半導体基板に金属を無電界堆積する装置
【課題】 最小限の欠陥しかない均一な層を堆積することのできる一体型無電界堆積装置を提供する。
【解決手段】 無電界堆積システム及び無電界堆積ステーションが提供される。このシステムは、処理メインフレームと、メインフレームに位置された少なくとも１つの基板洗浄ステーションと、メインフレームに位置された無電界堆積ステーションとを備えている。無電界堆積ステーションは、環境的に制御される処理エンクロージャーと、基板の面を洗浄し活性化するように構成された第１処理ステーションと、基板の面に層を無電界堆積するように構成された第２処理ステーションと、第１及び第２の処理ステーション間で基板を移送するように位置された基板シャトルとを備えている。また、無電界堆積ステーションは、汚染のない均一な無電界堆積プロセスを遂行するために種々の流体配送及び基板温度制御装置も備えている。
【解決手段】 無電界堆積システム及び無電界堆積ステーションが提供される。このシステムは、処理メインフレームと、メインフレームに位置された少なくとも１つの基板洗浄ステーションと、メインフレームに位置された無電界堆積ステーションとを備えている。無電界堆積ステーションは、環境的に制御される処理エンクロージャーと、基板の面を洗浄し活性化するように構成された第１処理ステーションと、基板の面に層を無電界堆積するように構成された第２処理ステーションと、第１及び第２の処理ステーション間で基板を移送するように位置された基板シャトルとを備えている。また、無電界堆積ステーションは、汚染のない均一な無電界堆積プロセスを遂行するために種々の流体配送及び基板温度制御装置も備えている。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
[0001]本発明の実施形態は、一般に、半導体処理のための無電界堆積システムに係る。
【０００２】
関連技術の説明
[0002]１００ナノメータ未満のサイズの特徴部を金属化することは、現在及び将来の世代の集積回路製造プロセスに対する基礎的な技術である。より詳細には、超大規模集積型のデバイス、即ち数百万の論理ゲートを伴う集積回路を有するデバイスでは、これらデバイスの中心に存在する多レベルの相互接続部が、一般に、高いアスペクト比、即ち約２５：１より大きいアスペクト比の相互接続特徴部に、銅のような導電性材料を充填することにより形成される。これらの寸法では、化学気相堆積及び物理気相堆積のような従来の堆積技術を使用して、相互接続特徴部を確実に充填することはできない。その結果、集積回路製造プロセスにおいて１００ナノメータ以下のサイズの高アスペクト比相互接続特徴部をボイドなく充填するための有望なプロセスとして、メッキ技術、即ち電気化学的メッキ及び無電界メッキが出現した。更に、キャッピング層のような他の層を堆積するための有望なプロセスとしても、電気化学的及び無電界メッキプロセスが出現した。
【０００３】
[0003]しかしながら、無電界メッキプロセスに関しては、従来の無電界処理システム及び方法は、堆積プロセス及びそれにより生じる堆積層における欠陥比を正確に制御する等の多数の難題に直面している。より詳細には、従来のシステムは、基板の温度制御が不充分なことで悩まされている。というのは、従来の無電界セルに使用される抵抗ヒータ及び加熱ランプが基板の表面にわたって均一な温度を一貫して与えないからであり、これは、無電界堆積プロセスの均一性にとって重大なことである。更に、従来の無電界システムは、無電界堆積チャンバ内の環境に対して制御を実施せず、これは、欠陥比に著しい影響を及ぼすことが最近示されている。
【０００４】
[0004]また、環境及び所有者コスト（ＣｏＯ）の問題のために、基板の受け取り面上に充分均一なカバレージを得るに必要な流量を減少することで高価な無電界メッキ処理化学物質の浪費を低減することが望まれる場合がある。無電界処理溶液を基板面へ配送する速度及び均一性が堆積プロセスの結果に影響し得るので、種々の処理溶液を均一に配送する装置及び方法が要望される。また、液体が基板及びそれを支持するベースプレート部材に接触してそれらの間に流れるときに基板の背面に伝導及び対流熱伝達を使用することで基板の温度を制御することも要望される。
【０００５】
[0005]更に、最小限の欠陥で均一な層を堆積することのできる無電界堆積プロセスのための機能的で且つ効率的な一体型プラットホームは開発されていない。従って、最小限の欠陥しかない均一な層を堆積することのできる一体型無電界堆積装置が要望される。
【発明の概要】
【０００６】
[0006]本発明の実施形態は、基板を処理するように適応される無電界処理チャンバにおいて、処理領域に位置されたプラテンアセンブリを備え、このプラテンアセンブリは、流体アパーチャーが貫通形成されたベース部材と、そのベース部材にシール可能に位置され、上流側と下流側を有する流体拡散部材であって、それら上流側及び下流側に流体連通する複数の流体通路を有する流体拡散部材と、上記ベース部材と上記流体拡散部材の上流側との間に形成された流体体積部と、上記拡散部材の下流側の上に第１距離だけ突出する特徴部とを含み、更に、処理領域に位置されて、基板支持面を有している回転可能な基板支持アセンブリであって、上記プラテンアセンブリに対して回転するように適応される回転可能な基板支持アセンブリも備えた無電界処理チャンバを提供する。
【０００７】
[0007]また、本発明の実施形態は、基板を処理するように適応される無電界処理チャンバにおいて、処理領域に位置されたプラテンアセンブリを備え、このプラテンアセンブリは、流体アパーチャーが貫通形成されたベース部材と、そのベース部材にシール可能に位置されて、上流側と下流側を有する流体拡散部材と、上記ベース部材と上記流体拡散部材の上流側との間に形成された流体体積部と、上記流体拡散部材に形成された複数の流体通路とを含み、これら複数の流体通路は、上記流体拡散部材の下流側及び上流側と流体連通し、上記複数の流体通路の少なくとも１つは、更に、上記上流側と流体連通し且つ第１の断面積を有する第１特徴部と、第２の断面積を有する第２特徴部とを含み、これら第１特徴部及び第２特徴部は、流体連通し、更に、処理領域に位置されて、基板支持面を有している回転可能な基板支持アセンブリであって、上記プラテンアセンブリに対して回転するように適応される回転可能な基板支持アセンブリも備えた無電界処理チャンバを提供する。
【０００８】
[0008]また、本発明の実施形態は、基板を処理するように適応される無電界処理チャンバにおいて、この無電界処理チャンバの処理領域に位置されて、１つ以上の基板支持面を有している回転可能な基板支持アセンブリと、上記処理領域に位置されて、第１面を有しているエッジダムであって、このエッジダム、及び／又は上記１つ以上の基板支持面に位置された基板を、上記第１面と基板の縁との間にギャップを形成するように配置できるエッジダムと、上記基板支持体に位置された基板の面に無電界処理溶液を配送するように適応された流体源と、を備えた無電界処理チャンバを提供する。
【０００９】
[0009]また、本発明の実施形態は、基板を処理するように適応される無電界処理チャンバにおいて、この無電界処理チャンバの処理領域に位置されて、基板支持面を各々有する１つ以上の半径方向に離間された基板支持特徴部を有している回転可能な基板支持アセンブリと、上記処理領域に位置されるボウルアセンブリであって、上記１つ以上の半径方向に離間された基板支持特徴部及びそこに位置される流体を受け入れるように適応される流体体積部を形成する１つ以上の壁を有しているボウルアセンブリと、上記流体体積部、及び上記１つ以上の基板支持面に位置された基板と流体連通する流体源と、上記流体体積部に位置された流体と熱連通する流体ヒータと、を備えた無電界処理チャンバを提供する。
【００１０】
[0010]また、本発明の実施形態は、基板を処理するように適応される無電界処理チャンバにおいて、処理領域に位置されたプラテンアセンブリを備え、このプラテンアセンブリは、上流側及び下流側を有し且つその上流側と下流側との間に流体連通する複数の流体通路を有する流体拡散部材と、第１流体アパーチャーが貫通形成された第１ベース部材であって、この第１ベース部材が上記流体拡散部材にシール可能に位置され、且つ上記第１流体アパーチャーが上記流体拡散部材に形成された複数の流体通路の少なくとも１つと流体連通するような第１ベース部材と、第２流体アパーチャーが貫通形成された第２ベース部材であって、この第２ベース部材が上記流体拡散部材にシール可能に位置され、且つ上記第２流体アパーチャーが上記流体拡散部材に形成された複数の流体通路の少なくとも１つと流体連通するような第２ベース部材と、を含み、更に、処理領域に位置されて、基板支持面を有している回転可能な基板支持アセンブリであって、上記プラテンアセンブリに対して回転するように適応される回転可能な基板支持アセンブリも備えた無電界処理チャンバを提供する。
【００１１】
[0011]本発明の上述した特徴を詳細に理解できるように、前記で簡単に要約した本発明を、添付図面に幾つか示された実施形態を参照して、より詳細に説明する。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態を示すに過ぎず、それ故、本発明の範囲を何ら限定するものではなく、本発明は、他の等しく有効な実施形態も受け入れられることに注意されたい。
【好ましい実施形態の詳細な説明】
【００１２】
