に不活性な材料が使用可能であることを、理解されるべきである。また、内側ライナ３０１は、真空境界を提供する必要がないことも、理解されるべきである。前述のように、外側構造壁１０３は、真空境界を提供するように定められる。また、一実施形態では、洗浄を容易にするために内側ライナ３０１を取り外したり、または単純に新しい内側ライナ３０１に交換したりすることができる。
【００２２】
チャンバ１００は、ウエハの無電解めっきプロセスを促進するためおよびウエハ表面を例えば酸化などの望ましくない反応から保護するために雰囲気制御されるように構成される。このため、チャンバ１００は、内部圧力制御システムおよび内部酸素含有量制御システムを装備している。チャンバ１００内部圧力は、チャンバ１００の内部空間に配管された真空ソースによって低減させることができる。チャンバ１００内部圧力は、ユニバーサル圧力制御器（ＵＰＣ：Universal Pressure Controller）などの圧力制御器の使用を通じて制御される。ＵＰＣは、圧力センサによって測定されるチャンバ１００内部圧力を読み取るように、そして窒素などの不活性ガスをより多くチャンバ１００内部空間に入らせることによってチャンバ１００内部圧力を設定値に維持するように定められる。圧力低減目的の真空システムが提供されるので、ＵＰＣは、チャンバ１００内部空間内の圧力を実際に低減させるのではないことを、理解されるべきである。また、圧力制御器は、ＵＰＣと実質的に等しい圧力制御機能を有しさえすれば、ＵＰＣ以外のその他の何らかの圧力制御器でもよいことを、理解されるべきである。しかしながら、説明を容易にするため、以下では、圧力制御器をＵＰＣと称するものとする。
【００２３】
チャンバ１００は、少量のチャンバ１００内部空気の除去を可能にするために、低速排気バルブ、すなわち抽気バルブも装備している。低速排気バルブによって除去されるチャンバ１００内部空気の量は、チャンバ１００内部圧力が設定値に維持されるように、ＵＰＣによって元に戻される。一実施形態では、チャンバ１００は、１００ミリトール未満まで排気することができる。一実施形態では、チャンバ１００は、およそ７００トールで動作されると考えられる。また、チャンバ１００は、チャンバ１００の内部空間に配管された圧力スイッチを装備している。圧力スイッチは、チャンバ１００内の圧力がいつ、大気圧（７６０トール）未満であるが５００トールを上回るような圧力レベルにあるかを示す。一実施形態では、圧力スイッチは、チャンバ１００内部圧力が５００トール未満であるときに開くように設定することができる。
【００２４】
チャンバ１００は、さらに、チャンバ１００内部空間内の酸素含有量の制御を可能にするように定められる。チャンバ１００内部空間内の酸素濃度は、重要なプロセスパラメータであることがわかる。より具体的には、ウエハ表面における望ましくない酸化反応を確実に回避するためには、ウエハ処理環境内の酸素濃度が低いことが求められる。チャンバ１００内部空間内の酸素濃度は、ウエハがチャンバ１００内に存在しているときに２ｐｐｍ（百万分の１）未満のレベルに維持されると考えられる。
【００２５】
チャンバ１００内の酸素濃度は、チャンバ１００の内部空間に配管された真空ソースによってチャンバを空にして、高純度の窒素でチャンバ１００内部空間を再充填することによって低減される。したがって、チャンバ１００内部空間内の酸素濃度は、チャンバ１００内部空間を低い圧力まで排気し、酸素含有量を無視できる超高純度の窒素でチャンバ１００内部空間を再充填することによって、大気レベル、すなわち約２０％の酸素レベル未満に低減される。一実施形態では、チャンバ１００内部空間を１トールまで排気し、超高純度の窒素でそれを大気圧まで再充填することを３度行うことによって、チャンバ１００内部空間内の酸素濃度を約３ｐｐｍまで下げることが望ましい。
【００２６】
チャンバ１００内部空間内の酸素濃度を適切なレベルに維持することを補助するために、チャンバ１００上のポートに酸素センサが取り付けられる。一実施形態では、酸素センサは、該センサが曝されるガス内の酸素濃度を示す電流を出力するように定められた酸化ジルコニウムベースのセンサである。酸素センサは、該センサを通り過ぎて移動するガスの所定の圧力および所定の流量に合わせて調整される。一実施形態では、酸素センサは、約±０．１ｐｐｍから約±５ｐｐｍまでの酸素精度を有するように調整される。
【００２７】
無電解めっきプロセスは、温度感受性のプロセスである。したがって、ウエハ表面上に存在しているときの無電解めっき溶液の温度にチャンバ１００内部空間雰囲気条件が及ぼす影響を最小限に抑えることが望ましい。このため、チャンバ１００は、ウエハの上をガスが直接流れることのないように、外側構造壁１０３と内側ライナ３０１との間に存在するエアギャップを通じてチャンバ１００内部空間にガスを導入可能であるように定められる。ウエハ表面上に無電解めっき溶液が存在しているときにウエハの上をガスが直接流れると、ウエハ上に存在している無電解めっき溶液の温度を低下させるであろう蒸発冷却効果が引き起こされ、それに相応して無電解めっき反応速度が変化される可能性がある。また、チャンバ１００内部空間にガスを間接的に導入する機能に加えて、チャンバ１００は、ウエハ表面の上に無電解めっき溶液が施されるときにチャンバ１００内部空間内の蒸気圧を飽和状態まで上昇させられるようにも装備されている。チャンバ１００内部空間が無電解めっき溶液に対して飽和状態にあると、上記の蒸発冷却効果が最小限に抑えられであろう。
【００２８】
図５は、本発明の一実施形態にしたがって、入口ドア１０１の等角図を示した説明図である。入口ドア１０１は、チャンバ入口のロッカーバルブおよび例えばＭＴＭなどの外側モジュールをチャンバ１００から遮断するシャッタータイプのドアである。入口ドア１０１アセンブリは、チャンバ入口のロッカーバルブを覆うために垂直方向に移動可能なシャッター５０１を含む。シャッター５０１の垂直移動を可能にするために、入口ドア１０１アセンブリにはアクチュエータ５０５およびリンク機構５０３が設けられる。一実施形態では、アクチュエータ５０５は、空気圧シリンダとして定められる。本明細書では、入口ドア１０１は、シャッタータイプのドアとして例示されているが、その他の実施形態では、入口のロッカーバルブおよび外側モジュールをチャンバ１００内部領域から遮断する目的を達成しさえすれば、チャンバ１００を、その他のタイプのドアを組み入れるように定めることが可能である。
【００２９】
図６は、本発明の一実施形態にしたがって、安定化アセンブリ３０５の等角図を示した説明図である。安定化アセンブリ３０５は、ウエハ２０７を駆動ローダアセンブリ３０３内に保持するためにウエハ２０７のエッジに圧力を加えるように定められた安定化ローラ６０５を含む。したがって、安定化ローラ６０５は、ウエハ２０７のエッジに係合するように構成される。安定化ローラ６０５の外形は、安定化ローラ６０５とウエハ２０７との間の一定の角度ずれに適応するように定められる。また、安定化アセンブリ３０５は、安定化ローラ６０５の垂直位置の機械的調整を可能にするようにも構成される。図６に示された安定化アセンブリ３０５は、２００ｍｍウエハに適応するための１つの安定化ローラ６０５を含む。別の実施形態では、安定化アセンブリ３０５は、３００ｍｍウエハに適応するために２つの安定化ローラ６０５を伴うように構成されることができる。
【００３０】
安定化ローラ６０５は、ウエハ２０７のエッジに向かうおよびウエハ２０７のエッジから遠ざかる安定化ローラ６０５の移動を可能にするために、安定化バー６０３上に定められる。安定化バー６０３の移動を可能にし、安定化ローラ６０５をウエハ２０７のエッジに係合するためおよび安定化ローラ６０５をウエハ２０７のエッジから切り離すために、適切なリンク機構６０９とともに、空気圧シリンダなどのアクチュエータ６０７が提供される。安定化アセンブリ３０５は、さらに、チャンバ１００に安定化アセンブリを接続することを可能にするように定められたケース６０１を含み、これは、安定化バー６０３のための支持フレームを提供する。一実施形態では、ウエハ２０７エッジに対する安定化ローラ６０５の位置を特定することを可能にするために、チャンバ１００内に、センサが配備される。例えば、一実施形態では、安定化ローラ６０５がウエハ２０７から切り離されている、ウエハ２０７に係合されている、またはウエハ２０７係合位置を通り過ぎている（ウエハ２０７が存在しない場合など）のいずれであるかを特定することを可能にするために、ホール効果タイプのセンサが配備される。また、一実施形態では、ウエハ２０７乾燥プロセスに先立つウエハ２０７との接触ゆえに湿っているかもしれない安定化ローラ６０５を乾燥させるために、安定化バー６０３に、真空乾燥機器が取り付けられる。
【００３１】
図７は、本発明の一実施形態にしたがって、駆動ローラアセンブリ３０３を示した説明図である。駆動ローラアセンブリ３０３は、ウエハ２０７のエッジに係合してウエハ２０７を回転させるように構成された１対の駆動ローラ７０１を含む。一実施形態では、駆動ローラ７０１は、駆動機構７０５によって、共通の方向になおかつ共通の回転速度で回転される。各駆動ローラ７０１は、ウエハ２０７のエッジに係合するように構成される。各駆動ローラ７０１の外形は、駆動ローラ７０１とウエハ２０７との間の一定の角度ずれに適応するように定められる。また、駆動ローラアセンブリ３０３は、各駆動ローラ７０１の垂直位置の機械的調整を可能にするようにも構成される。
【００３２】
駆動ローラアセンブリ３０３は、ウエハ２０７のエッジに向かうおよびウエハ２０７のエッジから遠ざかる駆動ローラ７０１の移動を可能にするために、延長機構７０７を含む。一実施形態では、延長機構７０７を移動させ、ウエハ２０７のエッジに向かうおよびウエハ２０７のエッジから遠ざかる駆動ローラ７０１の移動きを可能にするために、空気圧アクチュエータが使用される。ウエハ２０７が、チャンバ１００内のロボット引き渡し位置にある場合は、駆動ローラ２０７は、ウエハ２０７エッジに向かって限界まで移動されたときに、ウエハ２０７エッジまであと僅かの位置にくる。ウエハ２０７エッジに対する安定化ローラ６０５の係合は、駆動ローラ７０１をウエハ２０７エッジに係合させる。
【００３３】
駆動ローラアセンブリ３０３は、さらに、チャンバ１００に駆動ローラアセンブリ３０３を接続することを可能にするように定められたケース７０３を含み、これは、駆動機構７０５、延長機構７０７、および駆動ローラ７０１のための支持フレームを提供する。一実施形態では、ウエハ２０７エッジに対する駆動ローラ７０１の位置を特定することを可能にするために、チャンバ１００内に、センサが配備される。例えば、一実施形態では、ウエハ２０７に対する駆動ローラアセンブリ３０３の位置、すなわち閉（駆動ローラアセンブリ３０３がウエハ２０７に向かって限界まで移動している）または開（駆動ローラアセンブリ３０３がウエハ２０７から完全に後退されている）のいずれであるかを特定することを可能にするために、光ビーム破壊タイプのセンサが配備される。また、一実施形態では、ウエハ２０７乾燥プロセスに先立つウエハ２０７との接触ゆえに湿っているかもしれない駆動ローラ７０１を乾燥させるために、駆動ローラアセンブリ３０３に、真空乾燥機器が取り付けられる。
【００３４】
図８は、本発明の一実施形態にしたがって、プラテンリフト・アセンブリ１１５の等角図を示した説明図である。プラテンリフト・アセンブリ１１５は、プラテン２０９を上に取り付けられたシャフト８０１を含む。シャフト８０１の下端は、リフトフレーム８０７に固定される。リフトフレーム８０７は、シャフト８０１およびプラテン２０９を垂直方向に移動させるために垂直方向に移動するように定められる。一実施形態では、プラテンリフト・アセンブリ１１５は、プラテン２０９位置のフィードバックを提供するために、リニアエンコーダを含む。プラテン２０９の移動は、プラテン２０９の位置を示すリニアエンコーダからの信号を受信する制御モジュールを通じて制御される。プラテンリフト・アセンブリ１１５は、プラテン２０９上のウエハ２０７を、ウエハ回転面、すなわちウエハが駆動ローラ７０１および安定化ローラ６０５によって係合される面から、プラテン２０９が流体受け２１１のシールに当接する処理位置へ移動させるように構成される。
【００３５】
リフトフレーム８０７、シャフト８０１、およびプラテン２０９の垂直移動を可能にするために、リフト機構８０５が提供される。様々な実施形態において、リフト機構８０５は、リフトフレーム８０７、シャフト８０１、およびプラテン２０９に垂直移動を提供するために、電気モータおよび／または空気圧アクチュエータと、伝動機構およびリンク機構とを組み入れることができる。一実施形態では、送りネジを回転させるために、直流サーボモータが提供され、この送りネジは、リフトフレーム８０７を上下に駆動することによって、チャンバ内でシャフト８０１を通じてプラテン２０９を上下に駆動する。また、一実施形態では、プラテン２０９と流体受け２１１のシールとの間の吸引真空に逆らう初期移動時におけるプラテン２０９の持ち上げを補助するために、空気圧アセンブリが提供される。プラテンリフト・アセンブリ１１５は、リフトフレーム８０７およびリフト機構８０５のための安定した支持構造を提供する支持フレーム８０３も含む。支持フレーム８０３は、プラテンリフト・アセンブリ１１５によってチャンバ１００内部空間内におけるプラテン２０９の垂直移動が提供されるように、チャンバ１００の下表面に界接するように定められる。
【００３６】
図９は、本発明の一実施形態にしたがって、プラテン２０９が完全に下降された位置にある状態の、プラテン２０９および流体受け２１１を通る縦断面を示した説明図である。プラテン２０９は、加熱された真空チャックとして構成される。一実施形態では、プラテン２０９は、化学的に不活性な材料で作成される。別の実施形態では、プラテン２０９は、化学的に不活性な材料をコーティングされる。プラテン２０９は、真空供給源９１１に接続された真空チャネル９０７を含み、これらは、作動時にプラテン２０９に対してウエハ２０７を真空圧着する。プラテン２０９に対するウエハ２０７の真空圧着は、プラテン２０９とウエハ２０７との間の熱抵抗を減少させるとともに、ウエハ２０７がチャンバ１００内を垂直に搬送される際に滑らないようにする。
【００３７】
様々な実施形態において、プラテン２０９は、２００ｍｍウエハまたは３００ｍｍウエハに適応するように定めることができる。また、プラテン２０９およびチャンバ１００は、基本的にあらゆるサイズのウエハに適応するように定めることができることがわかる。所定のウエハサイズについて、プラテン２０９上表面、すなわちプラテン２０９圧着表面の直径は、そのウエハの直径に僅かに満たないように定められる。このプラテン対ウエハのサイズ設定は、ウエハのエッジをプラテン２０９外周の上縁を僅かに越えて広がらせることによって、ウエハがプラテン２０９上に位置しているときの、ウエハエッジと安定化ローラ６０５および駆動ローラ７０１のそれぞれとの間の係合を可能にする。
【００３８】
上述のように、無電解めっきプロセスは、温度感受性のプロセスである。プラテン２０９は、ウエハ２０７の温度を制御可能にするために加熱されるように定められる。一実施形態では、プラテン２０９は、温度を最高摂氏１００度に維持することができる。また、プラテン２０９は、温度を摂氏０度の低さに維持することもできる。通常のプラテン２０９動作温度は、摂氏約６０度であると考えられる。プラテン２０９のサイズが３００ｍｍウエハに適応している実施形態では、プラテン２０９は、内側加熱ゾーンおよび外側加熱ゾーンをそれぞれ形成するために、２つの内部抵抗加熱コイルを伴うように定められる。各加熱ゾーンは、自身の制御用熱電対を含む。一実施形態では、内側加熱ゾーンは、７００ワット（Ｗ）の抵抗加熱コイルを用い、外側ゾーンは、２０００Ｗの抵抗加熱コイルを用いる。プラテン２０９のサイズが２００ｍｍウエハに適応している実施形態では、プラテン２０９は、１２５０Ｗの内部加熱コイルと対応する制御用熱電対とによって定められる１つの加熱ゾーンを含む。