[0039]図１は、システム１００の実施形態を示す。システム１００は、基板収容カセットとインターフェイスするように構成された複数の基板ロードステーション１３４を備えたファクトリインターフェイス１３０を備えている。ファクトリインターフェイス１３０には、ファクトリインターフェイスロボット１３２が位置され、これは、基板ロードステーション１３４に位置されたカセットにアクセスして、そこへ及びそこから基板１２６を移送するように構成される。また、このファクトリインターフェイスロボット１３２は、ファクトリインターフェイス１３０をメインフレーム１１３に接続するリンクトンネル１１５へ延びている。ファクトリインターフェイスロボット１３２のこの位置は、基板ロードステーション１３４へアクセスして、そこから基板を回収し、次いで、メインフレーム１１３に位置された処理セル位置１１４、１１６の１つ或いはアニールチャンバ１３５へ基板１２６を配送するのを許容する。同様に、ファクトリインターフェイスロボット１３２は、基板処理シーケンスが完了した後に、処理セル位置又はアニールチャンバ１３５から基板１２６を回収するのにも使用できる。この状態では、ファクトリインターフェイスロボット１３２は、基板ロードステーション１３４に位置されたカセットの１つへ基板１２６を配送して戻し、システム１００から取り出すことができる。
【００１３】
[0040]また、ファクトリインターフェイス１３０は、システム１００での処理の前及び／又は後に基板を点検するのに使用できる計測点検ステーション１０５も備えることができる。この計測点検ステーション１０５は、例えば、基板に堆積される材料の厚み、平坦さ、粒子構造、トポグラフィー等の特性を分析するのに使用できる。本発明の実施形態に使用できる計測点検ステーションは、例えば、ＢＸ−３０アドバンスド・インターコネクト・メジャーメント・システム、及びＣＤ−ＳＥＭ又はＤＲ−ＳＥＭ点検ステーションを含み、これらは、全て、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズインクから商業的に入手できるものである。また、計測点検ステーションの一例が、２００３年１０月２１日に出願された「PlatingSystem with Integrated Substrate Inspection」と題する共通に譲渡された米国特許出願第６０／５１３，３１０号に示されており、この出願は、本発明と矛盾しない程度に参考としてここにその全体を援用する。
【００１４】
[0041]アニールチャンバ１３５は、一般に、２位置アニールチャンバで、冷却プレート１３６及び加熱プレート１３７が互いに隣接して位置され、それらの付近に、例えば、２つのステーション間に、基板移送ロボット１４０が位置されている。この基板移送ロボット１４０は、一般に、加熱プレート１３７と冷却プレート１３６との間で基板を移動するように構成される。システム１００は、複数のアニールチャンバ１３５を備えてもよく、それらアニールチャンバ１３５をスタック構成としてもよい。更に、アニールチャンバ１３５は、リンクトンネル１１５からアクセスされるように位置されて示されているが、本発明の実施形態は、アニールチャンバ１３５の特定の構成又は配置に限定されない。従って、アニールチャンバ１３５は、メインフレーム１１３と直接連通するように位置され、即ちメインフレームロボット１２０によりアクセスされてもよいし、或いは又、アニールチャンバ１３５は、メインフレーム１１３と連通するように位置されてもよく、即ちアニールチャンバは、メインフレーム１１３と同じシステムに位置されるが、メインフレーム１１３に直接接触されず、即ちメインフレームロボット１２０からアクセスされなくてもよい。例えば、図１に示すように、アニールチャンバ１３５は、リンクトンネル１１５と直接連通するように位置されて、ロボット１３２及び／又は１２０を経てメインフレーム１１３へのアクセスを許容するようにしてもよい。アニールチャンバ１３５及びその動作の更なる説明は、２００４年４月１３日に出願された「TwoPosition Anneal Chamber」と題する共通に譲渡された米国特許出願第１０／８２３，８４９号に見ることができ、この出願は、本発明と矛盾しない程度に参考としてここにその全体を援用する。
【００１５】
[0042]メインフレーム１１３は、中央に位置されたメインフレームロボット１２０を備えている。このメインフレームロボット１２０は、一般に、基板を支持及び移送するように構成された１つ以上のブレード１２２、１２４を備えている。更に、メインフレームロボット１２０及びそれに付随するブレード１２２、１２４は、一般に、独立して延長し、回転し、枢着運動し、及び垂直に移動するように構成され、従って、メインフレームロボット１２０は、メインフレーム１１３に位置された複数の処理セル位置１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６へ同時に基板を挿入したりそこから基板を除去したりすることができる。同様に、ファクトリインターフェイスロボット１３２も、ファクトリインターフェイス１３０からメインフレーム１１３へと延びるロボットトラック１５０に沿って直線的に進行するのを許しながら、その基板支持ブレードを回転し、延長し、枢着運動し、及び垂直に移動する能力を備えている。
【００１６】
[0043]一般に、処理セル位置１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６は、基板処理システムに使用されるいかなる数の処理セルでもよい。より詳細には、これらの処理セル又は位置は、電気化学的メッキセル、すすぎセル、ベベル洗浄セル、スピンすすぎ乾燥セル、基板面洗浄セル（これは、洗浄、すすぎ及びエッチングセルを集合的に含む）、無電界メッキセル（これは、前洗浄セル及び後洗浄セル、活性化セル、堆積セル等を含む）、計測点検ステーション、及び／又は堆積処理システム及び／又はプラットホームに関連して有利に使用できる他の処理セルとして構成されてもよい。
【００１７】
[0044]各処理セル位置１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６及びロボット１３２、１２０の各々は、一般に、システムコントローラ１１１と通信し、このコントローラは、ユーザ及び／又はシステム１００に位置された種々のセンサの両方から入力を受信し、それら入力及び／又は所定の処理レシピに基づいてシステム１００のオペレーションを適切に制御するように構成されたマイクロプロセッサベースの制御システムでよい。コントローラ１１１は、一般に、メモリ装置（図示せず）及びＣＰＵ（図示せず）を備え、これらは、種々のプログラムを保有し、プログラムを処理し、また、必要に応じてプログラムを実行するために、コントローラ１１１により使用される。メモリは、ＣＰＵに接続されるもので、容易に入手できるメモリ、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、或いは他の形式のデジタル記憶装置、ローカル又はリモート、の１つ以上でよい。ＣＰＵに命令するために、ソフトウェア命令及びデータをコード化してメモリ内に記憶することができる。また、プロセッサを従来のようにサポートするためにＣＰＵにはサポート回路（図示せず）も接続される。これらサポート回路は、この技術で全て良く知られたキャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステム等を含むことができる。コントローラ１１１により読み取ることのできるプログラム（又はコンピュータ命令）は、処理チャンバにおいてどのタスクを実行できるか決定する。好ましくは、プログラムは、コントローラ１１１により読み取りできるソフトウェアであり、規定のルール及び入力データに基づいて無電界プロセスをモニタし、制御するための命令を含む。
【００１８】
[0045]更に、処理セル位置１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６は、以下に述べる流体導入システム１２００のような流体配送システムとも連通し、このシステムは、処理中に各処理セル位置へ必要な処理流体を供給するように構成される。一般に、流体配送システム（１つ又は複数）は、システムコントローラ１１１により制御される。処理流体配送システムの一例が、２００３年５月１４日に出願された「」と題する共通に譲渡された米国特許出願第１０／４３８，６２４号に見ることができ、この出願は、本発明と矛盾しない程度に参考としてここにその全体を援用する。
【００１９】
[0046]図１に例示されたシステム１００では、処理セル位置１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６は、次のように構成することができる。処理セル位置１１４及び１１６は、メインフレーム１１３の湿式処理ステーションと、リンクトンネル１１５、アニールチャンバ１３５及びファクトリインターフェイス１３０における一般的な乾燥処理ステーション又は領域との間のインターフェイスとして構成することができる。このインターフェイスに置かれる処理セル位置１１４、１１６は、例えば、スピンすすぎ乾燥セル及び／又は基板洗浄セルでよい。処理セル位置１１４及び１１６の各々は、スピンすすぎ乾燥セル及び基板洗浄セルをスタック構成で含んでもよい。或いは又、処理セル位置１１４がスピンすすぎ乾燥セルを含む一方、処理セル位置１１６が基板洗浄セルを含んでもよい。更に別の実施形態では、セル位置１１４、１１６の各々がスピンすすぎ乾燥セル及び基板洗浄セルの組合せを含んでもよい。本発明の実施形態に使用できるスピンすすぎ乾燥セルの一例の詳細な説明が、２００３年１０月６日に出願された「SpinRinse Dry Cell」と題する共通に譲渡された米国特許出願第１０／６８０，６１６号の見ることができ、この出願は、本発明と矛盾しない程度に参考としてここにその全体を援用する。