【００３９】
流体受け２１１は、プラテン２０９がチャンバ１００内で完全に下降されたときにプラテン２０９を受けるように定められる。流体受け２１１の流体保持機能は、流体受け２１１の内周に定められた流体受けシール９０９に当接するようにプラテン２０９が下降されたときに完全になる。一実施形態では、流体受けシール９０９は、流体受けシール９０９に十分に接触するようにプラテン２０９が下降されたときにプラテン２９０と流体受け２１１との間に液密シールを形成する加圧シールである。流体受けシール９０９に当接するようにプラテン２０９が下降されたときに、プラテン２０９と流体受け２１１との間には、ギャップが存在することがわかる。したがって、流体受けシール９０９に対するプラテン２０９の当接は、流体受けシール９０９の上方でプラテン２０９と流体受け２１１との間に存在するギャップを無電解めっき溶液で満たし、その無電解めっき溶液をプラテン２０９の上表面上に圧着されているウエハ２０７の周囲から溢れ上がらせるために、電気めっき溶液を流体受けに注入することを可能にする。
【００４０】
一実施形態では、流体受け２１１は、流体受け２１１内に電気めっき溶液を吐出するための８つの流体吐出ノズルを含む。流体吐出ノズルは、流体受け２１１沿いに等間隔で分布している。各流体吐出ノズルは、各流体吐出ノズルからの流体吐出速度が実質的に同じになるように、分配マニホールドからの管によって供給を受ける。また、流体吐出ノズルは、各流体吐出ノズルから放出される流体がプラテン２０９の上表面より下方の場所、すなわちプラテン２０９の上表面上に圧着されているウエハ２０７より下方の場所で流体受け２１１に入るように設けられる。また、プラテン２０９およびウエハ２０７が流体受け２１１内に存在していないときは、流体吐出ノズルを通して流体受け２１１に洗浄溶液を注入することによって、流体受け２１１を洗浄することができる。流体受け２１１は、ユーザが定めた頻度で洗浄することができる。例えば、流体受けは、１枚のウエハを処理するごとなどの頻繁な頻度で、またはウエハ１００枚ごとに一度などの稀な頻度で洗浄することができる。
【００４１】
チャンバ１００は、幾つかのすすぎノズル９０３と幾つかの吹き降ろしノズル９０５とを含むすすぎバー９０１も含む。すすぎノズル９０３は、ウエハ２０７をすすぎ位置に置くためにプラテン２０９が移動されたときにウエハ２０７の上面にすすぎ流体を吹き付けるように方向付けされる。すすぎ位置では、すすぎ流体が流体受け２１１に流れ込み、そこから排出することができるように、プラテン２０９と流体受けシール９０９との間に隙間が存在する。一実施形態では、３００ｍｍウエハをすすぐために２つのすすぎノズル９０３が提供され、２００ｍｍウエハをすすぐために１つのすすぎノズル９０３が提供される。吹き降ろしノズル９０５は、すすぎプロセス時にウエハの上面から流体を除去することを補助するために、ウエハの上面に窒素などの不活性ガスを向かわせるように定められる。無電解めっき反応は、無電解めっき溶液がウエハ表面に接触しているときに継続的に生じるので、無電解めっき期間の終了とともに、ウエハから無電解めっき溶液を迅速になおかつ一様に除去する必要があることがわかる。このため、すすぎノズル９０３および吹き降ろしノズル９０５は、ウエハ２０７からの迅速でなおかつ一様な無電解めっき溶液の除去を可能にする。
【００４２】
チャンバ１００の動作は、流体取り扱いシステム（ＦＨＳ：Fluid Handling System）によってサポートされる。一実施形態では、ＦＨＳは、チャンバ１００とは別のモジュールとして定められ、チャンバ１００内の様々な構成要素に流体連通式に接続される。ＦＨＳは、無電解めっきプロセスに、すなわち流体受け吐出ノズル、すすぎノズル、および吹き降ろしノズルに従事するように定められる。ＦＨＳは、また、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５に従事するようにも定められる。ＦＨＳと、流体受け２１１内の各流体吐出ノズルに従事する供給ラインとの間には、混合マニホールドが配される。このため、流体受け２１１内の各流体吐出ノズルに流れる無電解めっき溶液は、流体受け２１１に達する前に予混合される。
【００４３】
流体供給ラインは、電気めっき溶液が各流体吐出ノズルから例えば実質的に均一な流量でなどのように実質的に均等に流体受け２１１に流れ込むように、混合マニホールドを流体受け２１１内の様々な流体吐出ノズルに流体接続するように配される。ＦＨＳは、混合マニホールドと流体受け２１１内の流体吐出ノズルとの間に配された流体供給ラインからの、電気めっき溶液の一掃を可能にするために、それらの流体供給ラインからの窒素パージを可能にするように定められる。ＦＨＳは、また、各すすぎノズル９０３にすすぎ用の流体を提供することによって、そして各吹き降ろしノズル９０５に不活性ガスを提供することによって、ウエハすすぎプロセスをサポートするようにも定められる。ＦＨＳは、すすぎノズル９０３から放出される液体圧力を制御するために、圧力調整器の手動設定を可能にするように定められる。
【００４４】
チャンバ１００は、幾つかの流体ドレン場所を含む。一実施形態では、チャンバ１００内に、３つの別々の流体ドレン場所、すなわち１）流体受け２１１からの主要ドレン、２）チャンバ床ドレン、および３）プラテン真空タンクドレンが提供される。これらの各ドレンは、ＦＨＳ内に提供された共通設備ドレンに接続される。流体受け２１１ドレンは、流体受け２１１からチャンバドレン・タンクに配管される。流体受け２１１からチャンバドレン・タンクへの流体の排出を制御するために、バルブが提供される。このバルブは、流体受け２１１からチャンバドレン・タンクに到るドレンライン内に流体が存在するときに開くように構成される。
【００４５】
チャンバ床ドレンも、チャンバドレン・タンクに配管される。チャンバ内で液体がこぼれると、その液体は、チャンバ床にあるポート、すなわちチャンバ床ドレンからチャンバドレン・タンクへ排出される。チャンバ床からチャンバドレン・タンクへの流体の排出を制御するために、バルブが提供される。このバルブは、チャンバ床からチャンバドレン・タンクに到るドレンライン内に流体が存在するときに開くように構成される。
【００４６】
プラテン真空タンクによって、プラテン２０９の真空供給源９１１が提供される。プラテン真空タンクは、自身のドレンタンクを、すなわちプラテンドレン・タンクを装備している。プラテンドレン・タンクは、真空タンクとしても機能する。プラテンドレン・タンクには、真空発生器が接続され、これは、真空供給源９１１によって提供されるウエハ裏面の真空のソースである。プラテン２０９の真空チャネル９０７内の真空を、すなわちウエハ２０７の裏面に存在する真空を制御するために、バルブが提供される。また、ウエハ２０７の裏面に存在する真空圧を監視するために、センサも提供される。一実施形態では、プラテンドレン・タンクおよびチャンバドレン・タンクは、共通のドレンポンプを共有する。しかしながら、プラテンドレン・タンクおよびチャンバドレン・タンクのそれぞれは、各タンクをそれぞれ単独で空にできるように、そのタンクとポンプとの間に自身の隔離バルブを有する。
【００４７】
チャンバ１００は、チャンバ１００を接続された例えばＭＴＭなどの外部モジュールからウエハ２０７を受け入れるように動作される。ウエハ２０７は、チャンバ１００の上側領域内のウエハ引き渡し位置において、駆動ローラ７０１および安定化ローラ６０５によって受け取られる。ウエハ２０７を受け取るためにチャンバ１００を開く前に、チャンバ１００内における圧力が、チャンバ１００がウエハ２０７を受け取るために開かれたときにチャンバ１００内部空間が曝される外部モジュール内の圧力に十分に近いかどうかの確認がなされる。一実施形態では、チャンバ１００内の十分に近い圧力は、外部モジュール圧力の±１０トール以内である。また、ウエハ２０７を受け取るためにチャンバ１００を開く前に、チャンバ１００内の酸素含有量が、チャンバ１００がウエハ２０７を受け取るために開かれたときにチャンバ１００内部空間が曝される外部モジュール内の酸素含有量に十分に近いかどうかの確認がなされる。一実施形態では、チャンバ１００内の十分に近い酸素含有量は、外部モジュール酸素含有量の±５ｐｐｍ以内である。
【００４８】
チャンバ１００内に受け取られた後、ウエハ２０７は、無電解めっきプロセスのために、チャンバ１００の下側領域の流体受け２１１へ移動される。プラテン２０９は、ユーザが指定した温度に加熱され、ウエハ２０７は、ウエハ２０７の加熱を可能にするために、ユーザが指定した継続期間の間、プラテン２０９上に保持される。次いで、プラテン２０９は、流体受け２１１に流れ込む無電解めっき溶液が（流体受けシール９０９上方の）流体受け２１１とプラテン２０９との間の空間に満たし、ウエハ２０７の周囲から溢れ上がるようにするために、流体受けシール９０９に当接するように下降される。無電解めっき溶液は、ウエハ２０７の周囲からウエハ２０７の中心に向かって実質同心状に流れるために、ウエハの周縁から盛り上がる。
【００４９】
ユーザが定めた無電解めっきプロセスのための期間に続き、ウエハ２０７は、すすぎプロセスを経る。すすぎプロセスは、すすぎノズル９０３および吹き降ろしノズル９０５によって、チャンバ１００の下側領域内で実施される。すすぎプロセスを開始させるために、プラテン２０９は、流体受けシール９０９との間のシールを壊すべくすすぎ位置へ上昇され、そうしてウエハの上の流体を流体受け２１１へ排出可能にする。
【００５０】
ウエハすすぎプロセスに続いて、ウエハ２０７は、プラテン２０９によって、ウエハ引き渡し位置と同じであるウエハ乾燥位置へ移動される。乾燥プロセスの間、ウエハは、駆動ローラ７０１および安定化ローラ６０５によって保持される。ウエハ乾燥プロセスを実施するために、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５が使用される。
【００５１】
一実施形態では、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５への流れが、これらの近接ヘッドが近接ヘッド・ドッキングステーション２０１にある状態で開始される。別の実施形態では、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５は、これらの近接ヘッドへの流れが開始される前に、ウエハ２０７の中心へ移動される。もし近接ヘッド・ドッキングステーション２０１で流れが開始される場合は、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５は、ウエハの回転とともにウエハの中心へ移動される。もしウエハの中心で流れが開始される場合は、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５は、ウエハの回転とともにウエハ・ドッキングステーション２０１へ移動される。乾燥プロセス時におけるウエハの回転は、初期回転速度で開始され、ウエハを横切る近接ヘッド２０３、２０５の走査にともなって調整される。一実施形態では、乾燥プロセス時に、ウエハは、約０．２５毎分回転数（ｒｐｍ）から約１０ｒｐｍまでの速度で回転される。ウエハ回転速度は、ウエハの上における近接ヘッド２０３／２０５の半径方向位置の関数として変化する。また、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５の走査速度は、初期走査速度で開始され、ウエハを横切る近接ヘッド２０３、２０５の走査にともなって調整される。一実施形態では、近接ヘッド２０３、２０５は、約１ｍｍ／秒から約７５ｍｍ／秒までの速度でウエハを横切って走査する。乾燥プロセスが完了すると、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５は、近接ヘッド・ドッキングステーション２０１へ移動される。
【００５２】
乾燥プロセス時に、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５は、それぞれウエハ２０７の上面および底面２０７Ｂにごく接近して位置決めされる。この位置につくと、近接ヘッド２０３、２０５は、ウエハ２０７の上面および底面に流体を施すことならびにウエハ２０７の上面および底面から流体を除去することができるウエハ処理メニスカスをウエハ２０７に接触させて生成するために、ＩＰＡソース入口、ＤＩＷソース入口、および真空ソース出口を用いることができる。
【００５３】
近接ヘッド２０３、２０５とウエハ２０７との間の領域にある部分のＤＩＷは、動的液体メニスカスを形成する。本明細書で使用される「出力」という用語は、ウエハ２０７と特定の近接ヘッド２０３／２０５との間の領域からの流体の除去を意味することができ、「入力」という用語は、ウエハ２０７と特定の近接ヘッド２０３／２０５との間の領域への流体の導入であることができる。
【００５４】
図１０は、本発明の一実施形態にしたがって、近接ヘッド２０３／２０５によって実施されえる代表的プロセスを示した説明図である。図１０は、ウエハ２０７の上面２０７Ａが処理される様子を示しているが、プロセスは、ウエハ２０７の底面２０７Ｂについても実質的に同様な形で実現されえることがわかる。図１０は、基板乾燥プロセスを例示しているが、その他の多くの作成プロセス（例えばエッチング、すすぎ、洗浄など）も、同様の形でウエハ表面に施されてよい。一実施形態では、ソース入口１１０７は、ウエハ２０７の上面２０７Ａにイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）蒸気を施すために用いられてよく、ソース入口１１１１は、上面２０７Ａに脱イオン水（ＤＩＷ：DeIonized Water）を施すために用いられてよい。また、ソース出口１１０９は、上面２０７Ａの上または近くにあるかもしれない流体または蒸気を除去するために、上面２０７Ａにごく接近した領域に真空を施すために用いられてよい。
【００５５】
代表的な実施形態では、ＩＰＡが用いられるが、任意の適切なアルコール蒸気、有機化合物、ヘキサノール、エチルグリコールなど、水と混ざることができる任意のその他の適切なタイプの蒸気が用いられてよい。ＩＰＡに代わるものとして、ジアセトン、ジアセトンアルコール、１−メトキシ−２−プロパノール、エチルグリコール、メチルピロリドン、エチルアセテート、２−ブタノールが非限定的に挙げられる。これらの流体は、表面張力を低減させる流体としても知られる。表面張力を低減させる流体は、２つの表面間（すなわち近接ヘッド２０３、２０５とウエハ２０７の表面との間）の表面張力勾配を増大させる働きをする。
【００５６】
少なくとも１つのソース入口１１０７が少なくとも１つのソース出口１１０９に隣接し、該少なくとも１つのソース出口１１０９がさらに少なくとも１つのソース入口１１１１に隣接する少なくとも１つの組み合わせが存在しさえすれば、ソース入口とソース出口は、任意の適切な組み合わせで用いられてよいことがわかる。ＩＰＡは、例えば、窒素キャリアガスの使用を通じて入力されるＩＰＡ蒸気の形態などの、任意の適切な形態をとってよい。さらに、本明細書では、ＤＩＷが用いられるが、例えば、その他の方式で浄化された水、洗浄用の流体、ならびにその他の処理用の流体および化学物質など、基板処理を可能するまたは向上させることが可能な任意のその他の適切な流体が用いられてよい。一実施形態では、ソース入口１１０７を通じてＩＰＡの流入１１０５が提供され、ソース出口１１０９を通じて真空１１１３が施され、ソース入口１１１１を通してＤＩＷの流入１１１５が提供される。ウエハ２０７上に流体膜が残留している場合は、ＩＰＡの流入１１０５によって基板表面に第１の流体圧力が印加されてよく、ＤＩＷの流入１１１５によって基板表面に第２の流体圧力が印加されてよく、そして、真空１１１３によって、基板表面上のＤＩＷ、ＩＰＡ、および流体膜を除去するために第３の流体圧力が印加されてよい。