【００２０】
[0047]処理セル位置１０６、１０８は、基板洗浄セルとして構成されてもよく、より詳細には、処理セル位置１０６、１０８は、基板ベベル洗浄セル、即ち堆積プロセスが完了された後に基板の周囲、及び任意であるが、背面から過剰堆積物を除去するように構成されたセル、として構成されてもよい。ベベル洗浄セルの一例が、２００４年４月１６日に出願された「IntegratedBevel Clean Chamber」と題する共通に譲渡された米国特許出願第１０／８２６，４９２号に説明されており、この出願は、本発明と矛盾しない程度に参考としてここにその全体を援用する。本発明の実施形態は、更に、もし必要であれば、処理セル位置１０６、１０８をシステム１００から省いてもよいことも意図する。更に、処理セル位置１０６、１０８は、以下に詳細に述べるように、無電界処理セル又はセル対として構成されてもよい。
【００２１】
[0048]処理セル位置１０２、１０４及び１１０、１１２は、無電界処理セルとして構成されてもよい。これらの無電界処理セル位置１０２、１０４、１１０、１１２は、２つの処理セルが各処理エンクロージャー３０２に位置されるという構成で、メインフレーム１１３において処理エンクロージャー３０２内に位置されてもよく、即ち処理セル位置１１０及び１１２は、第１処理エンクロージャー３０２において第１及び第２の処理セルとして動作してもよく、また、処理セル位置１０２及び１０４は、第２処理エンクロージャー３０２において第３及び第４処理セルとして動作してもよい。更に上述したように、本発明の実施形態は、処理セル位置１０６及び１０８が、これら処理セル位置１０６、１０８の上に処理エンクロージャー３０２を位置させてもよいと共に、これら処理セル位置１０６、１０８が、必要に応じて、処理セル位置１０２、１０４、１１０、１１２と同様に動作するよう構成されてもよいことも意図している。
【００２２】
[0049] 処理エンクロージャー３０２に位置された無電界処理セルは、メッキ又はメッキ支持セル、例えば、電気化学的メッキセル、無電界メッキセル、無電界活性化セル、及び／又は基板すすぎ又は洗浄セルを含んでもよい。ここに例示する無電界システム１００では、システム１００における各セル対の一方の流体処理セルが活性化セルとなり、また、その対の他方の処理セルが無電界堆積セルとなる。この構成は、一般に、システム１００の反対側でも、反対の処理エンクロージャー３０２において複製される。例えば、本発明は、特定の構成に限定されないが、処理セル位置１０２は、無電界活性化セルとして構成されてもよく、一方、処理セル位置１０４は、無電界堆積セルとして構成される。同様に、処理セル位置１１２は、無電界活性化セルとして構成されてもよく、一方、処理セル位置１１０は、無電界堆積セルとして構成される。各処理エンクロージャー３０２における処理セルは、一般に、システムコントローラ１１１の制御のもとで互いに独立して動作する。
【００２３】
[0050]図２は、無電界堆積システム１００と、例えば、処理セル位置１１０、１１２に示されたエンクロージャー３０２とを例示する斜視図である。処理セル位置１１０、１１２のハードウェアは、明瞭化のために図２から省かれている。処理エンクロージャー３０２は、一対の処理セル位置１１０、１１２の周りの制御された処理環境を画成する。処理エンクロージャー３０２は、処理体積部を２つの実質的に等しいサイズの処理体積部３１２、３１３へと一般的に二分する中央内壁３０８を含むことができる。中央内壁３０８は任意であるが、これが実施されるときには、この中央内壁３０８は、一般に、処理セル位置１１０の上の第１処理体積部３１２と、処理セル位置１１２の上の第２処理体積部３１３とを形成する。これらの第１及び第２の処理体積部３１２、３１３は、中央内壁３０８により互いに実質的に分離されるが、中央内壁３０８の下部には、ノッチ即ちスロット３１０が形成される。このスロット３１０は、処理セル位置１１０、１１２間に位置される基板移送シャトル３０５を受け容れるサイズにされる。この基板移送シャトル３０５は、一般に、メインフレームロボット１２０の使用を必要とせずに、各処理セル間（１１０←→１１２）で基板を移送するように構成される。また、基板移送シャトル３０５は、真空チャック型の基板支持部材で、ある点の周りで枢着運動するように構成されて、基板移送シャトル３０５の遠方の基板支持端が矢印３０３（図１に示す）の方向に移動して、各処理セル位置１１０、１１２間で基板を移送することができる。また、処理体積部３１２、３１３の各々は、シール可能なアクセスポート３０４を含んでもよく、これは、メインフレームロボット１２０のようなロボットが各処理体積部３１２、３１３にアクセスして、基板をそこに挿入したり取り出したりするのを許容するように構成される。
【００２４】
[0051]また、処理体積部３１２、３１３の各々は、各処理体積部３１２、３１３の上部に位置された環境制御アセンブリ３１５（図２には、明瞭化のために処理エンクロージャーとの接触から外れて示されている）も備えている。この環境制御アセンブリ３１５は、プロセスガス源（図示せず）を備え、これは、処理体積部３１２、３１３と流体連通すると共に、各処理体積部３１２、３１３へプロセスガスを供給するように構成される。このプロセスガス源は、一般に、窒素、ヘリウム、水素、アルゴン、及び／又はそれらの混合物、或いは半導体処理に通常使用される他のガスのような不活性ガスの制御された流れを各処理体積部３１２、３１３へ供給するように構成される。環境制御アセンブリ３１５は、更に、粒子濾過システム、例えば、高効率微粒子エア（ＨＥＰＡ）型濾過システムを備えている。この粒子濾過システムは、処理体積部３１２、３１３に入るガス流から汚染微粒子を除去するのに使用される。また、粒子濾過システムは、その下の処理セル位置に向かうプロセスガスの一般的に線形の等しい流れを発生するのに使用される。更に、環境制御アセンブリ３１５は、各処理体積部３１２、３１３における湿度、温度、圧力等を制御するように構成された装置を含んでもよい。システムコントローラ１１１は、環境制御アセンブリ及び排出ポート３１４の動作を、システム１００の他のコンポーネント共に調整して、処理体積部３１２、３１３内の酸素含有量を、処理体積部３１２、３１３に位置されたセンサ又は検出器（図示せず）から受け取られる入力又は処理レシピのいずれかに基づいて制御するように使用されてもよい。
【００２５】
[0052]動作中に、プロセスガスは、一般に、環境制御アセンブリ３１５により処理体積部３１２、３１３へ供給される。プロセスガスを各処理体積部３１２、３１３へ導入することは、包囲された処理環境の内部に不活性ガスを充填するように作用し、従って、無電界メッキプロセスの質低下を招くことのある例えば酸素のようなガスを処理体積部３１２、３１３の内部からパージする。一般に、プロセスガス源は、プロセスガスを、処理体積部３１２、３１３に向かって、処理セル位置１１０、１１２の上の処理体積部３１２、３１３の頂部又は上部付近に及び各処理体積部３１２、３１３の中央付近に導入する。プロセスガスは、一般に、空気随伴粒子を最小にすると共にプロセスガスの流量及び方向の両方を等化するように構成されたＨＥＰＡ型濾過システムを通して処理体積部３１２、３１３へ導入され、ガスが処理セル位置に向かって均一に且つ連続する流量で流れるようにする。
【００２６】
[0053]また、処理セル位置１１０、１１２の各々は、環境制御アセンブリ３１５内のガス供給源から処理セル位置１１０、１１２に向かいプロセスガスを容易に均一に流すように位置された少なくとも１つの排出ポート３１４（又は必要に応じて多数の半径方向に位置された排出ポート３１４）も備えている。この排出ポート３１４は、各処理セル位置１１０、１１２で処理される基板の下に位置されてもよいし、或いは排出ポート３１４は、各処理セル位置１１０、１１２から半径方向外方に位置されてもよい。その位置に関わりなく、排出ポート３１４は、各処理セル位置１１０、１１２から流体及び化学的蒸気を任意に抜きながら、プロセスガスを容易に均一に流すように構成される。
【００２７】
[0054]処理体積部３１２、３１３へ不活性ガスを供給するための典型的なプロセスは、約１０ｓｌｍ乃至約３００ｓｌｍ、又はより詳細には、約１２ｓｌｍ乃至約８０ｓｌｍの流量で不活性ガスを供給することを含む。一般に、流量は、発生され又は存在し又は処理体積部へと漏れる望ましからぬガスの量を最小にするに充分なものでなければならない。各処理体積部３１２、３１３が閉じたとき、即ちアクセスポート３０４が閉じたときには、不活性ガスの流量を減少してもよい。アクセスポート３０４が開いたとき、即ち基板を処理エンクロージャー３０２へ又はそこから移送するときには、プロセスガスの流量を増加して、処理エンクロージャー３０２からのガスの流出を生じさせる。このガスの流出は、周囲ガス、特に、酸素が、処理エンクロージャーの内部へ入り込むのを防止するように構成される。アクセスポート３０４が閉じると、プロセスガスの流量を、基板の処理を受け容れる流量へと減少してもよい。この流量を、基板の処理を開始する前に、ある時間周期中維持して、到来する酸素を処理シーケンスの開始前に処理体積部３１２、３１３から除去することができる。排出ポート３１４は、プロセスガス供給源と協働作用して、処理体積部３１２、３１３から酸素を除去する。排出ポート３１４は、一般に、標準的な製造ファシリティ排出システムと連通し、プロセスガスを処理体積部３１２、３１３から除去するように使用される。本発明の別の実施形態では、処理体積部３１２、３１３は、この処理体積部３１２、３１３と流体連通して位置された真空ポンプを備えてもよい。この真空ポンプは、処理体積部３１２、３１３における望ましからぬガスの存在を更に減少するように使用できる。排出構成又はポンプ構成に関わらず、環境制御アセンブリ３１５は、一般に、処理体積部３１２、３１３の内部の酸素含有量を、基板処理中に約５００ｐｐｍより低く、より詳細には、基板処理中に約１００ｐｐｍより低く維持するように構成される。