【００５７】
ウエハ表面２０７Ａ上への流体の流量を制御し、なおかつ施される真空を制御することによって、メニスカス１０１１Ａは、任意の適切な形で管理および制御されえることがわかる。例えば、一実施形態では、ＤＩＷの流れ１１１５を増大させ、なおかつ／または真空１１１３を低減させることによって、ソース出口１１０９を通じた流出は、ほぼ全て、ＤＩＷと、ウエハ表面２０７Ａから除去されている流体になるであろう。別の実施形態では、ＤＩＷの流れ１１１５を減少させ、なおかつ／または真空１１１３を増大させることによって、ソース出口１１０９を通じた流出は、実質的に、ＤＩＷとＩＰＡとの混合と、ウエハ表面２０７Ａから除去されている流体になるであろう。
【００５８】
ウエハ乾燥プロセスに続いて、ウエハ２０７は、例えばＭＴＭなどの外部モジュールに戻すことができる。一実施形態では、ウエハ２０７を戻すためにチャンバ１００を開く前に、チャンバ１００内の圧力が、チャンバ１００がウエハ２０７を受け取るために開かれたときにチャンバ１００内部空間が曝される外部モジュール内の圧力に十分に近いかどうかの確認がなされる。一実施形態では、チャンバ１００内の十分に近い圧力は、外部モジュール圧力の±１０トール以内である。また、ウエハ２０７を戻すためにチャンバ１００を開く前に、チャンバ１００内の酸素含有量が、チャンバ１００がウエハ２０７を受け取るために開かれたときにチャンバ１００内部空間が曝される外部モジュール内の酸素含有量に十分に近いかどうかの確認がなされる。一実施形態では、チャンバ１００内の十分に近い酸素含有量は、外部モジュール酸素含有量の±５ｐｐｍ以内である。
【００５９】
図１１は、本発明の一実施形態にしたがって、クラスタ構成１２００を示した説明図である。クラスタ構成１２００は、制御雰囲気移送モジュール１２０１、すなわち管理式移送モジュール（ＭＴＭ：Managed Transfer Module）１２０１を含む。ＭＴＭ１２０１は、スロットバルブ１２０９Ｅによってロードロック１２０５に接続される。ＭＴＭ１２０１は、ロードロック１２０５からウエハを取り出すことができるロボット式のウエハ取り扱い装置１２０３、すなわちエンドエフェクタ１２０３を含む。ＭＴＭ１２０１は、それぞれのスロットバルブ１２０９Ａ、１２０９Ｂ、１２０９Ｃ、および１２０９Ｄを通じて幾つかのプロセスモジュール１２０７Ａ、１２０７Ｂ、１２０７Ｃ、および１２０７Ｄにも接続される。一実施形態では、処理モジュール１２０７Ａ〜１２０７Ｄは、湿式の制御雰囲気処理モジュールである。湿式の制御雰囲気処理モジュール１２０７Ａ〜１２０７Ｄは、不活性な制御雰囲気環境内でウエハの表面を処理するように構成される。ＭＴＭ１２０３の不活性な制御雰囲気環境は、ＭＴＭ１２０３に不活性ガスが注入されるとともにＭＴＭ１２０３から酸素が追い出されるように管理される。一実施形態では、無電解めっきチャンバ１００を、処理モジュールとしてＭＴＭ１２０３に接続することができる。例えば、図１１は、処理モジュール１２０７Ａを、実際はドライイン−ドライアウト無電解めっきチャンバ１００であるとして示している。
【００６０】
ＭＴＭ１２０３から全部または大部分の酸素を除去し、それを不活性ガスで置き換えることによって、ＭＴＭ１２０３は、処理されたばかりのウエハを、チャンバ１００内で無電解めっきプロセスを実施される前または後に露出させない移行環境を提供する。特定の実施形態では、その他の処理モジュール１２０７Ｂ〜１２０７Ｄは、電気めっきモジュール、無電解めっきモジュール、ドライイン−ドライアウト湿式処理モジュール、またはウエハ表面もしくは特徴の上への層の塗布、形成、除去、もしくは堆積、もしくはその他のウエハ処理を可能にするその他のタイプのモジュールであってよい。
【００６１】
一実施形態において、チャンバ１００および例えばＦＨＳなどのインターフェース機器の監視および制御は、処理環境に対して遠隔配置されたコンピュータシステム上で動作するグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を通じて提供される。ＧＵＩにおける読み出しを提供するために、チャンバ１００内およびインターフェース機器内における様々なセンサが接続される。チャンバ１００内およびインターフェース機器内における電子的に作動される各制御は、ＧＵＩを通じて作動させることができる。ＧＵＩは、また、チャンバ１００内およびインターフェース機器内における様々なセンサ読み出しに基づいて警告および警報を表示するように定められる。ＧＵＩは、さらに、プロセス状態およびシステム条件を示すように定められる。
【００６２】
本発明のチャンバ１００は、数々の有利な特徴を取り入れている。例えば、チャンバ１００内への上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５の組み入れは、ドライイン−ドライアウトのウエハ無電解めっきプロセス機能をチャンバ１００に提供する。ドライイン−ドライアウト機能は、チャンバ１００をＭＴＭに界接可能にし、ウエハ表面上における化学反応をより厳密に制御可能にし、チャンバ１００の外側における化学物質の運搬を阻止する。
【００６３】
チャンバ１００の二重壁構成も、利点をもたらす。例えば、外側構造壁が、強度および界接精度を提供する一方で、内側ライナは、化学物質を外側構造壁に到達させないための化学的境界を提供する。外側構造壁は、真空境界を提供する役割を担うので、内側ライナは、真空境界を提供可能である必要はなく、したがって、プラスチックなどの不活性材料で作成することができる。また、内側壁は、チャンバ１００の洗浄または再装備を促進するために取り外すことが可能である。また、外側壁の強度は、チャンバ１００内で不活性雰囲気条件を達成するために必要とされる時間を短縮可能にする。
【００６４】
チャンバ１００は、チャンバ１００内の雰囲気条件の制御を提供する。乾燥時における不活性雰囲気条件の使用は、表面張力勾配（ＳＴＧ：Surface Tension Gradient）の形成を可能にし、これは、ひいては、近接ヘッドプロセスを可能にする。例えば、近接ヘッド乾燥プロセス時におけるＳＴＧの形成を助けるために、チャンバ１００内に、二酸化炭素雰囲気条件を確立することができる。湿式プロセスチャンバ内、すなわち無電解めっきチャンバ内へのＳＴＧ乾燥、すなわち近接ヘッド乾燥の統合は、多段階プロセス機能を可能にする。例えば、多段階プロセスは、チャンバの上方領域での近接ヘッドによる前洗浄工程、チャンバの下側領域での無電解めっきプロセス、ならびにチャンバの上側領域での近接ヘッドによる後洗浄工程および乾燥工程を含んでよい。
【００６５】
さらに、チャンバ１００は、必要とされる無電解めっき溶液の量を最小に抑えることによって、シングルショット化学物質、すなわち一度の使用で廃棄される化学物質の使用を可能にするように構成される。また、ウエハ上への堆積前における電解質の活性化を制御するために、ユースポイント混合方式が実行に移される。これは、注入管を組み入れた混合マニホールドの使用によって達成され、この場合は、流体受けの吐出場所のできるだけ近くにおいて、注入管を取り巻く化学物質の流れに活性用の化学物質が注入される。これは、反応物の安定性を高め、欠陥を低減させる。また、チャンバ１００の急冷すすぎ機能は、ウエハ上における無電解めっき反応時間の更なる制御を提供する。チャンバ１００は、さらに、流体受けの限られた体積内への「バックフラッシュ」化学物質の導入によって容易に洗浄されるように構成される。「バックフラッシュ」化学物質は、無電解めっき溶液によって導入される可能性のある金属汚染物質を除去するように配合される。その他の実施形態では、チャンバ１００は、さらに、様々なタイプのin-situ計測法を取り入れるように構成することができる。また、一部の実施形態では、チャンバ１００は、ウエハ上において無電解めっき反応を開始させるために、放射熱源または吸収熱源を含むことができる。
【００６６】
本発明は、幾つかの実施形態の観点から説明されているが、当業者ならば、前述の説明を読み、図面を吟味することによって、これらの実施形態の様々な代替、追加、置換、および等価の形態を実現しえることがわかる。したがって、本発明は、本発明の真の趣旨および範囲に含まれるものとして、このようなあらゆる代替、追加、置換、および等価の形態を含むことを意図される。
【背景技術】
【０００１】
集積回路やメモリセルなどの半導体デバイスの作成では、半導体ウエハ（「ウエハ」）上に構造を形成するために、一連の製造工程が実施される。ウエハは、シリコン基板上に定められたマルチレベル構造の形態をとる集積回路デバイスを含む。基板レベルでは、拡散領域を伴うトランジスタデバイスが形成される。その後に形成されるレベルでは、所望の集積回路デバイスを形成するために、相互接続金属配線がパターン形成され、トランジスタデバイスに電気的に接続される。また、パターン形成された導電層は、誘電体材料によってその他の導電層から絶縁される。
【０００２】
集積回路を構築するために、先ず、ウエハの表面上にトランジスタが形成される。次いで、一連の製造プロセス工程を通じて、複数の薄膜層の形で配線構造および絶縁構造が追加される。一般に、形成されたトランジスタの上には、第１の誘電体（絶縁）材料層が堆積される。この基層の上には、後続の金属（例えば銅やアルミニウムなど）層が形成され、電気を流す導電線を形成するためにエッチングされ、次いで、必要な絶縁体を線間に形成するために誘電体材料を充填される。
【０００３】
銅線は、一般に、ＰＶＤシード層（ＰＶＤ Ｃｕ）と、それに続く電気めっき層（ＥＣＰ Ｃｕ）とからなるが、ＰＶＤ Ｃｕに代わるものとして、ひいてはＥＣＰ Ｃｕに代わるものとして、無電解化学物質の使用が考慮されている。相互接続の信頼性および性能を向上させるものとして、無電解銅（Ｃｕ）および無電解コバルト（Ｃｏ）の技術が考えられる。無電解Ｃｕは、ギャップ充填プロセスを最適化してボイド形成を最小限に抑えるために、共形バリアの上に薄い共形シード層を形成するために使用することができる。さらに、平坦化されたＣｕ線上への選択的Ｃｏキャップ層の堆積は、Ｃｕ線に対する誘電体バリア層の付着を向上させ、Ｃｕ−誘電体バリア間の界面におけるボイドの形成および伝搬を抑えることができる。
【０００４】
無電解めっきプロセス中は、還元剤から溶液中のＣｕ（またはＣｏ）へ電子が移動され、その結果、還元されたＣｕ（またはＣｏ）がウエハ表面上に堆積される。無電解銅めっき溶液の配合は、溶液中のＣｕ（またはＣｏ）イオンを巻き込む電子移動プロセスを最大にするように最適化される。無電解めっきプロセスを通じて実現されるめっき厚さは、ウエハ上における無電解めっき溶液の滞在時間に依存する。無電解めっき反応は、無電解めっき溶液へのウエハの曝露を受けて、直ちに、かつ継続的に生じるので、無電解めっきプロセスは、制御されたやり方で、かつ制御された条件下で、実施することが望ましい。このため、改良された無電解めっき装置が必要とされている。
【発明の概要】
【０００５】
一実施形態では、半導体ウエハ無電解めっきシステムが開示される。システムは、インターフェース・モジュールからウエハを乾燥状態で受け取るように装備されたチャンバを含む。チャンバは、チャンバ内でウエハに対して無電解めっきプロセスを実施するように装備されている。また、チャンバは、チャンバ内でウエハに対して乾燥プロセスを実施するように装備されている。チャンバは、チャンバの共通内部空間内で無電解めっきプロセスおよび乾燥プロセスが実施されるように、定められる。チャンバは、さらに、ウエハを乾燥状態でインターフェース・モジュールに提供するように装備されている。
【０００６】
別の実施形態では、半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバが開示される。チャンバは、チャンバの内部空間の上側領域内に定められた第１のウエハ処理ゾーンを含む。第１のウエハ処理ゾーンは、第１のウエハ処理ゾーン内に配されたときのウエハに対して乾燥プロセスを実施するように装備されている。チャンバは、また、チャンバの内部空間の下側領域内に定められた第２のウエハ処理ゾーンを含む。第２のウエハ処理ゾーンは、第２のウエハ処理ゾーン内に配されたときのウエハに対して無電解めっきプロセスを実施するように装備されている。チャンバは、さらに、第２のウエハ処理ゾーン内でウエハを支持するように、そして第１のウエハ処理ゾーンと第２のウエハ処理ゾーンとの間でウエハを搬送するように定められたプラテンを含む。
【０００７】
別の実施形態では、半導体ウエハ無電解めっきシステムを動作させるための方法が開示される。方法は、ウエハを乾燥状態でチャンバ空間内に受け取るための工程を含む。方法は、また、チャンバ空間内でウエハに対して無電解めっきプロセスを実施することを含む。次いで、チャンバ空間内でウエハに対してすすぎプロセスが実施される。また、すすぎプロセスに続いて、チャンバ空間内でウエハに対して乾燥プロセスが実施される。方法は、さらに、ウエハを乾燥状態でチャンバ空間から提供するための工程を含む。
【０００８】
本発明を例として示した添付の図面に関連させた以下の詳細な説明から、本発明のその他の態様および利点が明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態にしたがって、ドライイン−ドライアウト無電解めっきチャンバの等角図を示した説明図である。
【図２】本発明の一実施形態にしたがって、チャンバの中心を通る縦断面を示した説明図である。
【図３】本発明の一実施形態にしたがって、上側近接ヘッドがウエハの中心まで伸びている状態のチャンバの上面を示した説明図である。
【図４】本発明の一実施形態にしたがって、上側近接ヘッドが近接ヘッドドッキングステーション上方の定位置に後退されている状態のチャンバの上面を示した説明図である。
【図５】本発明の一実施形態にしたがって、入口ドアの等角図を示した説明図である。
【図６】本発明の一実施形態にしたがって、安定化アセンブリの等角図を示した説明図である。
【図７】本発明の一実施形態にしたがって、駆動ローラアセンブリを示した説明図である。
【図８】本発明の一実施形態にしたがって、プラテンリフト・アセンブリの等角図を示した説明図である。
【図９】本発明の一実施形態にしたがって、プラテンが完全に下降された位置にある状態の、プラテンおよび流体受けを通る縦断面を示した説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態にしたがって、近接ヘッドによって実施されえる代表的プロセスを示した説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態にしたがって、クラスタ構成を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の説明では、本発明の完全な理解を可能にするために、多くの詳細が特定されている。しかしながら、当業者ならば明らかなように、本発明は、これらの一部または全部の詳細を特定しなくても実施されえる。また、本発明が不必要に不明瞭になるのを避けるため、周知のプロセス工程の詳細な説明は省略される。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態にしたがって、ドライイン−ドライアウト無電解めっきチャンバ（以下では「チャンバ１００」）の等角図を示した説明図である。チャンバ１００は、ウエハを乾燥状態で受け取り、ウエハに対して無電解めっきプロセスを実施し、ウエハに対してすすぎプロセスを実施し、ウエハに対して乾燥プロセスを実施し、処理済みのウエハを乾燥状態で提供するように構成されている。チャンバ１００は、基本的にあらゆるタイプの無電解めっきプロセスを実施することができる。例えば、チャンバ１００は、ウエハに対してＣｕまたはＣｏを無電解めっきするプロセスを実施することができる。また、チャンバ１００は、モジュール式のウエハ処理システムに組み込まれるように構成される。例えば、一実施形態では、チャンバ１００は、管理式の大気圧移送モジュール（ＭＴＭ：Managed atmospheric Transfer Module）に接続される。
【００１２】
チャンバ１００は、ＭＴＭなどのインターフェース・モジュールからウエハを乾燥状態で受け取るように装備される。チャンバ１００は、チャンバ１００内でウエハに対して無電解めっきプロセスを実施するように装備される。チャンバ１００は、チャンバ１００内でウエハに対して乾燥プロセスを実施するように構成される。チャンバ１００は、ウエハを乾燥状態でインターフェース・モジュールに戻すように構成される。チャンバ１００は、チャンバ１００の共通内部空間内でウエハに対して無電解めっきプロセスおよび乾燥プロセスを実施するように構成されることが好ましい。また、チャンバ１００の共通内部空間内でのウエハ無電解めっきプロセスおよびウエハ乾燥プロセスをサポートするために、流体取り扱いシステム（ＦＨＳ：Fluid Handling System）が提供される。
【００１３】
チャンバ１００は、チャンバ１００の内部空間の上側領域内に定められた第１のウエハ処理ゾーンを含む。第１のウエハ処理ゾーンは、第１のウエハ処理ゾーン内に配されたときのウエハに対して乾燥プロセスを実施するように装備される。チャンバ１００は、また、チャンバ１００の内部空間の下側領域内に定められた第２のウエハ処理ゾーンを含む。第２のウエハ処理ゾーンは、第２のウエハ処理ゾーン内に配されたときのウエハに対して無電解めっきプロセスを実施するように装備される。また、チャンバ１００は、チャンバ１００の内部空間内で第１のウエハ処理ゾーンと第２のウエハ処理ゾーンとの間を垂直に移動することができるプラテンを含む。プラテンは、第１のウエハ処理ゾーンと第２のウエハ処理ゾーンとの間でウエハを搬送するように、そして無電解めっきプロセス時にウエハを第２のウエハ処理ゾーン内で支持するように定められる。
【００１４】
図１に関して、チャンバ１００は、外側構造底部と構造天井部１０５とを含む外側構造壁１０３によって定められる。チャンバ１００の外側構造は、チャンバ１００の内部空間内の大気圧未満圧力条件、すなわち真空条件に関連した力に抵抗することができる。チャンバ１００の外側構造は、また、チャンバ１００の内部空間内の大気圧を上回る圧力条件に関連した力に抵抗することもできる。一実施形態では、チャンバの構造天井部１０５は、窓１０７Ａを装備している。また、一実施形態では、チャンバの外側構造壁１０３に、窓１０７Ｂが提供されている。しかしながら、窓１０７Ａ、１０７Ｂは、チャンバ１００の動作に不可欠ではないことを理解されるべきである。例えば、一実施形態では、チャンバ１００は、窓１０７Ａ、１０７Ｂを伴わないように構成される。
【００１５】
チャンバ１００は、フレームアセンブリ１０９上に位置するように定められる。その他の実施形態では、図１に示された代表的なフレームアセンブリ１０９と異なるフレームアセンブリが用いられてよいことを、理解されるべきである。チャンバ１００は、チャンバ１００にウエハを挿入するため、およびチャンバ１００からウエハを取り出すための入口ドア１０１を含むように定められる。チャンバ１００は、さらに、安定化アセンブリ３０５と、プラテンリフト・アセンブリ１１５と、近接ヘッド駆動機構１１３とを含み、これらの各要素は、より詳細に後ほど説明される。
【００１６】
図２は、本発明の一実施形態にしたがって、チャンバ１００の中心を通る縦断面を示した説明図である。チャンバ１００は、ウエハ２０７が入口ドア１０１と通って挿入されるときにそのウエハ２０７がチャンバ内部空間の上側領域内で駆動ローラアセンブリ３０３（不図示）および安定化アセンブリ３０５によって係合されるように定められる。プラテンリフト・アセンブリ１１５によって、プラテン２０９は、チャンバ内部空間の上側領域と下側領域との間を垂直方向に移動するように定められる。プラテン２０９は、駆動ローラアセンブリ３０３および安定化アセンブリ３０５からウエハ２０７を受け取り、そのウエハ２０７をチャンバ内部空間の下側領域の第２のウエハ処理ゾーンに移動させるように定められる。以下で、より詳細に後ほど説明されるように、チャンバの下側領域内では、プラテン２０９は、無電解めっきプロセスを可能にするために流体受け２１１に界接するように定められる。
【００１７】
チャンバの下側領域内での無電解めっきプロセスに続いて、ウエハ２０７は、プラテン２０９およびプラテンリフト・アセンブリ１１５を通じて持ち上げられ、駆動ローラアセンブリ３０３および安定化アセンブリ３０５によって係合可能な位置へ戻される。駆動ローラアセンブリ３０３および安定化アセンブリ３０５によってしっかり係合されると、プラテン２０９は、チャンバ１００の下側領域内の位置へ下降される。無電解めっきプロセスを経たウエハ２０７は、次いで、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５によって乾燥される。上側近接ヘッド２０３は、ウエハ２０７の上表面を乾燥させるように定められ、下側近接ヘッドは、ウエハ２０７の下表面を乾燥させるように定められる。
【００１８】
近接ヘッド駆動機構１１３によって、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５は、ウエハ２０７が駆動ローラアセンブリ３０３および安定化アセンブリ３０５によって係合されているときにウエハ２０７を直線状に横切って移動するように定められる。一実施形態では、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５は、ウエハ２０７が駆動ローラアセンブリ３０３によって回転されている間にウエハ２０７の中心へ移動するように定められる。こうすれば、ウエハ２０７の上表面および下表面を、それぞれ上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５に完全に曝すことができる。チャンバ１００は、さらに、定位置へ後退されたときの上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５のそれぞれを受け取るための、近接ヘッド・ドッキングステーション２０１を含む。近接ヘッド・ドッキングステーション２０１は、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５のそれぞれに関連付けられたメニスカスを、それらがウエハ２０７の上に載ると同時に滑らかに移行させることができる。近接ヘッド・ドッキングステーション２０１は、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５がそれぞれの定位置へ後退されたときに、駆動ローラアセンブリ３０３、安定化アセンブリ３０５、またはウエハ２０７を受け取るために上昇されたプラテン２０９に界接しないことを保証するように、チャンバ内に位置決めされる。
【００１９】
図３は、本発明の一実施形態にしたがって、上側近接ヘッド２０３がウエハ２０７の中心まで伸びている状態のチャンバの上面を示した説明図である。図４は、本発明の一実施形態にしたがって、上側近接ヘッド２０３が近接ヘッド・ドッキングステーション２０１上方の定位置に後退されている状態のチャンバの上面を示した説明図である。前述のように、ウエハ２０７は、入口ドア１０１を通ってチャンバ１００内に受け取られると、駆動ローラアセンブリ３０３および安定化アセンブリ３０５によって係合され、保持される。近接ヘッド駆動機構１１３によって、上側近接ヘッド２０３は、近接ヘッド・ドッキングステーション２０１上のその定位置からウエハ２０７の中心へ直線状に移動させることができる。同様に、近接ヘッド駆動機構１１３によって、下側近接ヘッド２０５は、近接ヘッド・ドッキングステーション２０１上のその定位置からウエハ２０７の中心へ直線状に移動させることができる。一実施形態では、近接ヘッド駆動機構１１３は、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５を近接ヘッド・ドッキングステーション２０１からウエハ２０７の中心へ一緒に移動させるように構成される。
【００２０】
図３に示されるように、チャンバ１００は、外側構造壁１０３および内側ライナ３０１によって定められる。したがって、チャンバ１００は、二重壁システムを組み入れている。外側構造壁１０３は、チャンバ１００内に真空機能を提供してそれによって真空境界を形成するのに十分な強度を有する。一実施形態では、外側構造壁１０３は、ステンレス鋼などの構造金属で形成される。しかしながら、外側構造壁１０３を形成するためには、基本的に、適切な強度特性を有するその他の任意の構造材料が使用可能であることを、理解されるべきである。外側構造壁１０３は、また、チャンバ１００をＭＴＭなどの別のモジュールに界接可能にするのに十分な精度でもって定められる。
【００２１】
内側ライナ３０１は、化学的境界を提供し、チャンバ内の化学物質を外側構造壁１０３に到達させないためのセパレータとして機能する。内側ライナ３０１は、チャンバ１００内に存在しえる様々な化学物質に化学的に適合する不活性材料で形成される。一実施形態では、内側ライナ３０１は、不活性なプラスチック材料で形成される。しかしながら、内側ライナ３０１を形成するためには、基本的に、適切に成形可能なその他の任意の化学的に不活性な材料が使用可能であることを、理解されるべきである。また、内側ライナ３０１は、真空境界を提供する必要がないことも、理解されるべきである。前述のように、外側構造壁１０３は、真空境界を提供するように定められる。また、一実施形態では、洗浄を容易にするために内側ライナ３０１を取り外したり、または単純に新しい内側ライナ３０１に交換したりすることができる。
【００２２】
チャンバ１００は、ウエハの無電解めっきプロセスを促進するためおよびウエハ表面を例えば酸化などの望ましくない反応から保護するために雰囲気制御されるように構成される。このため、チャンバ１００は、内部圧力制御システムおよび内部酸素含有量制御システムを装備している。チャンバ１００内部圧力は、チャンバ１００の内部空間に配管された真空ソースによって低減させることができる。チャンバ１００内部圧力は、ユニバーサル圧力制御器（ＵＰＣ：Universal Pressure Controller）などの圧力制御器の使用を通じて制御される。ＵＰＣは、圧力センサによって測定されるチャンバ１００内部圧力を読み取るように、そして窒素などの不活性ガスをより多くチャンバ１００内部空間に入らせることによってチャンバ１００内部圧力を設定値に維持するように定められる。圧力低減目的の真空システムが提供されるので、ＵＰＣは、チャンバ１００内部空間内の圧力を実際に低減させるのではないことを、理解されるべきである。また、圧力制御器は、ＵＰＣと実質的に等しい圧力制御機能を有しさえすれば、ＵＰＣ以外のその他の何らかの圧力制御器でもよいことを、理解されるべきである。しかしながら、説明を容易にするため、以下では、圧力制御器をＵＰＣと称するものとする。
【００２３】
チャンバ１００は、少量のチャンバ１００内部空気の除去を可能にするために、低速排気バルブ、すなわち抽気バルブも装備している。低速排気バルブによって除去されるチャンバ１００内部空気の量は、チャンバ１００内部圧力が設定値に維持されるように、ＵＰＣによって元に戻される。一実施形態では、チャンバ１００は、１００ミリトール未満まで排気することができる。一実施形態では、チャンバ１００は、およそ７００トールで動作されると考えられる。また、チャンバ１００は、チャンバ１００の内部空間に配管された圧力スイッチを装備している。圧力スイッチは、チャンバ１００内の圧力がいつ、大気圧（７６０トール）未満であるが５００トールを上回るような圧力レベルにあるかを示す。一実施形態では、圧力スイッチは、チャンバ１００内部圧力が５００トール未満であるときに開くように設定することができる。
【００２４】
チャンバ１００は、さらに、チャンバ１００内部空間内の酸素含有量の制御を可能にするように定められる。チャンバ１００内部空間内の酸素濃度は、重要なプロセスパラメータであることがわかる。より具体的には、ウエハ表面における望ましくない酸化反応を確実に回避するためには、ウエハ処理環境内の酸素濃度が低いことが求められる。チャンバ１００内部空間内の酸素濃度は、ウエハがチャンバ１００内に存在しているときに２ｐｐｍ（百万分の１）未満のレベルに維持されると考えられる。
【００２５】
チャンバ１００内の酸素濃度は、チャンバ１００の内部空間に配管された真空ソースによってチャンバを空にして、高純度の窒素でチャンバ１００内部空間を再充填することによって低減される。したがって、チャンバ１００内部空間内の酸素濃度は、チャンバ１００内部空間を低い圧力まで排気し、酸素含有量を無視できる超高純度の窒素でチャンバ１００内部空間を再充填することによって、大気レベル、すなわち約２０％の酸素レベル未満に低減される。一実施形態では、チャンバ１００内部空間を１トールまで排気し、超高純度の窒素でそれを大気圧まで再充填することを３度行うことによって、チャンバ１００内部空間内の酸素濃度を約３ｐｐｍまで下げることが望ましい。
【００２６】
チャンバ１００内部空間内の酸素濃度を適切なレベルに維持することを補助するために、チャンバ１００上のポートに酸素センサが取り付けられる。一実施形態では、酸素センサは、該センサが曝されるガス内の酸素濃度を示す電流を出力するように定められた酸化ジルコニウムベースのセンサである。酸素センサは、該センサを通り過ぎて移動するガスの所定の圧力および所定の流量に合わせて調整される。一実施形態では、酸素センサは、約±０．１ｐｐｍから約±５ｐｐｍまでの酸素精度を有するように調整される。
【００２７】
無電解めっきプロセスは、温度感受性のプロセスである。したがって、ウエハ表面上に存在しているときの無電解めっき溶液の温度にチャンバ１００内部空間雰囲気条件が及ぼす影響を最小限に抑えることが望ましい。このため、チャンバ１００は、ウエハの上をガスが直接流れることのないように、外側構造壁１０３と内側ライナ３０１との間に存在するエアギャップを通じてチャンバ１００内部空間にガスを導入可能であるように定められる。ウエハ表面上に無電解めっき溶液が存在しているときにウエハの上をガスが直接流れると、ウエハ上に存在している無電解めっき溶液の温度を低下させるであろう蒸発冷却効果が引き起こされ、それに相応して無電解めっき反応速度が変化される可能性がある。また、チャンバ１００内部空間にガスを間接的に導入する機能に加えて、チャンバ１００は、ウエハ表面の上に無電解めっき溶液が施されるときにチャンバ１００内部空間内の蒸気圧を飽和状態まで上昇させられるようにも装備されている。チャンバ１００内部空間が無電解めっき溶液に対して飽和状態にあると、上記の蒸発冷却効果が最小限に抑えられであろう。
【００２８】