【００２８】
[0055]また、環境制御アセンブリ３１５、排出ポート３１４、及びシステムコントローラ１１１を組み合せることで、システム１００が特定の処理ステップ中に処理体積部３１２、３１３の酸素含有量を制御できるようにし、ここで、１つの処理ステップは、最適な結果のために第１酸素含有量を必要とするものであり、第２処理ステップは、最適な結果のために第２酸素含有量を必要とするものであり、更に、これら第１及び第２酸素含有量は互いに異なるものである。酸素含有量に加えて、システムコントローラ１１１は、特定の処理シーケンスに対して望まれる処理エンクロージャーの他のパラメータ、例えば、温度、湿度、圧力等を制御するように構成されてもよい。これら特定のパラメータは、ヒータ、冷却装置、加湿器、除湿器、真空ポンプ、ガス源、エアフィルタ、ファン等により変更することができ、これらは、全て、環境制御アセンブリ３１５に含まれて、処理体積部３１２、３１３と流体連通するように位置され、且つシステムコントローラ１１１により制御することができる。
【００２９】
[0056]処理体積部３１２、３１３は、一般に、無電界メッキプロセスを容易にするサイズとされ、即ち処理体積部３１２、３１３は、環境制御アセンブリ３１５のガス供給源が処理ステップ中に低い酸素含有量（一般に、約５００ｐｐｍ未満、又はより詳細には、約１００ｐｐｍ未満）を維持できる一方、処理体積部３１２、３１３を蒸気飽和させずに体積部内の流体溶液の蒸発を支援するに充分な体積を許容するようなサイズとされる。蒸気飽和を防止するのに一般に必要とされるヘッドスペースの体積について、本発明者は、各処理位置１１０、１１２に対するヘッドスペースが、一般に、３００ｍｍ基板の処理位置に対して約１０００立方インチ乃至約５０００立方インチであることが分かった。従って、３００ｍｍ基板の処理用に構成されたときの本発明の処理体積部３１２、３１３のヘッドスペースは、一般に、例えば、約１５００平方インチ乃至５０００平方インチ、又は約２０００平方インチ乃至約４０００平方インチ、或いは約２０００平方インチ乃至約３０００平方インチとなる。従って、処理位置のエリアにわたり処理セル位置１１０、１１２の１つに位置された基板の上面から処理体積部３１２、３１３の頂部へ至る垂直方向距離（この体積を一般にヘッドスペースと称する）は、一般に、約６インチ乃至約４０インチの高さで、且つ処理位置１１０、１１２の直径又は断面積を有する。より詳細には、ヘッドスペースは、高さが約１２インチ乃至約３６インチでよく、処理体積部３１２、３１３の水平方向寸法は、一般に、各処理セル位置１１０、１１２の周囲を近似し、これらは、一般に、各処理セル位置１１０、１１２で処理される基板の直径より約１０％ないし約５０％大きいサイズとされる。これらの寸法は、本発明の装置の動作にとって重要である。というのは、それより小さい処理体積部は、蒸気飽和を生じる傾向があって、無電界メッキプロセスに否定的な影響を及ぼすことが示されているからである。従って、本発明者は、蒸気飽和及びそれに関連し得る欠陥を防止するためには、充分なヘッドスペース（処理位置の断面積が基板からエンクロージャーの頂部までの距離にわたる）が重要であると決定した。
【００３０】
[0057]処理体積部３１２、３１３は、一般に、互いに分離されるが、スロット３１０は、一方の処理体積部のガスが隣接処理体積部へ通過するのを許容する。従って、本発明の実施形態は、一方の処理体積部に、隣接処理体積部より高い圧力を与える。この圧力差は、各処理体積部３１２、３１３間の混和(crosstalk)に対する制御を許容する。というのは、圧力差が維持された場合には、処理体積部間のガス流が同じ方向及び同じ流量となるからである。従って、処理セルの一方は、活性化セルのような冷たい処理セルとして構成することができ、また、他方の処理セルは、無電界堆積セルのような加熱処理セルとして構成することができる。この実施形態では、加熱処理セルが高い圧力に加圧され、従って、加熱流体処理セルは、常に、スロット３１０を通して冷たい流体処理セルへガスを流す。この構成は、冷たい処理セルが加熱処理セルの温度を下げるのを防止する。というのは、加熱処理セル、即ち無電界堆積セルの方が、一般に、温度変動の結果として、冷たい流体処理セル、即ち活性化セルより、欠陥を受け易いからである。
【００３１】
[0058]別の実施形態では、各処理体積部３１２、３１３は、中央内壁３０８により互いに完全に分離されてもよく、即ち基板移送シャトル３０５及びスロット３１０が除去されてもよい。この実施形態では、メインフレームロボット１２０を使用して、各アクセスポート３０４を経てその分離された処理体積部３１２、３１３の各々にサービスし又はそこにアクセスすることができると共に、メインフレームロボットを操作して、各処理体積部３１２、３１３間で基板を移送することができる。
【００３２】
[0059]図３は、処理エンクロージャー３０２を除去した状態で堆積ステーション４００を例示する斜視図である。堆積ステーション４００は、一般に、図１及び２に示された処理セルの実施形態を表わす。堆積ステーション４００に示された処理セルは、無電界活性化ステーション４０２及び無電界堆積ステーション４０４でよい。これらステーション４０２、４０４間には基板移送シャトル３０５が位置され、これは、各ステーション４０２、４０４間で基板を移送するように構成される。ステーション４０２、４０４の各々は、回転可能な基板支持アセンブリ４１４を備え、これは、基板４０１を各ステーションにおいてフェースアップした向きで処理するよう支持する構成とされ、即ち基板４０１の処理面は、基板支持アセンブリ４１４から離れた方を向く。図３において、ステーション４０２は、基板４０１が基板支持アセンブリ４１４上に示されておらず、一方、ステーション４０４は、基板４０１が基板支持アセンブリ４１４上に支持され、各ステーションをロード状態及び空き状態の両方で示している。一般に、各ステーション４０２、４０４のハードウェア構成は同じであるが、本発明の実施形態は、ステーション４０２、４０４が同一のハードウェアを有するような構成に限定されない。例えば、本発明者は、堆積ステーション４０４が、ここに詳細に説明するプラテンアセンブリ４０３を有してもよく、一方、無電界活性化ステーション４０２は、プラテンアセンブリ４０３をもたずに構成されてもよいことを意図する。
【００３３】
[0060]図４の断面図にも示された基板支持アセンブリ４１４は、複数の垂直方向に延びる基板支持フィンガー４１２が延び出しているリング４１１を備えている。基板支持フィンガー４１２は、図３の処理位置４０４に及び図４の断面図に一般的に示されたように、基板４０１の縁又はベベルを支持するように構成された水平上面を一般に含む。基板支持フィンガー４１２は、更に、各支持フィンガー４１２に基板４０１をセンタリングするように位置された垂直ポスト部材４１５を含んでもよい。基板支持アセンブリ４１４は、更に、図４に示され且つそれを参照してここに詳細に述べるリフトアセンブリ４１３も備え、これは、リング４１１、ひいては、支持フィンガー４１２を垂直方向に操作して、基板４０１を各ステーション４０２、４０４へロードしたりアンロードしたりするように構成される。
【００３４】
[0061]ステーション４０２、４０４の各々は、処理中に基板４０１の上へ枢着回転して基板４０１の前側即ち製造面に処理流体を吐出(dispense)するように構成されたディスペンスアーム４０６、４０８を備えている。また、この流体ディスペンスアーム４０６、４０８は、基板に対して垂直方向に位置されるように構成されてもよく、即ちディスペンスアーム４０６、４０８の流体吐出部分は、処理されている基板４０１の表面から、約０．５ｍｍ乃至約３０ｍｍ、又はより詳細には、約５ｍｍ乃至約１５ｍｍ、或いは約４ｍｍ乃至約１０ｍｍに位置されてもよい。ディスペンスアーム４０６、４０８の流体吐出部分の垂直及び／又は角度位置は、基板の処理中に、必要に応じて調整されてもよい。ディスペンスアーム４０６、４０８は、２つ以上の流体コンジットを含んでもよく、従って、ディスペンスアーム４０６、４０８は、そこから多数の処理流体を基板４０１に吐出するように構成されてもよい。一実施形態では、図９及び図９Ａ−Ｂを参照して以下に述べる１つ以上の流体導入システム１２００がディスペンスアーム４０６及び／又は４０８に接続され、処理流体を基板４０１の面に配送する。
【００３５】
[0062]ディスペンスアーム４０６又は４０８のいずれかのアームにより吐出できる溶液は、例えば、すすぎ溶液、洗浄溶液、活性化溶液、無電界メッキ溶液、及び無電界堆積プロセスをサポートするのに必要な他の流体溶液を含む。更に、各ディスペンスアーム４０６、４０８の流体コンジット（図示せず）を加熱／冷却して、そこから吐出される流体の温度を制御することができる。アームのコンジットの加熱／冷却は、流体が基板へと吐出される前に冷える時間がないという効果を与える。それ故、この構成は、温度に依存する無電界堆積の均一性を改善するように働く。更に、本発明の実施形態では、流体ディスペンスアーム４０６、４０８の終端、即ち処理流体が吐出される場所が、移動可能に位置される。従って、ディスペンスアーム４０６、４０８の流体吐出部分と基板面との間の間隔を調整することができる。この間隔は、処理溶液の飛散を最小にするように働き、且つ基板の製造面に対する流体吐出動作の位置付けを制御するのを許容する。
【００３６】
[0063]図４は、一対の処理ステーション４０２、４０４を例示する断面図である。また、図４の断面図は、図２を参照して上述したように、中央内壁３０８により分割される第１及び第２の処理体積部３１２、３１３を画成する処理エンクロージャー３０２も示している。処理ステーション４０２、４０４の各々は、処理中に基板の真下に位置されるように構成された実質的に水平の上面を形成する基板処理プラテンアセンブリ４０３を備えている。図５Ａの詳細な断面図にも示されたこのプラテンアセンブリ４０３は、ベースプレート部材４１７の上に位置された流体拡散部材４０５を集合的に備え、流体拡散部材４０５及びベースプレート部材４１７は、それらの間に流体体積部４１０を形成する。
【００３７】
[0064]図４及び図５Ａを参照すれば、流体供給コンジット４０９は、流体体積部４１０及び流体拡散部材４０５と流体連通するように位置される。１つの態様において、脱イオン（ＤＩ）水源又は不活性ガス源のような流体源４０９Ｂは、流体供給コンジット４０９を通して流体体積部４１０へ流体を配送するように適応される。別の態様では、流体源４０９Ｂから配送される流体は、流体体積部４１０に入る前にこの流体を流体ヒータ４０９Ａに通すことにより、加熱されてもよい。流体ヒータ４０９Ａは、流体体積部４１０へ配送される流体の温度を制御するように使用される。流体ヒータ４０９Ａは、温度制御される流体にエネルギーを与えるいかなる形式の装置でもよい。ヒータは、浸漬型ヒータ（例えば、ヒータ素子が溶液に接触する）ではなく、ジャケット被覆された形式の抵抗ヒータ（例えば、ヒータが入口管路の壁を通して流体を加熱する）であるのが好ましい。コントローラ１１１及び温度プローブ（図示せず）に関連して使用される流体ヒータ４０９Ａは、流体体積部４１０に入る流体の温度が希望の温度であることを保証するように使用できる。
【００３８】
[0065]１つの態様において、ベースプレート部材４１７には、任意の流体流バッフル４１６が取り付けられ、これは、流体供給コンジット４０９の終端と流体拡散部材４０５の下面との間で流体体積部４１０に位置される。この流体バッフル４１６は、流体源４０９Ｂ及び流体ヒータ４０９Ａから配送された温度制御された流体を流体拡散部材４０５へ均一に配送するのを許容するように適応される。
【００３９】
[0066]ベースプレート部材４１７及び流体拡散部材４０５は、セラミック材料（例えば、完全にプレスされた窒化アルミニウム、アルミナＡｌ２Ｏ３、炭化シリコン（ＳｉＣ））、ポリマー被覆金属（例えば、ＴｅｆｌｏｎＴＭポリマー被覆アルミニウム又はステンレススチール）、ポリマー材料、又は半導体流体処理に適した他の材料から製造することができる。好ましいポリマー被覆又はポリマー材料は、フッ素処理されたポリマー、例えば、Ｔｅｆｚｅｌ（ＥＴＦＥ）、Ｈａｌａｒ（ＥＣＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロプロピレン（ＦＥＰ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）等である。本発明の流体処理セル５００の構成、要素及び動作の更に詳細な説明は、２００３年１０月６日に出願された「Apparatusto Improve Wafer Temperature Uniformity for Face-up Wet Processing」と題する共通に譲渡された米国特許出願第１０／６８０，３２５号に見ることができ、この出願は、本発明と矛盾しない程度に参考としてここにその全体を援用する。
【００４０】
[0067]図５Ａを参照すれば、動作中に、基板４０１は、支持フィンガー４１２により固定され、垂直方向に流体拡散部材４０５のすぐ上に位置される。流体拡散部材４０５と基板４０１との間のスペース４５０には、流体源４０９Ｂ及び流体ヒータ４０９Ａから配送された温度制御された流体が充填され、これは、流体供給コンジット４０９及び流体拡散部材４０５を通して吐出される。この温度制御された流体は、基板４０１の背面に接触し、そこに熱を伝達して基板を加熱する。この実施形態では、基板は、流体拡散部材４０５の上面に対して平行関係で、流体拡散部材４０５の上面から約０．１ｍｍ乃至約１５ｍｍ離れて、より詳細には、流体拡散部材４０５の上面から約０．５ｍｍ乃至約２ｍｍ離れて、一般的に位置される。１つの態様において、基板４０１は、基板支持アセンブリ４１４に取り付けられた支持モータ４４３（図４）の使用により、拡散部材４０５及びそこから流れる温度制御される流体に対して回転される。流体拡散部材４０５及び温度制御された流体に対する基板４０１の回転は、温度制御された流体と基板４０１との間の熱伝達を改善するのに効果的である。
【００４１】
[0068]別の実施形態では、プラテンアセンブリ４０３の内部に、抵抗形式のヒータでよいヒータ４３３を含むことができ、これは、プラテンアセンブリ４０３の温度を増加して、処理されている基板４０１へ熱を伝達するように構成される。１つの態様では、流体供給源４０９Ｂ及び流体ヒータ４０９Ａは、温度制御された流体を、流体供給コンジット４０９を通して配送し、その後に流体が支持フィンガー４１２に位置された基板４０１に接触するように構成されてもよい。この構成では、ヒータ（例えば、素子４３３及び４０９Ａ）がシステムコントローラ１１１と通信し、システムコントローラ１１１が各ヒータの動作を調整して、温度制御される流体及び処理されている基板の温度を制御することができる。
【００４２】
[0069]流体拡散部材４０５には、複数のホール４０７が貫通形成されて、流体拡散部材４０５の下流側即ち頂面４５３を、流体拡散部材４０５の下面即ち上流側４０５Ａに接続している。流体拡散部材４０５周辺部は、一般に、ベースプレート部材４１７とシール状態で連通し、従って、流体は、流体供給コンジット４０９により流体体積部４１０へ導入され、この流体導入によりシール状態の流体体積部４１０に発生する流体背圧圧力の結果として、流体拡散部材４０５に形成されたホール４０７を経て均一に流れるようにされ得る。従って、流体体積部４１０は、流体拡散部材４０５の上流側４０５Ａと、ベースプレート部材４１７の内面４１７Ａとで包囲される。
【００４３】
[0070]一実施形態では、流体拡散部材４０５は、約１０乃至約２００個のホール４０７を含んでもよく、これらホールは、一般に、直径が約０．５ｍｍ乃至約１５ｍｍ、又はより詳細には、直径が約０．７ｍｍ乃至約３ｍｍである。ホール４０７は、垂直方向に位置されてもよいし、或いは又流体拡散部材４０５の頂面４５３に対してある角度で位置されてもよい。また、ホール４０７は、流体拡散部材４０５の面を横切る外向きの流体流パターンを促進するために、垂直から約５°乃至約４５°の角度に位置されてもよい。更に、角度付けされたホール４０７は、流体の乱流を減少するように構成することもできる。
【００４４】
[0071]図５Ｂは、支持フィンガー４１２に位置された基板の面にわたる温度制御された流体の分布均一性を改善するために複数の多小面付き(multifaceted)ホール４５２及びダム４５１を有する流体拡散部材４０５の別の実施形態を示す。図５Ｂ−図５Ｄに示すように、一実施形態では、多小面付きホール４５２は、その入口区分４５２Ａの直径（図５ＣのエレメントＤ１）がその出口区分４５２Ｂの直径（図５ＣのエレメントＤ２）より小さくされている。この構成では、多小面付きホール４５２の小さい入口区分４５２Ａは、多小面付きホール４５２を通る流れを制限して、流体拡散部材４０５及び基板の面にわたる流れの均一性を改善するサイズとされる。更に、出口区分４５２Ｂを出る温度制御された流体の速度を減少すると共に、流体拡散部材４０５の頂面４５３（図５Ｃ）即ち下流側の表面積も減少するために、出口区分４５２Ｂ（アイテム＃Ｄ２）は、入口区分４５２Ａ（アイテム＃Ｄ１）より大きくされる。頂面４５３の表面積の、この減少は、流動する温度制御された流体と接触しないエリア即ち「乾燥領域」を基板の背面に形成する機会を減少するので、効果的であることが分かった。これら「乾燥領域」の形成は、流動する温度制御された流体の表面張力と、温度制御された流体が基板面及び／又は流体拡散部材４０５の頂面４５３を「濡らす」能力とにより影響されると考えられる。１つの態様において、流体が頂面を「濡らす」能力を改善するために、流体拡散部材４０５の頂面４５３を、約１．６マイクロメータ（μｍ）乃至約２０マイクロメータ（μｍ）の粗面度（Ｒａ）に粗面化することが望まれてもよい。「乾燥領域」が充分に大きい場合には、基板にわたる温度均一性は、温度制御された流体から基板へ伝達される熱の欠如により影響され、ひいては、堆積プロセスの結果に影響を及ぼす。１つの態様において、頂面４５３は、ビードブラスティング又は砂粒ブラスティングプロセスの使用により粗面化される。上記説明では「直径」を有するホールの使用について述べたが、多小面付きホールの他の実施形態は、拡散部材４０５を貫通する一定又は可変断面積を有する他の形状の領域（例えば、方形、八角形等）の使用も意図している。本発明の１つの態様において、多小面付きホール４５２のサイズ及び形状は、希望の流体カバレージ、熱伝達プロフィール及び／又はプロセス結果を得るように、拡散部材４０５の面にわたって変更し得る。
【００４５】