図５は、本発明の一実施形態にしたがって、入口ドア１０１の等角図を示した説明図である。入口ドア１０１は、チャンバ入口のロッカーバルブおよび例えばＭＴＭなどの外側モジュールをチャンバ１００から遮断するシャッタータイプのドアである。入口ドア１０１アセンブリは、チャンバ入口のロッカーバルブを覆うために垂直方向に移動可能なシャッター５０１を含む。シャッター５０１の垂直移動を可能にするために、入口ドア１０１アセンブリにはアクチュエータ５０５およびリンク機構５０３が設けられる。一実施形態では、アクチュエータ５０５は、空気圧シリンダとして定められる。本明細書では、入口ドア１０１は、シャッタータイプのドアとして例示されているが、その他の実施形態では、入口のロッカーバルブおよび外側モジュールをチャンバ１００内部領域から遮断する目的を達成しさえすれば、チャンバ１００を、その他のタイプのドアを組み入れるように定めることが可能である。
【００２９】
図６は、本発明の一実施形態にしたがって、安定化アセンブリ３０５の等角図を示した説明図である。安定化アセンブリ３０５は、ウエハ２０７を駆動ローダアセンブリ３０３内に保持するためにウエハ２０７のエッジに圧力を加えるように定められた安定化ローラ６０５を含む。したがって、安定化ローラ６０５は、ウエハ２０７のエッジに係合するように構成される。安定化ローラ６０５の外形は、安定化ローラ６０５とウエハ２０７との間の一定の角度ずれに適応するように定められる。また、安定化アセンブリ３０５は、安定化ローラ６０５の垂直位置の機械的調整を可能にするようにも構成される。図６に示された安定化アセンブリ３０５は、２００ｍｍウエハに適応するための１つの安定化ローラ６０５を含む。別の実施形態では、安定化アセンブリ３０５は、３００ｍｍウエハに適応するために２つの安定化ローラ６０５を伴うように構成されることができる。
【００３０】
安定化ローラ６０５は、ウエハ２０７のエッジに向かうおよびウエハ２０７のエッジから遠ざかる安定化ローラ６０５の移動を可能にするために、安定化バー６０３上に定められる。安定化バー６０３の移動を可能にし、安定化ローラ６０５をウエハ２０７のエッジに係合するためおよび安定化ローラ６０５をウエハ２０７のエッジから切り離すために、適切なリンク機構６０９とともに、空気圧シリンダなどのアクチュエータ６０７が提供される。安定化アセンブリ３０５は、さらに、チャンバ１００に安定化アセンブリを接続することを可能にするように定められたケース６０１を含み、これは、安定化バー６０３のための支持フレームを提供する。一実施形態では、ウエハ２０７エッジに対する安定化ローラ６０５の位置を特定することを可能にするために、チャンバ１００内に、センサが配備される。例えば、一実施形態では、安定化ローラ６０５がウエハ２０７から切り離されている、ウエハ２０７に係合されている、またはウエハ２０７係合位置を通り過ぎている（ウエハ２０７が存在しない場合など）のいずれであるかを特定することを可能にするために、ホール効果タイプのセンサが配備される。また、一実施形態では、ウエハ２０７乾燥プロセスに先立つウエハ２０７との接触ゆえに湿っているかもしれない安定化ローラ６０５を乾燥させるために、安定化バー６０３に、真空乾燥機器が取り付けられる。
【００３１】
図７は、本発明の一実施形態にしたがって、駆動ローラアセンブリ３０３を示した説明図である。駆動ローラアセンブリ３０３は、ウエハ２０７のエッジに係合してウエハ２０７を回転させるように構成された１対の駆動ローラ７０１を含む。一実施形態では、駆動ローラ７０１は、駆動機構７０５によって、共通の方向になおかつ共通の回転速度で回転される。各駆動ローラ７０１は、ウエハ２０７のエッジに係合するように構成される。各駆動ローラ７０１の外形は、駆動ローラ７０１とウエハ２０７との間の一定の角度ずれに適応するように定められる。また、駆動ローラアセンブリ３０３は、各駆動ローラ７０１の垂直位置の機械的調整を可能にするようにも構成される。
【００３２】
駆動ローラアセンブリ３０３は、ウエハ２０７のエッジに向かうおよびウエハ２０７のエッジから遠ざかる駆動ローラ７０１の移動を可能にするために、延長機構７０７を含む。一実施形態では、延長機構７０７を移動させ、ウエハ２０７のエッジに向かうおよびウエハ２０７のエッジから遠ざかる駆動ローラ７０１の移動きを可能にするために、空気圧アクチュエータが使用される。ウエハ２０７が、チャンバ１００内のロボット引き渡し位置にある場合は、駆動ローラ２０７は、ウエハ２０７エッジに向かって限界まで移動されたときに、ウエハ２０７エッジまであと僅かの位置にくる。ウエハ２０７エッジに対する安定化ローラ６０５の係合は、駆動ローラ７０１をウエハ２０７エッジに係合させる。
【００３３】
駆動ローラアセンブリ３０３は、さらに、チャンバ１００に駆動ローラアセンブリ３０３を接続することを可能にするように定められたケース７０３を含み、これは、駆動機構７０５、延長機構７０７、および駆動ローラ７０１のための支持フレームを提供する。一実施形態では、ウエハ２０７エッジに対する駆動ローラ７０１の位置を特定することを可能にするために、チャンバ１００内に、センサが配備される。例えば、一実施形態では、ウエハ２０７に対する駆動ローラアセンブリ３０３の位置、すなわち閉（駆動ローラアセンブリ３０３がウエハ２０７に向かって限界まで移動している）または開（駆動ローラアセンブリ３０３がウエハ２０７から完全に後退されている）のいずれであるかを特定することを可能にするために、光ビーム破壊タイプのセンサが配備される。また、一実施形態では、ウエハ２０７乾燥プロセスに先立つウエハ２０７との接触ゆえに湿っているかもしれない駆動ローラ７０１を乾燥させるために、駆動ローラアセンブリ３０３に、真空乾燥機器が取り付けられる。
【００３４】
図８は、本発明の一実施形態にしたがって、プラテンリフト・アセンブリ１１５の等角図を示した説明図である。プラテンリフト・アセンブリ１１５は、プラテン２０９を上に取り付けられたシャフト８０１を含む。シャフト８０１の下端は、リフトフレーム８０７に固定される。リフトフレーム８０７は、シャフト８０１およびプラテン２０９を垂直方向に移動させるために垂直方向に移動するように定められる。一実施形態では、プラテンリフト・アセンブリ１１５は、プラテン２０９位置のフィードバックを提供するために、リニアエンコーダを含む。プラテン２０９の移動は、プラテン２０９の位置を示すリニアエンコーダからの信号を受信する制御モジュールを通じて制御される。プラテンリフト・アセンブリ１１５は、プラテン２０９上のウエハ２０７を、ウエハ回転面、すなわちウエハが駆動ローラ７０１および安定化ローラ６０５によって係合される面から、プラテン２０９が流体受け２１１のシールに当接する処理位置へ移動させるように構成される。
【００３５】
リフトフレーム８０７、シャフト８０１、およびプラテン２０９の垂直移動を可能にするために、リフト機構８０５が提供される。様々な実施形態において、リフト機構８０５は、リフトフレーム８０７、シャフト８０１、およびプラテン２０９に垂直移動を提供するために、電気モータおよび／または空気圧アクチュエータと、伝動機構およびリンク機構とを組み入れることができる。一実施形態では、送りネジを回転させるために、直流サーボモータが提供され、この送りネジは、リフトフレーム８０７を上下に駆動することによって、チャンバ内でシャフト８０１を通じてプラテン２０９を上下に駆動する。また、一実施形態では、プラテン２０９と流体受け２１１のシールとの間の吸引真空に逆らう初期移動時におけるプラテン２０９の持ち上げを補助するために、空気圧アセンブリが提供される。プラテンリフト・アセンブリ１１５は、リフトフレーム８０７およびリフト機構８０５のための安定した支持構造を提供する支持フレーム８０３も含む。支持フレーム８０３は、プラテンリフト・アセンブリ１１５によってチャンバ１００内部空間内におけるプラテン２０９の垂直移動が提供されるように、チャンバ１００の下表面に界接するように定められる。
【００３６】
図９は、本発明の一実施形態にしたがって、プラテン２０９が完全に下降された位置にある状態の、プラテン２０９および流体受け２１１を通る縦断面を示した説明図である。プラテン２０９は、加熱された真空チャックとして構成される。一実施形態では、プラテン２０９は、化学的に不活性な材料で作成される。別の実施形態では、プラテン２０９は、化学的に不活性な材料をコーティングされる。プラテン２０９は、真空供給源９１１に接続された真空チャネル９０７を含み、これらは、作動時にプラテン２０９に対してウエハ２０７を真空圧着する。プラテン２０９に対するウエハ２０７の真空圧着は、プラテン２０９とウエハ２０７との間の熱抵抗を減少させるとともに、ウエハ２０７がチャンバ１００内を垂直に搬送される際に滑らないようにする。
【００３７】
様々な実施形態において、プラテン２０９は、２００ｍｍウエハまたは３００ｍｍウエハに適応するように定めることができる。また、プラテン２０９およびチャンバ１００は、基本的にあらゆるサイズのウエハに適応するように定めることができることがわかる。所定のウエハサイズについて、プラテン２０９上表面、すなわちプラテン２０９圧着表面の直径は、そのウエハの直径に僅かに満たないように定められる。このプラテン対ウエハのサイズ設定は、ウエハのエッジをプラテン２０９外周の上縁を僅かに越えて広がらせることによって、ウエハがプラテン２０９上に位置しているときの、ウエハエッジと安定化ローラ６０５および駆動ローラ７０１のそれぞれとの間の係合を可能にする。
【００３８】
上述のように、無電解めっきプロセスは、温度感受性のプロセスである。プラテン２０９は、ウエハ２０７の温度を制御可能にするために加熱されるように定められる。一実施形態では、プラテン２０９は、温度を最高摂氏１００度に維持することができる。また、プラテン２０９は、温度を摂氏０度の低さに維持することもできる。通常のプラテン２０９動作温度は、摂氏約６０度であると考えられる。プラテン２０９のサイズが３００ｍｍウエハに適応している実施形態では、プラテン２０９は、内側加熱ゾーンおよび外側加熱ゾーンをそれぞれ形成するために、２つの内部抵抗加熱コイルを伴うように定められる。各加熱ゾーンは、自身の制御用熱電対を含む。一実施形態では、内側加熱ゾーンは、７００ワット（Ｗ）の抵抗加熱コイルを用い、外側ゾーンは、２０００Ｗの抵抗加熱コイルを用いる。プラテン２０９のサイズが２００ｍｍウエハに適応している実施形態では、プラテン２０９は、１２５０Ｗの内部加熱コイルと対応する制御用熱電対とによって定められる１つの加熱ゾーンを含む。
【００３９】
流体受け２１１は、プラテン２０９がチャンバ１００内で完全に下降されたときにプラテン２０９を受けるように定められる。流体受け２１１の流体保持機能は、流体受け２１１の内周に定められた流体受けシール９０９に当接するようにプラテン２０９が下降されたときに完全になる。一実施形態では、流体受けシール９０９は、流体受けシール９０９に十分に接触するようにプラテン２０９が下降されたときにプラテン２９０と流体受け２１１との間に液密シールを形成する加圧シールである。流体受けシール９０９に当接するようにプラテン２０９が下降されたときに、プラテン２０９と流体受け２１１との間には、ギャップが存在することがわかる。したがって、流体受けシール９０９に対するプラテン２０９の当接は、流体受けシール９０９の上方でプラテン２０９と流体受け２１１との間に存在するギャップを無電解めっき溶液で満たし、その無電解めっき溶液をプラテン２０９の上表面上に圧着されているウエハ２０７の周囲から溢れ上がらせるために、電気めっき溶液を流体受けに注入することを可能にする。
【００４０】
一実施形態では、流体受け２１１は、流体受け２１１内に電気めっき溶液を吐出するための８つの流体吐出ノズルを含む。流体吐出ノズルは、流体受け２１１沿いに等間隔で分布している。各流体吐出ノズルは、各流体吐出ノズルからの流体吐出速度が実質的に同じになるように、分配マニホールドからの管によって供給を受ける。また、流体吐出ノズルは、各流体吐出ノズルから放出される流体がプラテン２０９の上表面より下方の場所、すなわちプラテン２０９の上表面上に圧着されているウエハ２０７より下方の場所で流体受け２１１に入るように設けられる。また、プラテン２０９およびウエハ２０７が流体受け２１１内に存在していないときは、流体吐出ノズルを通して流体受け２１１に洗浄溶液を注入することによって、流体受け２１１を洗浄することができる。流体受け２１１は、ユーザが定めた頻度で洗浄することができる。例えば、流体受けは、１枚のウエハを処理するごとなどの頻繁な頻度で、またはウエハ１００枚ごとに一度などの稀な頻度で洗浄することができる。
【００４１】
チャンバ１００は、幾つかのすすぎノズル９０３と幾つかの吹き降ろしノズル９０５とを含むすすぎバー９０１も含む。すすぎノズル９０３は、ウエハ２０７をすすぎ位置に置くためにプラテン２０９が移動されたときにウエハ２０７の上面にすすぎ流体を吹き付けるように方向付けされる。すすぎ位置では、すすぎ流体が流体受け２１１に流れ込み、そこから排出することができるように、プラテン２０９と流体受けシール９０９との間に隙間が存在する。一実施形態では、３００ｍｍウエハをすすぐために２つのすすぎノズル９０３が提供され、２００ｍｍウエハをすすぐために１つのすすぎノズル９０３が提供される。吹き降ろしノズル９０５は、すすぎプロセス時にウエハの上面から流体を除去することを補助するために、ウエハの上面に窒素などの不活性ガスを向かわせるように定められる。無電解めっき反応は、無電解めっき溶液がウエハ表面に接触しているときに継続的に生じるので、無電解めっき期間の終了とともに、ウエハから無電解めっき溶液を迅速になおかつ一様に除去する必要があることがわかる。このため、すすぎノズル９０３および吹き降ろしノズル９０５は、ウエハ２０７からの迅速でなおかつ一様な無電解めっき溶液の除去を可能にする。
【００４２】
チャンバ１００の動作は、流体取り扱いシステム（ＦＨＳ：Fluid Handling System）によってサポートされる。一実施形態では、ＦＨＳは、チャンバ１００とは別のモジュールとして定められ、チャンバ１００内の様々な構成要素に流体連通式に接続される。ＦＨＳは、無電解めっきプロセスに、すなわち流体受け吐出ノズル、すすぎノズル、および吹き降ろしノズルに従事するように定められる。ＦＨＳは、また、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５に従事するようにも定められる。ＦＨＳと、流体受け２１１内の各流体吐出ノズルに従事する供給ラインとの間には、混合マニホールドが配される。このため、流体受け２１１内の各流体吐出ノズルに流れる無電解めっき溶液は、流体受け２１１に達する前に予混合される。
【００４３】
流体供給ラインは、電気めっき溶液が各流体吐出ノズルから例えば実質的に均一な流量でなどのように実質的に均等に流体受け２１１に流れ込むように、混合マニホールドを流体受け２１１内の様々な流体吐出ノズルに流体接続するように配される。ＦＨＳは、混合マニホールドと流体受け２１１内の流体吐出ノズルとの間に配された流体供給ラインからの、電気めっき溶液の一掃を可能にするために、それらの流体供給ラインからの窒素パージを可能にするように定められる。ＦＨＳは、また、各すすぎノズル９０３にすすぎ用の流体を提供することによって、そして各吹き降ろしノズル９０５に不活性ガスを提供することによって、ウエハすすぎプロセスをサポートするようにも定められる。ＦＨＳは、すすぎノズル９０３から放出される液体圧力を制御するために、圧力調整器の手動設定を可能にするように定められる。
【００４４】