[0072]ダム４５１即ち「持ち上がった部分」は、流体拡散部材４０５の頂面４５３の上に突出する環状リングであり、流動する温度制御された流体（図５Ｂのアイテム“Ａ”）が基板と頂面４５３との間に形成されたスペース４５０を出るときにその流れを収集して限定するように一般的に使用される。従って、ダム４５１は、「乾燥領域」の形成を最小にするか又は排除するように使用される。というのは、多小面付きホール４５２を出る温度制御された流体を収集した後に、それがダム４５１を越えて流れるようにするからである。従って、ダム４５１は、温度制御された流体を、流体拡散部材４０５の頂面４５３に保持し、又は「貯留」させる傾向がある。図５Ｃを参照すれば、１つの態様において、ダム４５１は、頂面４５３の上に距離「Ｘ」突出し、ここで、距離「Ｘ」は、約０．５ｍｍ乃至約２５ｍｍである。
【００４６】
[0073]また、図５Ｃは、図５Ｂに示す断面図の縁を拡大した図である。プラテンアセンブリ４０３の１つの態様において、ダム４５１及び流体拡散部材４０５の外径Ｄ３（即ち外面）は、基板の直径（アイテム＃Ｄ４）より小さい。この構成が望ましいのは、基板の頂面（アイテム＃Ｗ１）に吐出された流体が温度制御された流体に接触する機会を最小にし、基板の頂面に吐出された流体の成分が基板の背面（アイテム＃Ｗ２）を汚染しないよう保つからである。
【００４７】
[0074]図５Ｃは、上述したように入口区分４５２Ａ及び出口区分４５２Ｂの２つの特徴部を有する多小面付きホール４５２を距離「Ｌ」だけ等離間して含むプラテンアセンブリ４０３の一実施形態を示す。図５Ｃに示すように、入口区分４５２Ａは、深さがＨ１であり、出口区分４５２Ｂは、深さがＨ２である。図５Ｄは、入口区分４５２Ａから出口区分４５２Ｂへより穏やかに移行するように面（アイテム＃４５４Ａ−Ｃ）が互いに直角ではない多小面付きホール５４２を有する流体拡散部材４０５の別の実施形態を示す。例えば、一実施形態において、面４５４Ｂとホールの中心線との間の角度を約６０°にするのが効果的である。図５Ｄに示す面（図示されたアイテム＃４５４Ａ−Ｃ）の数と、面の形状（即ち直線的又は非直線的（例えば、指数関数、二次曲線、等））は、本発明の範囲を限定することを意図していない。図５Ｃ−Ｄは、同軸的な特徴部、例えば、対称軸が一致する特徴部を有する多小面付きホールを示しているが、他の実施形態は、本発明の基本的な範囲から逸脱せずに、対称的でないか又は一致する対称の中心をもたない特徴部を有してもよい。
【００４８】
[0075]図５Ｅは、プラテンアセンブリ４０３の等寸断面図で、流体拡散部材４０５にわたる多小面付きホールパターンの一実施形態を示す。図５Ｅに示す一実施形態では、多小面付きホール４５２のパターンは、方形タイプのホールパターン（例えば、Ｌ１ｘＬ１）に配列されている。他の実施形態では、流体拡散部材４０５は、基板にわたる温度プロフィールを改善又は調整して、基板面で実行される無電界堆積プロセスの均一性を改善するために、六角形の密接パックパターン（即ち、単一のホールの周りに６つの等離間されたホールがある繰り返しパターン）、長方形ホールパターン、半径方向対称的ホールパターン、及び／又は他の非均一ホールパターンで配列されたホールのアレイを有するセクタ、象限又は全面を有してもよい。
【００４９】
[0076]図５Ｆは、流体体積部４１０を２つのゾーンに分割して、これらゾーンが、異なる温度の１つ以上の温度制御された流体を流体拡散部材４０５と基板４０１との間のスペース４５０へ配送できるようにするプラテンアセンブリ４０３の一実施形態を示す断面図である。この構成は、基板にわたり希望の温度プロフィールを達成し、ひいては、無電界堆積プロセスの希望の結果を達成するのに有用であろう。この構成では、プラテンアセンブリ４０３は、第１ゾーンハードウェアアセンブリ４４７と、第２ゾーンハードウェアアセンブリ４４８とを含んでもよい。第１ゾーンハードウェアアセンブリ４４７は、第１流体供給コンジット４４６Ａと、第１流体ヒータ４４６Ｂと、第１流体源４４６Ｃと、第１ベース部材４４６Ｄとを含んでもよい。第２ゾーンハードウェアアセンブリ４４７は、第２流体供給コンジット４４５Ａと、第２流体ヒータ４４５Ｂと、第２流体源４４５Ｃと、第２ベース部材４４５Ｄとを含んでもよい。図５Ｆに示す構成では、第２ベース部材４４５Ｄは、図５Ａ及び図７に示すベース部材４１７である。１つの態様において、第１ゾーンハードウェアアセンブリ４４７は、第１の温度制御された流体（エレメント“Ｂ”）を配送するように構成され、また、第２ゾーンハードウェアアセンブリ４４８は、第２の温度制御された流体（エレメント“Ａ”）を、支持フィンガー４１２に位置された基板４０１へ配送するように構成され、ここで、第１及び第２の温度制御された流体は、異なる温度である。本発明の別の実施形態において、プラテンアセンブリ４０３の内部は、第１ゾーンハードウェアアセンブリ４４７の第１ベース部材４４６Ｄ及び／又は第２ゾーンハードウェアアセンブリ４４８の第２ベース部材４４５Ｄにおける流体の温度を上昇するように適応される１つ以上の抵抗形式のヒータ（図示せず）を含んでもよい。この構成では、ヒータ（例えば、抵抗ヒータ、エレメント４４５Ｂ、エレメント４４６Ｂ）は、システムコントローラ１１１と通信し、このシステムコントローラ１１１は、各ヒータの動作を調整して、温度制御される流体、ひいては、処理される基板の温度を制御することができる。図５Ｆは、２つのゾーンを含むプラテンアセンブリ４０３の一実施形態を示しているが、本発明の他の実施形態では、流体体積部４１０を３つ以上のゾーンに分割し、これらゾーンが基板に接触する流体の温度を別々に制御できることが望まれる場合もある。１つの態様において、個別の加熱流体が、個々のホール４０７又はそのグループを経て基板の背面の異なるエリアへ供給され、従って、個々のホール４０７の位置及び個々のホール４０７を経て流れる加熱流体の温度の結果として基板にわたる温度変動の制御を与える。この実施形態は、例えば、処理中に基板の中心又は縁付近に高い温度を発生するのに使用できる。
【００５０】
[0077]本発明の別の実施形態において、流体拡散部材４０５は、流体が貫通して流れるのを許容するように構成された例えば多孔性セラミックのような多孔性材料で構成されてもよい。１つの態様において、多孔性セラミック材料は、例えば、アルミナ酸化物材料である。この実施形態では、ホール４０７が一般的に要求されないが、本発明者は、必要に応じて流体流量を増加するために、多孔性の流体拡散部材４０５に関連して幾つかのホール４０７を実施することも意図している。１つの態様において、流体拡散部材４０５は、多孔性プラスチック材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＶＤＦ、ＰＴＦＥ、Ｔｅｆｌｏｎ、又は他の適合し得る多孔性プラスチック材料で構成されてもよい。親水性の表面を有するプラスチック材料は、流体拡散部材４０５の面の「濡れ」を促進するために効果的であろう。
【００５１】
[0078]一実施形態において、流体拡散部材４０５は、寸法が約０．１マイクロメータから約５００マイクロメータの孔をもつように設計される。流体拡散部材４０５を通る流体の流れ抵抗は、流れ流体拡散部材４０５を通して流体が進行する距離の関数であるから、流体拡散部材４０５の垂直方向高さを変更して、希望の流体流れ特性を与えることができる。
【００５２】
[0079]図４及び７を参照すれば、処理のために基板を位置させるプロセスは、一般に、リフトアセンブリ４１３をロード位置と処理位置との間で移動することを含む。リフトアセンブリ４１３は、図４の左側処理ステーション４０２ではロード位置で示されており、ここで、リフトアセンブリは、垂直位置にあって、支持フィンガー４１２が上部キャッチリング４１８の上に延びている。この位置では、ディスペンスアーム４０６が垂直方向に支持フィンガー４１２の上に離間され、基板４０１をロードするのを許容する。ディスペンスアーム４０６（及び無電界堆積システムの他の流体ディスペンスアーム）は、上部アーム部材４２５を伸縮自在に受け入れる固定ベース部材４２６を備えている。駆動モータは、その上部アーム部材４２５をベース部材４２６に対して伸縮自在に移動して、ディスペンスアーム４０６の垂直位置を調整する。基板４０１は、メインフレームロボット１２０又は基板移送シャトル３０５により支持フィンガー４１２の上に位置され、次いで、支持フィンガー４１２を垂直方向に操作して基板４０１を各ロボット／シャトル１２０、３０５から移動することができる。基板４０１が支持フィンガー４１２によりロボット／シャトル１２０、３０５より上に支持されると、ロボット／シャトル１２０、３０５を基板４０１の下から除去できると共に、支持フィンガー４１２を処理位置へ下げることができる。
【００５３】
[0080]リフトアセンブリ４１３は、図４の右側の処理ステーション４０４では処理位置で示されており、ここでは、リフトアセンブリ４１３は、支持フィンガー４１２が基板４０１をキャッチリング４１８、４１９の１つの付近の垂直位置に位置づけるように、垂直方向に位置される。処理位置では、図４の処理ステーション４０４に示されたように、流体ディスペンスアーム４０８が下げられて、基板４０１の上面付近に位置される。リフトアセンブリ４１３は、該リフトアセンブリ４１３及びこれに取り付けられたコンポーネントを垂直方向に操作するように構成された動力ジャッキスクリューアセンブリ４２７により一般的に操作される。より詳細には、流体処理セルの下部がリフトアセンブリ４１３に取り付けられ、それと協働して移動する。処理セルの下部は、一般に、基板支持アセンブリ４１４（支持フィンガー４１２及びリング４１１を含む）、下部のインターリーブ壁４２４、及び排出ポート３１４を備えている。
【００５４】
[0081]図４及び図７を参照すれば、一実施形態において、プラテンアセンブリ４０３は、静止したままであり、リフトアセンブリ４１３のコンポーネント（例えば、支持フィンガー４１２、リング４１１）と共に移動しない。この構成では、ベースプレート部材４１７及び流体拡散部材４０５に接続されたベースプレート支持体４４２は、１つ以上の構造上の支持体（図示せず）を介してメインフレーム１１３に装着される。従って、この実施形態では、ベースプレート支持体４４２、ベースプレート部材４１７及び流体拡散部材４０５は、基板リフトアセンブリ４１３が基板支持アセンブリ４１４を持ち上げるときに並進移動せず、又は支持モータ４４３が基板支持アセンブリ４１４を回転するときに回転しない。１つの態様において、基板支持アセンブリ４１４は、１つ以上のベアリング（図示せず、図９のエレメント１０５４Ａ−Ｂを参照）を使用して、ベースプレート支持体４４２に整列され、また、それらベアリングは、基板支持アセンブリ４１４のコンポーネントをベースプレート支持体４４２に対して支持し且つガイドする。この実施形態は効果的である。というのは、ベースプレート部材４１７及び流体拡散部材４０５の回転が要求されると、一般的に信頼性が低く且つ粒子を発生する回転流体シール（図示せず）の使用が必要になり、デバイス収率性能にとって有害となり得るからである。１つの態様において、ベースプレート支持体４４２は、電気ワイヤ（図示せず）及び流体供給コンジット（１つ又は複数）４０９（図５Ａ及び７）も収容する。
【００５５】
[0082]図６を参照すれば、基板支持アセンブリ４１４は、一般に、支持フィンガー４１２、垂直ポスト部材４１５、基板支持面４１５Ａ、及びリング４１１を備えている。基板支持面４１５Ａにのせられた基板は、垂直ポスト部材４１５により捕獲され又は保持される。本発明の１つの態様において、基板支持アセンブリ４１４は、種々のコンポーネントの熱膨張が、基板支持面４１５Ａにのせられた基板を保持するための基板支持アセンブリ４１４の能力に影響しないように、設計される。基板支持アセンブリ４１４の熱膨張は、垂直ポスト部材４１５間にのせられる基板の置き違え及び／又はダメージを招くことがある。熱膨張を減少する１つの方法は、熱膨張係数の低い材料、例えば、タングステン、アルミナ又は炭化ホウ素を使用して基板支持アセンブリ４１４を設計することである。別の態様において、リング４１１は、支持フィンガー４１２及び垂直ポスト部材４１５の移動を最小にする幾何学形状をもつように設計されてもよい。
【００５６】
[0083]図４及び図７を参照すれば、各処理ステーション４０２、４０４の下部は、複数のインターリーブ壁アセンブリ４２２を各々備えている。このインターリーブ壁アセンブリ４２２は、図４の位置４０２に示されたロード位置と、図４の位置４０４に示された処理位置との間でリフトアセンブリ４１３と協働して移動するように構成される。インターリーブ壁アセンブリ４２２は、一般に、メインフレーム１１３に堅牢に取り付けられた上部インターリーブ壁４２３と、リフトアセンブリ４１３に取り付けられてそれと共に移動するように構成された下部インターリーブ壁４２４とを備えている。下部インターリーブ壁４２４（より詳細には、セルに最も接近して位置された最も内側の一対のインターリーブ壁４２４）には、脱イオン水のような流体を充填することができ、これは、処理ステーション４０２、４０４の下部を包囲環境の外側の環境からシールするように働く。脱イオン水は、一般に、例えば、従来の「ドリップ」メカニズムを通して下部インターリーブ壁４２４間のスペースへ連続的に供給される。流体シールのインターリーブ壁アセンブリ４２２を使用すると、本発明の処理ステーション４０２、４０４は、信頼性の高いシールを形成すると共に、構造体が回転し及び直線的に移動する間に単一のシール４２８でシールする必要性を除去するのを許容する。従来の用途では、共通のガイドシャフトに位置された回転及び直線の両シールとして働くシールを使用することが一般的である。インターリーブ壁アセンブリ４２２は、図７に示すシール４２８が、単に回転用シールであり、流体処理システムにおいて確実に動作することがしばしば困難な回転シール及び垂直スライドシールの組合せでないことを許容する。
【００５７】
[0084]上述したように、ステーション４０２、４０４の各々は、図４、５及び７に示すように、上部キャッチリング４１８及び下部流体キャッチリング４１９を含んでもよい。各キャッチリング４１８、４１９は、一般に、各ステーション４０２、４０４の内壁から内方及び上方に延びる環形状の部材で構成される。リング４１８、４１９は、セルの内壁に取り付けられてもよいし、或いはセルの内壁の一体的部分であってもよい。キャッチリング４１８、４１９の内終縁４２１ａ、４２１ｂは、一般に、その直径が、処理されている基板４０１の直径より約５ｍｍ乃至約５０ｍｍ大きいサイズにされる。従って、基板４０１は、処理中に各リング４１８、４１９を通して垂直方向に上昇及び下降することができる。更に、キャッチリング４１８、４１９の各々は、これら流体キャッチリング４１８、４１９（図７）に到着する処理流体を収集するように各々構成された流体ドレイン４２０ａ、４２０ｂも備えている。これらの流体ドレイン４２０ａ、４２０ｂは、図７に示すように、排出ポート３１４と流体連通する。排出ポート３１４は、分離ボックス４２９（図４）へ接続され、ここで、ガス及び流体を互いに分離することができる。分離ボックス４２９は、この分離ボックス４２９の上部に位置されたガス排出ポート４３０と、このボックスの下部に位置された流体ドレイン４３１とを備えている。分離ボックス４２９は、更に、キャッチリング４１８の流体ドレイン４２０ａ又はキャッチリング４１９の流体ドレイン４２０ｂに収集された処理流体を、収集及び再使用のための回収装置（図示せず）へ配送するように構成された再捕獲ポート４３２（図４）も備えている。
【００５８】
[0085]図７を参照すれば、キャッチリング４１８及び４１９は、各処理ステーション４０２、４０４内の多数の垂直方向位置で基板４０１の流体処理を許容するように構成される。例えば、１つの位置において、基板４０１は、該基板４０１の上面が第１の流体処理ステップのために上部キャッチリング４１８の終縁４２１ａの若干上に位置されるように配置できる。この構成では、第１処理流体をディスペンスアーム４０６、４０８により基板４０１に吐出しながら、基板支持アセンブリ４１４、ひいては、基板４０１を、支持モータ４４３を使用して、約５ｒｐｍ乃至約１２０ｒｐｍの速度で回転することができる。基板４０１の回転は、基板に吐出された流体を基板から半径方向外方に流動させる。流体は、基板の縁を越えて流れると、外方及び下方に進行し、上部キャッチリング４１８に受け取られる。流体は、流体ドレイン４２０ａにより捕獲され、再捕獲ポート４３２へ送られるか、又はもし必要であれば、その後の処理のために再循環されてもよい。第１の流体処理ステップが完了すると、基板４０１は、第２の処理位置へと垂直方向に移動され、そこで、基板４０１の上面を、第２の流体処理ステップのために下部流体キャッチリング４１９の終端４２１ｂの若干上に位置することができる。基板４０１は、この構成では、第１の流体処理ステップと同様に処理され、そのプロセスに使用された流体を流体ドレイン４２０ｂにより収集することができる。この構成の効果は、単一の処理ステーションにおいて多数の流体処理化学物質を使用してもよいことである。更に、独立した流体ドレイン４２０ａ、４２０ｂを各々有する個別の流体キャッチリング４１８、４１９が、非適合性処理流体の個別の収集を許容するので、流体処理化学物質は適合性のものでも又は非適合性のものでもよい。
【００５９】
[0086]図８Ａは、本発明の種々の態様を実行するように適応できる流体処理チャンバ８００を例示する断面図である。この流体処理チャンバ８００は、図１に示された処理セル位置１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６のいずれの１つに位置されてもよい。或いは又、流体処理チャンバ８００は、スタンドアローンのメッキセルとして実施されてもよいし、又は別の基板処理プラットホームに関連して実施されてもよい。また、流体処理チャンバ８００は、一般に、頂部（任意のもので、図示されていない）、側壁１０及びベース２７を含む処理コンパートメント２８を備えている。円形側壁を有すると共に底部４Ｃの中央にアパーチャー４Ａを有するボウル４が、一般的に、ベース２７の中央位置に配置される。スピンドル１３が一般にボウル４のアパーチャー４Ａに配置される。ボウル４のアパーチャー４Ａ内に位置されたスピンドル１３には、複数の基板支持フィンガー１８が接続される。これら基板支持フィンガー１８は、摩擦によるか、及び／又は基板Ｗの基板背面Ｗ２に真空を付与することで基板を「チャック」することにより、基板Ｗを保持するように構成される。スピンドル１３及び基板支持フィンガー１８は、リニアスライダ３０の使用によりボウル４に対して上昇又は下降することができる。図８Ａに示すように、処理位置にあるときには、基板支持フィンガー１８に保持された基板Ｗは、リニアスライダ３０の使用により、ボウル４の側壁頂部４Ｄと基板Ｗの基板背面Ｗ２との間に調整可能なギャップ３３を形成するように位置される。このギャップ３３は、一般に、基板背面Ｗ２とボウル４との間に形成された流体体積部２５からの温度制御された流体の流れを制限及び制御するように調整される。流体源３は、温度制御された流体を流体体積部２５へ配送する。
【００６０】