チャンバ１００は、幾つかの流体ドレン場所を含む。一実施形態では、チャンバ１００内に、３つの別々の流体ドレン場所、すなわち１）流体受け２１１からの主要ドレン、２）チャンバ床ドレン、および３）プラテン真空タンクドレンが提供される。これらの各ドレンは、ＦＨＳ内に提供された共通設備ドレンに接続される。流体受け２１１ドレンは、流体受け２１１からチャンバドレン・タンクに配管される。流体受け２１１からチャンバドレン・タンクへの流体の排出を制御するために、バルブが提供される。このバルブは、流体受け２１１からチャンバドレン・タンクに到るドレンライン内に流体が存在するときに開くように構成される。
【００４５】
チャンバ床ドレンも、チャンバドレン・タンクに配管される。チャンバ内で液体がこぼれると、その液体は、チャンバ床にあるポート、すなわちチャンバ床ドレンからチャンバドレン・タンクへ排出される。チャンバ床からチャンバドレン・タンクへの流体の排出を制御するために、バルブが提供される。このバルブは、チャンバ床からチャンバドレン・タンクに到るドレンライン内に流体が存在するときに開くように構成される。
【００４６】
プラテン真空タンクによって、プラテン２０９の真空供給源９１１が提供される。プラテン真空タンクは、自身のドレンタンクを、すなわちプラテンドレン・タンクを装備している。プラテンドレン・タンクは、真空タンクとしても機能する。プラテンドレン・タンクには、真空発生器が接続され、これは、真空供給源９１１によって提供されるウエハ裏面の真空のソースである。プラテン２０９の真空チャネル９０７内の真空を、すなわちウエハ２０７の裏面に存在する真空を制御するために、バルブが提供される。また、ウエハ２０７の裏面に存在する真空圧を監視するために、センサも提供される。一実施形態では、プラテンドレン・タンクおよびチャンバドレン・タンクは、共通のドレンポンプを共有する。しかしながら、プラテンドレン・タンクおよびチャンバドレン・タンクのそれぞれは、各タンクをそれぞれ単独で空にできるように、そのタンクとポンプとの間に自身の隔離バルブを有する。
【００４７】
チャンバ１００は、チャンバ１００を接続された例えばＭＴＭなどの外部モジュールからウエハ２０７を受け入れるように動作される。ウエハ２０７は、チャンバ１００の上側領域内のウエハ引き渡し位置において、駆動ローラ７０１および安定化ローラ６０５によって受け取られる。ウエハ２０７を受け取るためにチャンバ１００を開く前に、チャンバ１００内における圧力が、チャンバ１００がウエハ２０７を受け取るために開かれたときにチャンバ１００内部空間が曝される外部モジュール内の圧力に十分に近いかどうかの確認がなされる。一実施形態では、チャンバ１００内の十分に近い圧力は、外部モジュール圧力の±１０トール以内である。また、ウエハ２０７を受け取るためにチャンバ１００を開く前に、チャンバ１００内の酸素含有量が、チャンバ１００がウエハ２０７を受け取るために開かれたときにチャンバ１００内部空間が曝される外部モジュール内の酸素含有量に十分に近いかどうかの確認がなされる。一実施形態では、チャンバ１００内の十分に近い酸素含有量は、外部モジュール酸素含有量の±５ｐｐｍ以内である。
【００４８】
チャンバ１００内に受け取られた後、ウエハ２０７は、無電解めっきプロセスのために、チャンバ１００の下側領域の流体受け２１１へ移動される。プラテン２０９は、ユーザが指定した温度に加熱され、ウエハ２０７は、ウエハ２０７の加熱を可能にするために、ユーザが指定した継続期間の間、プラテン２０９上に保持される。次いで、プラテン２０９は、流体受け２１１に流れ込む無電解めっき溶液が（流体受けシール９０９上方の）流体受け２１１とプラテン２０９との間の空間に満たし、ウエハ２０７の周囲から溢れ上がるようにするために、流体受けシール９０９に当接するように下降される。無電解めっき溶液は、ウエハ２０７の周囲からウエハ２０７の中心に向かって実質同心状に流れるために、ウエハの周縁から盛り上がる。
【００４９】
ユーザが定めた無電解めっきプロセスのための期間に続き、ウエハ２０７は、すすぎプロセスを経る。すすぎプロセスは、すすぎノズル９０３および吹き降ろしノズル９０５によって、チャンバ１００の下側領域内で実施される。すすぎプロセスを開始させるために、プラテン２０９は、流体受けシール９０９との間のシールを壊すべくすすぎ位置へ上昇され、そうしてウエハの上の流体を流体受け２１１へ排出可能にする。
【００５０】
ウエハすすぎプロセスに続いて、ウエハ２０７は、プラテン２０９によって、ウエハ引き渡し位置と同じであるウエハ乾燥位置へ移動される。乾燥プロセスの間、ウエハは、駆動ローラ７０１および安定化ローラ６０５によって保持される。ウエハ乾燥プロセスを実施するために、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５が使用される。
【００５１】
一実施形態では、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５への流れが、これらの近接ヘッドが近接ヘッド・ドッキングステーション２０１にある状態で開始される。別の実施形態では、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５は、これらの近接ヘッドへの流れが開始される前に、ウエハ２０７の中心へ移動される。もし近接ヘッド・ドッキングステーション２０１で流れが開始される場合は、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５は、ウエハの回転とともにウエハの中心へ移動される。もしウエハの中心で流れが開始される場合は、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５は、ウエハの回転とともにウエハ・ドッキングステーション２０１へ移動される。乾燥プロセス時におけるウエハの回転は、初期回転速度で開始され、ウエハを横切る近接ヘッド２０３、２０５の走査にともなって調整される。一実施形態では、乾燥プロセス時に、ウエハは、約０．２５毎分回転数（ｒｐｍ）から約１０ｒｐｍまでの速度で回転される。ウエハ回転速度は、ウエハの上における近接ヘッド２０３／２０５の半径方向位置の関数として変化する。また、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５の走査速度は、初期走査速度で開始され、ウエハを横切る近接ヘッド２０３、２０５の走査にともなって調整される。一実施形態では、近接ヘッド２０３、２０５は、約１ｍｍ／秒から約７５ｍｍ／秒までの速度でウエハを横切って走査する。乾燥プロセスが完了すると、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５は、近接ヘッド・ドッキングステーション２０１へ移動される。
【００５２】
乾燥プロセス時に、上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５は、それぞれウエハ２０７の上面および底面２０７Ｂにごく接近して位置決めされる。この位置につくと、近接ヘッド２０３、２０５は、ウエハ２０７の上面および底面に流体を施すことならびにウエハ２０７の上面および底面から流体を除去することができるウエハ処理メニスカスをウエハ２０７に接触させて生成するために、ＩＰＡソース入口、ＤＩＷソース入口、および真空ソース出口を用いることができる。
【００５３】
近接ヘッド２０３、２０５とウエハ２０７との間の領域にある部分のＤＩＷは、動的液体メニスカスを形成する。本明細書で使用される「出力」という用語は、ウエハ２０７と特定の近接ヘッド２０３／２０５との間の領域からの流体の除去を意味することができ、「入力」という用語は、ウエハ２０７と特定の近接ヘッド２０３／２０５との間の領域への流体の導入であることができる。
【００５４】
図１０は、本発明の一実施形態にしたがって、近接ヘッド２０３／２０５によって実施されえる代表的プロセスを示した説明図である。図１０は、ウエハ２０７の上面２０７Ａが処理される様子を示しているが、プロセスは、ウエハ２０７の底面２０７Ｂについても実質的に同様な形で実現されえることがわかる。図１０は、基板乾燥プロセスを例示しているが、その他の多くの作成プロセス（例えばエッチング、すすぎ、洗浄など）も、同様の形でウエハ表面に施されてよい。一実施形態では、ソース入口１１０７は、ウエハ２０７の上面２０７Ａにイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）蒸気を施すために用いられてよく、ソース入口１１１１は、上面２０７Ａに脱イオン水（ＤＩＷ：DeIonized Water）を施すために用いられてよい。また、ソース出口１１０９は、上面２０７Ａの上または近くにあるかもしれない流体または蒸気を除去するために、上面２０７Ａにごく接近した領域に真空を施すために用いられてよい。
【００５５】
代表的な実施形態では、ＩＰＡが用いられるが、任意の適切なアルコール蒸気、有機化合物、ヘキサノール、エチルグリコールなど、水と混ざることができる任意のその他の適切なタイプの蒸気が用いられてよい。ＩＰＡに代わるものとして、ジアセトン、ジアセトンアルコール、１−メトキシ−２−プロパノール、エチルグリコール、メチルピロリドン、エチルアセテート、２−ブタノールが非限定的に挙げられる。これらの流体は、表面張力を低減させる流体としても知られる。表面張力を低減させる流体は、２つの表面間（すなわち近接ヘッド２０３、２０５とウエハ２０７の表面との間）の表面張力勾配を増大させる働きをする。
【００５６】
少なくとも１つのソース入口１１０７が少なくとも１つのソース出口１１０９に隣接し、該少なくとも１つのソース出口１１０９がさらに少なくとも１つのソース入口１１１１に隣接する少なくとも１つの組み合わせが存在しさえすれば、ソース入口とソース出口は、任意の適切な組み合わせで用いられてよいことがわかる。ＩＰＡは、例えば、窒素キャリアガスの使用を通じて入力されるＩＰＡ蒸気の形態などの、任意の適切な形態をとってよい。さらに、本明細書では、ＤＩＷが用いられるが、例えば、その他の方式で浄化された水、洗浄用の流体、ならびにその他の処理用の流体および化学物質など、基板処理を可能するまたは向上させることが可能な任意のその他の適切な流体が用いられてよい。一実施形態では、ソース入口１１０７を通じてＩＰＡの流入１１０５が提供され、ソース出口１１０９を通じて真空１１１３が施され、ソース入口１１１１を通してＤＩＷの流入１１１５が提供される。ウエハ２０７上に流体膜が残留している場合は、ＩＰＡの流入１１０５によって基板表面に第１の流体圧力が印加されてよく、ＤＩＷの流入１１１５によって基板表面に第２の流体圧力が印加されてよく、そして、真空１１１３によって、基板表面上のＤＩＷ、ＩＰＡ、および流体膜を除去するために第３の流体圧力が印加されてよい。
【００５７】
ウエハ表面２０７Ａ上への流体の流量を制御し、なおかつ施される真空を制御することによって、メニスカス１０１１Ａは、任意の適切な形で管理および制御されえることがわかる。例えば、一実施形態では、ＤＩＷの流れ１１１５を増大させ、なおかつ／または真空１１１３を低減させることによって、ソース出口１１０９を通じた流出は、ほぼ全て、ＤＩＷと、ウエハ表面２０７Ａから除去されている流体になるであろう。別の実施形態では、ＤＩＷの流れ１１１５を減少させ、なおかつ／または真空１１１３を増大させることによって、ソース出口１１０９を通じた流出は、実質的に、ＤＩＷとＩＰＡとの混合と、ウエハ表面２０７Ａから除去されている流体になるであろう。
【００５８】
ウエハ乾燥プロセスに続いて、ウエハ２０７は、例えばＭＴＭなどの外部モジュールに戻すことができる。一実施形態では、ウエハ２０７を戻すためにチャンバ１００を開く前に、チャンバ１００内の圧力が、チャンバ１００がウエハ２０７を受け取るために開かれたときにチャンバ１００内部空間が曝される外部モジュール内の圧力に十分に近いかどうかの確認がなされる。一実施形態では、チャンバ１００内の十分に近い圧力は、外部モジュール圧力の±１０トール以内である。また、ウエハ２０７を戻すためにチャンバ１００を開く前に、チャンバ１００内の酸素含有量が、チャンバ１００がウエハ２０７を受け取るために開かれたときにチャンバ１００内部空間が曝される外部モジュール内の酸素含有量に十分に近いかどうかの確認がなされる。一実施形態では、チャンバ１００内の十分に近い酸素含有量は、外部モジュール酸素含有量の±５ｐｐｍ以内である。
【００５９】
図１１は、本発明の一実施形態にしたがって、クラスタ構成１２００を示した説明図である。クラスタ構成１２００は、制御雰囲気移送モジュール１２０１、すなわち管理式移送モジュール（ＭＴＭ：Managed Transfer Module）１２０１を含む。ＭＴＭ１２０１は、スロットバルブ１２０９Ｅによってロードロック１２０５に接続される。ＭＴＭ１２０１は、ロードロック１２０５からウエハを取り出すことができるロボット式のウエハ取り扱い装置１２０３、すなわちエンドエフェクタ１２０３を含む。ＭＴＭ１２０１は、それぞれのスロットバルブ１２０９Ａ、１２０９Ｂ、１２０９Ｃ、および１２０９Ｄを通じて幾つかのプロセスモジュール１２０７Ａ、１２０７Ｂ、１２０７Ｃ、および１２０７Ｄにも接続される。一実施形態では、処理モジュール１２０７Ａ〜１２０７Ｄは、湿式の制御雰囲気処理モジュールである。湿式の制御雰囲気処理モジュール１２０７Ａ〜１２０７Ｄは、不活性な制御雰囲気環境内でウエハの表面を処理するように構成される。ＭＴＭ１２０３の不活性な制御雰囲気環境は、ＭＴＭ１２０３に不活性ガスが注入されるとともにＭＴＭ１２０３から酸素が追い出されるように管理される。一実施形態では、無電解めっきチャンバ１００を、処理モジュールとしてＭＴＭ１２０３に接続することができる。例えば、図１１は、処理モジュール１２０７Ａを、実際はドライイン−ドライアウト無電解めっきチャンバ１００であるとして示している。
【００６０】
ＭＴＭ１２０３から全部または大部分の酸素を除去し、それを不活性ガスで置き換えることによって、ＭＴＭ１２０３は、処理されたばかりのウエハを、チャンバ１００内で無電解めっきプロセスを実施される前または後に露出させない移行環境を提供する。特定の実施形態では、その他の処理モジュール１２０７Ｂ〜１２０７Ｄは、電気めっきモジュール、無電解めっきモジュール、ドライイン−ドライアウト湿式処理モジュール、またはウエハ表面もしくは特徴の上への層の塗布、形成、除去、もしくは堆積、もしくはその他のウエハ処理を可能にするその他のタイプのモジュールであってよい。
【００６１】
一実施形態において、チャンバ１００および例えばＦＨＳなどのインターフェース機器の監視および制御は、処理環境に対して遠隔配置されたコンピュータシステム上で動作するグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を通じて提供される。ＧＵＩにおける読み出しを提供するために、チャンバ１００内およびインターフェース機器内における様々なセンサが接続される。チャンバ１００内およびインターフェース機器内における電子的に作動される各制御は、ＧＵＩを通じて作動させることができる。ＧＵＩは、また、チャンバ１００内およびインターフェース機器内における様々なセンサ読み出しに基づいて警告および警報を表示するように定められる。ＧＵＩは、さらに、プロセス状態およびシステム条件を示すように定められる。
【００６２】
本発明のチャンバ１００は、数々の有利な特徴を取り入れている。例えば、チャンバ１００内への上側近接ヘッド２０３および下側近接ヘッド２０５の組み入れは、ドライイン−ドライアウトのウエハ無電解めっきプロセス機能をチャンバ１００に提供する。ドライイン−ドライアウト機能は、チャンバ１００をＭＴＭに界接可能にし、ウエハ表面上における化学反応をより厳密に制御可能にし、チャンバ１００の外側における化学物質の運搬を阻止する。
【００６３】
チャンバ１００の二重壁構成も、利点をもたらす。例えば、外側構造壁が、強度および界接精度を提供する一方で、内側ライナは、化学物質を外側構造壁に到達させないための化学的境界を提供する。外側構造壁は、真空境界を提供する役割を担うので、内側ライナは、真空境界を提供可能である必要はなく、したがって、プラスチックなどの不活性材料で作成することができる。また、内側壁は、チャンバ１００の洗浄または再装備を促進するために取り外すことが可能である。また、外側壁の強度は、チャンバ１００内で不活性雰囲気条件を達成するために必要とされる時間を短縮可能にする。
【００６４】
チャンバ１００は、チャンバ１００内の雰囲気条件の制御を提供する。乾燥時における不活性雰囲気条件の使用は、表面張力勾配（ＳＴＧ：Surface Tension Gradient）の形成を可能にし、これは、ひいては、近接ヘッドプロセスを可能にする。例えば、近接ヘッド乾燥プロセス時におけるＳＴＧの形成を助けるために、チャンバ１００内に、二酸化炭素雰囲気条件を確立することができる。湿式プロセスチャンバ内、すなわち無電解めっきチャンバ内へのＳＴＧ乾燥、すなわち近接ヘッド乾燥の統合は、多段階プロセス機能を可能にする。例えば、多段階プロセスは、チャンバの上方領域での近接ヘッドによる前洗浄工程、チャンバの下側領域での無電解めっきプロセス、ならびにチャンバの上側領域での近接ヘッドによる後洗浄工程および乾燥工程を含んでよい。
【００６５】
さらに、チャンバ１００は、必要とされる無電解めっき溶液の量を最小に抑えることによって、シングルショット化学物質、すなわち一度の使用で廃棄される化学物質の使用を可能にするように構成される。また、ウエハ上への堆積前における電解質の活性化を制御するために、ユースポイント混合方式が実行に移される。これは、注入管を組み入れた混合マニホールドの使用によって達成され、この場合は、流体受けの吐出場所のできるだけ近くにおいて、注入管を取り巻く化学物質の流れに活性用の化学物質が注入される。これは、反応物の安定性を高め、欠陥を低減させる。また、チャンバ１００の急冷すすぎ機能は、ウエハ上における無電解めっき反応時間の更なる制御を提供する。チャンバ１００は、さらに、流体受けの限られた体積内への「バックフラッシュ」化学物質の導入によって容易に洗浄されるように構成される。「バックフラッシュ」化学物質は、無電解めっき溶液によって導入される可能性のある金属汚染物質を除去するように配合される。その他の実施形態では、チャンバ１００は、さらに、様々なタイプのin-situ計測法を取り入れるように構成することができる。また、一部の実施形態では、チャンバ１００は、ウエハ上において無電解めっき反応を開始させるために、放射熱源または吸収熱源を含むことができる。
【００６６】
本発明は、幾つかの実施形態の観点から説明されているが、当業者ならば、前述の説明を読み、図面を吟味することによって、これらの実施形態の様々な代替、追加、置換、および等価の形態を実現しえることがわかる。したがって、本発明は、本発明の真の趣旨および範囲に含まれるものとして、このようなあらゆる代替、追加、置換、および等価の形態を含むことを意図される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハ無電解めっきシステムであって、
チャンバを備え、
前記チャンバは、
インターフェース・モジュールからウエハを乾燥状態で受け取り、
前記チャンバ内で前記ウエハに対して無電解めっきプロセスを実施し、
前記チャンバ内で前記ウエハに対して乾燥プロセスを実施し、
前記ウエハを乾燥状態で前記インターフェース・モジュールに提供するように装備され、
前記チャンバの共通内部空間内で前記無電解めっきプロセスおよび前記乾燥プロセスを実施するように構成される、半導体ウエハ無電解めっきシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムであって、
前記チャンバは、一つの内側ライナと複数の外側構造壁とを含み、
前記内側ライナは、前記複数の外側構造壁によって定められた空間内に、前記複数の外側構造壁から部分的に隔たれた形で挿入されるように構成される、半導体ウエハ無電解めっきシステム。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムであって、
前記内側ライナは、化学的に不活性な材料で形成され、
前記複数の外側構造壁は、真空境界を維持することが可能な構造材料で形成される、半導体ウエハ無電解めっきシステム。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムであって、
前記チャンバは、前記チャンバの前記共通内部空間内の雰囲気条件を制御するように構成される、半導体ウエハ無電解めっきシステム。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムであって、
前記チャンバは、駆動ローラアセンブリと安定化アセンブリとを含み、
前記駆動ローラアセンブリと前記安定化アセンブリとは、前記乾燥プロセス時に前記インターフェース・モジュールから前記ウエハを受け取ったときに前記ウエハを前記チャンバの上側領域内で実質的に水平の向きで支持するために、そして前記ウエハを前記インターフェース・モジュールに提供するために、連携しあうように構成されている、半導体ウエハ無電解めっきシステム。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムであって、
前記駆動ローラアセンブリおよび前記安定化アセンブリは、前記ウエハを前記チャンバの前記上側領域内で前記実質的に水平の向きに維持しつつ前記ウエハを回転させるように構成される、半導体ウエハ無電解めっきシステム。
【請求項７】
請求項１に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムであって、
前記チャンバは、前記チャンバの下側領域に配された流体受けを含み、
前記流体受けは、前記流体受けの内部空間内で前記ウエハを実質的に水平の向きで受け取り、前記ウエハの上面を覆うために前記流体受けに無電解めっき溶液が流し込まれたときに前記無電解めっき溶液を収容するように構成される、半導体ウエハ無電解めっきシステム。
【請求項８】
請求項１に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムであって、
前記チャンバは、前記無電解めっきプロセス時に前記ウエハを支持するように構成されたプラテンを含み、
前記チャンバは、さらに、前記インターフェース・モジュールからの前記ウエハの受け取りおよび前記インターフェース・モジュールへの前記ウエハの提供が行われ、前記ウエハが前記乾燥プロセスの対象となる、前記チャンバの上側領域から、前記ウエハが前記無電解めっきプロセスの対象となる前記チャンバの下側領域へ、前記プラテンを移動させるための、プラテンリフト・アセンブリを含む、半導体ウエハ無電解めっきシステム。
【請求項９】
請求項１に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムであって、
前記チャンバは、上側近接ヘッドおよび下側近接ヘッドを含み、
前記上側近接ヘッドおよび前記下側近接ヘッドは、前記チャンバの上側領域内に存在しているときの前記ウエハを横断するようにそれぞれ構成され、前記ウエハに対して前記乾燥プロセスを実施するように構成される、半導体ウエハ無電解めっきシステム。
【請求項１０】
請求項１に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムであって、さらに、
前記チャンバの前記共通内部空間内での前記無電解めっきプロセスおよび前記乾燥プロセスをサポートするように装備された流体取り扱いシステムを備える半導体ウエハ無電解めっきシステム。
【請求項１１】
半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバであって、
前記チャンバの内部空間の上側領域内に定められた第１のウエハ処理ゾーンであって、前記第１のウエハ処理ゾーン内に配されたときのウエハに対して乾燥プロセスを実施するように装備された第１のウエハ処理ゾーンと、
前記チャンバの内部空間の下側領域内に定められた第２のウエハ処理ゾーンであって、前記第２のウエハ処理ゾーン内に配されたときの前記ウエハに対して無電解めっきプロセスを実施するように装備された第２のウエハ処理ゾーンと、
前記第２のウエハ処理ゾーン内で前記ウエハを支持するように、なおかつ前記第１のウエハ処理ゾーンと前記第２のウエハ処理ゾーンとの間で前記ウエハの搬送を提供するように構成された、プラテンと、
を備える半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバであって、
前記第１のウエハ処理ゾーンは、駆動ローラアセンブリおよび安定化ローラアセンブリを含み、
前記駆動ローラアセンブリおよび前記安定化ローラアセンブリは、前記ウエハを実質的に水平の向きで係合および支持するように、そしてウエハ回転機能を提供するように構成される、半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバ。
【請求項１３】
請求項１２に記載の半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバであって、
前記第１のウエハ処理ゾーンは、上側近接ヘッドおよび下側近接ヘッドを含み、
前記上側近接ヘッドおよび前記下側近接ヘッドは、前記駆動ローラアセンブリおよび前記安定化ローラアセンブリによって係合されているときの前記ウエハを横断するようにそれぞれ構成され、対応する動的液体メニスカスを前記ウエハに適用することを通じて前記ウエハに対して前記乾燥プロセスを実施するように構成される、半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバ。
【請求項１４】
請求項１１に記載の半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバであって、
前記第１のウエハ処理ゾーンは、前記チャンバ内に前記ウエハを受け取るためおよび前記チャンバから前記ウエハを提供するためのチャンバ入口ドアを含む、半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバ。
【請求項１５】
請求項１１に記載の半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバであって、
前記第２のウエハ処理ゾーンは、流体受けを含み、
前記流体受けは、前記流体受けの内部空間内で前記プラテンを実質的に水平の向きで受け取るように、そして前記プラテン上に存在するときの前記ウエハの上面および前記プラテンを覆うために前記流体受けに無電解めっき溶液が流し込まれたときに前記無電解めっき溶液を収容するように構成されている、半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバ。
【請求項１６】
請求項１１に記載の半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバであって、
前記第２のウエハ処理ゾーンは、１つまたは２つ以上のすすぎノズルを含み、
前記１つまたは２つ以上のすすぎノズルは、前記プラテン上に存在しているときの前記ウエハの上面から無電解めっき溶液を除去するために前記プラテンの前記上面にすすぎ用の流体を向かわせるように構成されている、半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバ。
【請求項１７】
請求項１１に記載の半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバであって、
前記プラテンは、前記プラテン上に存在するときの前記ウエハの温度の制御を可能にするために、制御された方法で加熱されるように構成される、半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバ。
【請求項１８】
請求項１１に記載の半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバであって、
前記プラテンは、複数の真空チャネルを含み、
前記複数の真空チャネルは、前記ウエハが前記プラテン上に存在しているときに前記プラテンに対する前記ウエハの真空吸着を可能にするために真空供給源に流体接続されている、半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバ。
【請求項１９】
請求項１１に記載の半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバであって、
前記チャンバは、複数の外側構造壁と一つの内側ライナとによって定められ、
前記内側ライナは、前記チャンバの前記内部空間を形成するために前記複数の外側構造壁内に挿入されるように構成され、
前記複数の外側構造壁は、真空境界を維持可能な構造材料で形成され、
前記内側ライナは、化学的に不活性な材料で形成される、半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバ。
【請求項２０】
半導体ウエハ無電解めっきシステムを動作させるための方法であって、
ウエハを乾燥状態でチャンバ空間内に受け取ることと、
前記チャンバ空間内で前記ウエハに対して無電解めっきプロセスを実施することと、
前記チャンバ空間内で前記ウエハに対してすすぎプロセスを実施することと、
前記チャンバ空間内で前記ウエハに対して乾燥プロセスを実施することと、
前記ウエハを乾燥状態で前記チャンバ空間から提供することと、
を備える方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムを動作させるための方法であって、
前記ウエハは、前記チャンバ空間の上側領域内に受け取られ、
前記無電解めっきプロセスおよび前記すすぎプロセスは、前記チャンバ空間の下側領域内で実施され、
前記乾燥プロセスは、前記チャンバの前記上側領域内で実施される、方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムを動作させるための方法であって、
前記チャンバ空間内で前記ウエハに対して前記無電解めっきプロセスを実施することは、
流体受け内で前記ウエハを支持することと、
無電解めっき溶液が前記ウエハの周囲を超えて盛り上がって前記ウエハの上面を覆うように、前記流体受けを前記無電解めっき溶液で満たすことと、
前記無電解めっき反応期間の後に前記ウエハの前記上面から前記無電解めっき溶液を排出させることと、
を含む、方法。
【請求項２３】
請求項２０に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムを動作させるための方法であって、
前記すすぎプロセスは、前記無電解めっきプロセスの完了直後に、前記ウエハの上面に対してすすぎ用の流体を吐出することによって前記ウエハに対して実施される、方法。
【請求項２４】
請求項２０に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムを動作させるための方法であって、
前記乾燥プロセスは、前記ウエハの上面を第１の動的液体メニスカスに曝すために前記ウエハの前記上面を上側近接ヘッドで走査することによって、前記ウエハの前記上面に対して実施され、
前記乾燥プロセスは、前記ウエハの底面を第２の動的液体メニスカスに曝すために前記ウエハの前記底面を下側近接ヘッドで走査することによって、前記ウエハの前記底面に対して、実施される、方法。
【請求項２５】
請求項２０に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムを動作させるための方法であって、さらに、
前記チャンバ空間内の酸素含有量を最小に抑えるために前記チャンバ空間内の雰囲気条件を制御することを含む方法。
【請求項２６】
請求項２０に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムを動作させるための方法であって、さらに、
前記ウエハに適用される無電解めっき溶液に対して前記チャンバ内の蒸気圧を飽和状態に制御することを備える方法。
【請求項１】
半導体ウエハ無電解めっきシステムであって、
チャンバを備え、
前記チャンバは、
インターフェース・モジュールからウエハを乾燥状態で受け取り、
前記チャンバ内で前記ウエハに対して無電解めっきプロセスを実施し、
前記チャンバ内で前記ウエハに対して乾燥プロセスを実施し、
前記ウエハを乾燥状態で前記インターフェース・モジュールに提供するように装備され、
前記チャンバの共通内部空間内で前記無電解めっきプロセスおよび前記乾燥プロセスを実施するように構成される、半導体ウエハ無電解めっきシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムであって、
前記チャンバは、一つの内側ライナと複数の外側構造壁とを含み、
前記内側ライナは、前記複数の外側構造壁によって定められた空間内に、前記複数の外側構造壁から部分的に隔たれた形で挿入されるように構成される、半導体ウエハ無電解めっきシステム。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムであって、
前記内側ライナは、化学的に不活性な材料で形成され、
前記複数の外側構造壁は、真空境界を維持することが可能な構造材料で形成される、半導体ウエハ無電解めっきシステム。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムであって、
前記チャンバは、前記チャンバの前記共通内部空間内の雰囲気条件を制御するように構成される、半導体ウエハ無電解めっきシステム。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムであって、
前記チャンバは、駆動ローラアセンブリと安定化アセンブリとを含み、
前記駆動ローラアセンブリと前記安定化アセンブリとは、前記乾燥プロセス時に前記インターフェース・モジュールから前記ウエハを受け取ったときに前記ウエハを前記チャンバの上側領域内で実質的に水平の向きで支持するために、そして前記ウエハを前記インターフェース・モジュールに提供するために、連携しあうように構成されている、半導体ウエハ無電解めっきシステム。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムであって、
前記駆動ローラアセンブリおよび前記安定化アセンブリは、前記ウエハを前記チャンバの前記上側領域内で前記実質的に水平の向きに維持しつつ前記ウエハを回転させるように構成される、半導体ウエハ無電解めっきシステム。
【請求項７】
請求項１に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムであって、
前記チャンバは、前記チャンバの下側領域に配された流体受けを含み、
前記流体受けは、前記流体受けの内部空間内で前記ウエハを実質的に水平の向きで受け取り、前記ウエハの上面を覆うために前記流体受けに無電解めっき溶液が流し込まれたときに前記無電解めっき溶液を収容するように構成される、半導体ウエハ無電解めっきシステム。
【請求項８】
請求項１に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムであって、
前記チャンバは、前記無電解めっきプロセス時に前記ウエハを支持するように構成されたプラテンを含み、
前記チャンバは、さらに、前記インターフェース・モジュールからの前記ウエハの受け取りおよび前記インターフェース・モジュールへの前記ウエハの提供が行われ、前記ウエハが前記乾燥プロセスの対象となる、前記チャンバの上側領域から、前記ウエハが前記無電解めっきプロセスの対象となる前記チャンバの下側領域へ、前記プラテンを移動させるための、プラテンリフト・アセンブリを含む、半導体ウエハ無電解めっきシステム。
【請求項９】
請求項１に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムであって、
前記チャンバは、上側近接ヘッドおよび下側近接ヘッドを含み、
前記上側近接ヘッドおよび前記下側近接ヘッドは、前記チャンバの上側領域内に存在しているときの前記ウエハを横断するようにそれぞれ構成され、前記ウエハに対して前記乾燥プロセスを実施するように構成される、半導体ウエハ無電解めっきシステム。
【請求項１０】
請求項１に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムであって、さらに、
前記チャンバの前記共通内部空間内での前記無電解めっきプロセスおよび前記乾燥プロセスをサポートするように装備された流体取り扱いシステムを備える半導体ウエハ無電解めっきシステム。
【請求項１１】
半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバであって、
前記チャンバの内部空間の上側領域内に定められた第１のウエハ処理ゾーンであって、前記第１のウエハ処理ゾーン内に配されたときのウエハに対して乾燥プロセスを実施するように装備された第１のウエハ処理ゾーンと、
前記チャンバの内部空間の下側領域内に定められた第２のウエハ処理ゾーンであって、前記第２のウエハ処理ゾーン内に配されたときの前記ウエハに対して無電解めっきプロセスを実施するように装備された第２のウエハ処理ゾーンと、
前記第２のウエハ処理ゾーン内で前記ウエハを支持するように、なおかつ前記第１のウエハ処理ゾーンと前記第２のウエハ処理ゾーンとの間で前記ウエハの搬送を提供するように構成された、プラテンと、
を備える半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバであって、
前記第１のウエハ処理ゾーンは、駆動ローラアセンブリおよび安定化ローラアセンブリを含み、
前記駆動ローラアセンブリおよび前記安定化ローラアセンブリは、前記ウエハを実質的に水平の向きで係合および支持するように、そしてウエハ回転機能を提供するように構成される、半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバ。
【請求項１３】
請求項１２に記載の半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバであって、
前記第１のウエハ処理ゾーンは、上側近接ヘッドおよび下側近接ヘッドを含み、
前記上側近接ヘッドおよび前記下側近接ヘッドは、前記駆動ローラアセンブリおよび前記安定化ローラアセンブリによって係合されているときの前記ウエハを横断するようにそれぞれ構成され、対応する動的液体メニスカスを前記ウエハに適用することを通じて前記ウエハに対して前記乾燥プロセスを実施するように構成される、半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバ。
【請求項１４】
請求項１１に記載の半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバであって、
前記第１のウエハ処理ゾーンは、前記チャンバ内に前記ウエハを受け取るためおよび前記チャンバから前記ウエハを提供するためのチャンバ入口ドアを含む、半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバ。
【請求項１５】
請求項１１に記載の半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバであって、
前記第２のウエハ処理ゾーンは、流体受けを含み、
前記流体受けは、前記流体受けの内部空間内で前記プラテンを実質的に水平の向きで受け取るように、そして前記プラテン上に存在するときの前記ウエハの上面および前記プラテンを覆うために前記流体受けに無電解めっき溶液が流し込まれたときに前記無電解めっき溶液を収容するように構成されている、半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバ。
【請求項１６】
請求項１１に記載の半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバであって、
前記第２のウエハ処理ゾーンは、１つまたは２つ以上のすすぎノズルを含み、
前記１つまたは２つ以上のすすぎノズルは、前記プラテン上に存在しているときの前記ウエハの上面から無電解めっき溶液を除去するために前記プラテンの前記上面にすすぎ用の流体を向かわせるように構成されている、半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバ。
【請求項１７】
請求項１１に記載の半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバであって、
前記プラテンは、前記プラテン上に存在するときの前記ウエハの温度の制御を可能にするために、制御された方法で加熱されるように構成される、半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバ。
【請求項１８】
請求項１１に記載の半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバであって、
前記プラテンは、複数の真空チャネルを含み、
前記複数の真空チャネルは、前記ウエハが前記プラテン上に存在しているときに前記プラテンに対する前記ウエハの真空吸着を可能にするために真空供給源に流体接続されている、半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバ。
【請求項１９】
請求項１１に記載の半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバであって、
前記チャンバは、複数の外側構造壁と一つの内側ライナとによって定められ、
前記内側ライナは、前記チャンバの前記内部空間を形成するために前記複数の外側構造壁内に挿入されるように構成され、
前記複数の外側構造壁は、真空境界を維持可能な構造材料で形成され、
前記内側ライナは、化学的に不活性な材料で形成される、半導体ウエハ無電解めっきのためのチャンバ。
【請求項２０】
半導体ウエハ無電解めっきシステムを動作させるための方法であって、
ウエハを乾燥状態でチャンバ空間内に受け取ることと、
前記チャンバ空間内で前記ウエハに対して無電解めっきプロセスを実施することと、
前記チャンバ空間内で前記ウエハに対してすすぎプロセスを実施することと、
前記チャンバ空間内で前記ウエハに対して乾燥プロセスを実施することと、
前記ウエハを乾燥状態で前記チャンバ空間から提供することと、
を備える方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムを動作させるための方法であって、
前記ウエハは、前記チャンバ空間の上側領域内に受け取られ、
前記無電解めっきプロセスおよび前記すすぎプロセスは、前記チャンバ空間の下側領域内で実施され、
前記乾燥プロセスは、前記チャンバの前記上側領域内で実施される、方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムを動作させるための方法であって、
前記チャンバ空間内で前記ウエハに対して前記無電解めっきプロセスを実施することは、
流体受け内で前記ウエハを支持することと、
無電解めっき溶液が前記ウエハの周囲を超えて盛り上がって前記ウエハの上面を覆うように、前記流体受けを前記無電解めっき溶液で満たすことと、
前記無電解めっき反応期間の後に前記ウエハの前記上面から前記無電解めっき溶液を排出させることと、
を含む、方法。
【請求項２３】
請求項２０に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムを動作させるための方法であって、
前記すすぎプロセスは、前記無電解めっきプロセスの完了直後に、前記ウエハの上面に対してすすぎ用の流体を吐出することによって前記ウエハに対して実施される、方法。
【請求項２４】
請求項２０に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムを動作させるための方法であって、
前記乾燥プロセスは、前記ウエハの上面を第１の動的液体メニスカスに曝すために前記ウエハの前記上面を上側近接ヘッドで走査することによって、前記ウエハの前記上面に対して実施され、
前記乾燥プロセスは、前記ウエハの底面を第２の動的液体メニスカスに曝すために前記ウエハの前記底面を下側近接ヘッドで走査することによって、前記ウエハの前記底面に対して、実施される、方法。
【請求項２５】
請求項２０に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムを動作させるための方法であって、さらに、
前記チャンバ空間内の酸素含有量を最小に抑えるために前記チャンバ空間内の雰囲気条件を制御することを含む方法。
【請求項２６】
請求項２０に記載の半導体ウエハ無電解めっきシステムを動作させるための方法であって、さらに、
前記ウエハに適用される無電解めっき溶液に対して前記チャンバ内の蒸気圧を飽和状態に制御することを備える方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公表番号】特表２０１０−５２５１６４（Ｐ２０１０−５２５１６４Ａ）
【公表日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５０４０５４（Ｐ２０１０−５０４０５４）
【出願日】平成２０年４月１１日（２００８．４．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／００４７５２
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１３０５１７
【国際公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【出願人】（５９２０１００８１）ラム リサーチ コーポレーション (467)
【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１１日（２００８．４．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／００４７５２
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１３０５１７
【国際公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【出願人】（５９２０１００８１）ラム リサーチ コーポレーション (467)
【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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