[0087]一実施形態において、エッジダム１が、基板Ｗの周囲の半径方向外方に位置される。エッジダム１は、一般に、基板Ｗを取り巻く連続的な環状リングで、側壁１０に直接取り付けられてもよいし（図８Ｂに示すように）、或いはエッジダム１を垂直に上下できる垂直リフトアセンブリ２に取り付けられてもよい。エッジダム１は、一般に、流体ディスペンスポート２６から基板Ｗの処理面Ｗ１へ配送される流体の量を保持するように構成される。１つの態様において、基板Ｗの処理面Ｗ１及びエッジダム１の内壁１Ａは、処理面Ｗ１に保持される流体が収集される流体体積部領域２９を画成する。１つの態様において、エッジダム１は、その内径が基板Ｗの外径より大きくなるように構成され、基板Ｗの周囲とエッジダム１の内壁との間にギャップ３２が形成される。このギャップ３２は、一般に、そのサイズ、及び基板Ｗと、エッジダム１と、流体体積部領域２９に保持された流体との間に生じる表面張力により、ギャップ３２を通して流れる流体の量を最小にするサイズとされる。
【００６１】
[0088]１つの態様において、エッジダム１は、基板の処理面Ｗ１に流体を収集するのを許し、その流体が基板Ｗの基板背面Ｗ２を汚染するのを防止し、更に、流体体積部領域２９へ吐出される処理溶液の消費を制限するのに使用される。１つの態様において、ギャップ３２は、約０．５ｍｍ乃至約２ｍｍである。
【００６２】
[0089]一実施形態において、エッジダム１は、このエッジダム１を２つ以上の垂直位置に位置させるように適応される垂直リフトアセンブリ２により上昇又は下降させることができる。この垂直リフトアセンブリ２は、リードスクリュー（図示せず）に取り付けられた従来の空気アクチュエータ又はＤＣサーボモータでよい。１つの態様において、エッジダム１の上昇又は下降を利用して、流体体積部領域２９に保持される処理流体の量、ひいては、基板Ｗの処理面Ｗ１に存在する流体の量を調整することができる。別の態様において、エッジダム１の頂部が基板Ｗより低くなるような位置へエッジダム１が下降されるか、又はエッジダム１の底部が基板Ｗより高くなるような位置へエッジダム１が上昇されると、基板Ｗに保持された流体は、基板の回転により生じる遠心力又は重力により、基板Ｗの面から半径方向外方に流れることが許される。すすぎプロセス及び乾燥プロセスのような他のプロセスも、エッジダム１が下降又は上昇されたときに実行することができる。
【００６３】
[0090]図８Ｃ及び図８Ｄは、細長い部分１Ｃが基板Ｗの下に位置されたエッジダム１の一実施形態を示す。１つの態様において、細長い部分１Ｃは、エッジダム１の内壁１Ａから内方に延び、ひいては、エッジダム１に“Ｌ”字型断面を与える。また、細長い部分１Ｃは、一般に、その内径が基板Ｗの外径より小さくなるように構成される。１つの態様において、図８Ｃに示すように、エッジダム１は、処理中に流体体積部領域２９に保持された流体の流れを制限するためのギャップ３２を形成するように位置される。
【００６４】
[0091]１つの態様において、図８Ｄに示すように、エッジダム１は、該エッジダム１の細長い部分１Ｃが基板Ｗの面に接触して、吐出された流体の静的な「プール」を基板Ｗに形成するのを許容するに充分な高さに上昇される（図８Ｄ）。別の態様では、細長い部分１Ｃを使用して、基板支持フィンガー１８から基板Ｗを持ち上げ、流体体積部２５に収容された温度制御された流体により基板背面Ｗ２を加熱せずに基板Ｗを処理することが許される。別の態様では、垂直リフトアセンブリ２の使用により、エッジダム１を、エッジダム１の頂部が基板Ｗより低くなる位置まで下げて、基板に保持された処理流体を、重力又は基板の回転により、基板Ｗから半径方向外方へ流すことができる。すすぎプロセス及び乾燥プロセスのような他のプロセスも、エッジダム１が下降されたときに実行することができる。
【００６５】
[0092]図８Ａを参照すれば、一般的に、基板を支持するためにスピンドル１３の頂部には３つ以上の基板支持フィンガー１８が半径方向に取り付けられてもよい。１つの態様では、３つの基板支持フィンガー１８が半径方向に均一に配列され、即ちフィンガー間の角度は、１２０度離される。基板支持フィンガー１８は、一般に、スピンドル１３に形成されたスピンドルポート１３Ａと流体連通する中心チャンネル１７を有している。１つの態様では、スピンドルポート１３Ａ及び中心チャンネル１７は、真空ベンチュリーのような真空源１５と流体連通される。この構成では、基板の処理面Ｗ１の上の大気圧と、真空源１５により中心チャンネル１７に形成される真空との間に圧力降下を形成することにより、基板支持フィンガー１８上のシール１６（例えば、Ｏリング１６Ａ、エラストマーダイアフラム１６Ｂ）に基板を保持することができる。真空を使用して基板を保持することは、基板Ｗ及び支持フィンガー１８が基板支持フィンガーモータ２０により回転され及び／又は基板支持リフトアセンブリ５０により垂直方向に移動されるときに、基板が基板支持フィンガー１８から滑り落ちるのを防止するのに使用できる。
【００６６】
[0093]図８Ｅは、基板Ｗを支持するためにＯ−リング１６Ａが位置される基板支持フィンガー１８の尖端をより詳細に示す図である。Ｏ−リング１６Ａの形状及び材料の硬度は、半導体ウェハにしばしば見られる平坦さの問題や表面の不規則性を補償するために基板支持フィンガー１８の各々において最適化することができる。大きな断面積を有し、「非滑り」材料（例えば、ＶｉｔｏｎＴＭ、ｂｕｎａ−Ｎ、等）で作られた軟エラストマーシールは、Ｏ−リング１６Ａにとって望ましい選択肢である。この構成では、シール１６Ａは、基板Ｗをフィンガー１８に保持するために真空源１５により真空が印加されるときに一次シールとして働く。また、Ｏ−リング１６Ａは、流体体積部２５に保持された流体が中心チャンネル１７へ漏れるのを防止することもできる。
【００６７】
[0094]図８Ｆは、エラストマーダイアフラム１６Ｂに基板を保持させる基板支持フィンガー１８の別の実施形態を示す。この構成では、エラストマーダイアフラム１６Ｂは、基板支持フィンガー１８の端に流体密シールを設けて流体が真空源１５へ進行するのを防止するために、基板支持フィンガー１８の各々に位置させることができる。エラストマーダイアフラム１６Ｂは、基板背面Ｗ２とエラストマーダイアフラム１６Ｂの上面１６Ｃとの間に形成された領域１６Ｆに生じる大気圧より低い圧力又は真空を使用することで、そこに位置された基板を保持するように適応される。大気圧より低い圧力又は真空は、真空源１５の使用によりエラストマーダイアフラム１６Ｂの背面１６Ｄの後方に大気圧より低い圧力が発生することでエラストマーダイアフラム１６Ｂが変位（例えば、伸張又は歪み）されたときに形成される。エラストマーダイアフラム１６Ｂのこの変位は、基板背面Ｗ２との間に「真空」を形成させると共に、エラストマーダイアフラム１６Ｂの上面１６Ｃの接点１６Ｅ間にシールを形成させる。一般的に、エラストマーダイアフラム１６Ｂは、柔軟な「非滑り」材料、例えば、ＶｉｔｏｎＴＭ及びｂｕｎａ−Ｎで形成されるのが望ましい。
【００６８】
[0095]図８Ａを参照すれば、流体処理チャンバ８００は、更に、基板支持フィンガーモータ２０を備え、これは、スピンドル１３に接続されると共に、基板支持フィンガー１８及びスピンドル１３を回転及び支持するように一般的に構成される。スピンドル１３と真空源１５との間に回転シールを設けるためにロータリシールアセンブリ１４が位置されてもよい。モータ２０からスピンドル１３及び基板支持フィンガー１８を経て基板Ｗへ回転運動が与えられる。基板支持フィンガー及びスピンドル１３の回転速度は、実行されている特定のプロセス、例えば、堆積、すすぎ及び乾燥に基づいて変化することができる。堆積の場合には、基板支持フィンガーは、処理流体の粘性に基づき、比較的低い速度、例えば、約５ｒｐｍ乃至約１５０ｒｐｍで回転するように適応されてもよい。すすぎプロセス中には、基板支持フィンガー１８は、比較的適度な速度、例えば、約５ｒｐｍ乃至約１０００ｒｐｍでスピンするように適応されてもよい。乾燥の場合には、基板支持フィンガーは、そこに位置された基板Ｗをスピン乾燥するために、比較的速い速度、例えば、約５００ｒｐｍ乃至約３０００ｒｐｍでスピンするように適応されてもよい。
【００６９】
[0096]基板支持フィンガーモータ２０は、基板支持リフトアセンブリ５０に接続することができ、これは、一般に、リードスクリュー３１に結合されたリニアスライダ３０と、基板支持リフトモータ１９とを備えている。１つの構成において、基板支持リフトモータ１９は、リードスクリュー３１に回転運動を伝達する高精度モータである。リードスクリュー３１の回転運動は、リニアスライダ３０の直線運動に変換され、これは、スピンドル１３の移動に変換される。
【００７０】
[0097]図８Ａを参照すれば、ボウル４は、複数のボルトアセンブリ１２でベース２７に装着されてもよい。ボウル４の形状は、ボウル４の底部の１つ以上の入口４Ｂを経て流体源３と流体連通する流体体積部２５を形成する。流体源３は、加熱されたＤＩ水のような流体を配送するように適応されてもよい。１つの態様において、流体源３は、１つ以上の入口４Ｂを通り、次いで、流体体積部２５を通り、更に、ボウル４の側壁頂部４Ｄを越えて流体を通流させるように適応される。１つの態様において、基板背面Ｗ２と、流体源３から配送され又は流れる流体との間を確実に接触させるために、基板背面Ｗ２とボウル４の側壁頂部４Ｄとの間にギャップ３３が形成されるように基板Ｗが位置される。このギャップ３３のサイズは、側壁頂部４Ｄを越えて流体が流れるのを許し（“Ａ”で示された矢印を参照されたい）、且つ流体が基板背面Ｗ２に確実に接触するように構成される。１つの態様において、ボウル４は、流体体積部２５内に、特に、基板背面Ｗ２の付近に、均一温度の流体を発生して維持するように構成される。一般に、これは、流体体積部２５のサイズ及び形状を最適化し、及び／又は１つ以上の入口を基板背面Ｗ２から離れて位置することにより達成される。均一な基板温度を達成するための流体体積部２５の最適なサイズは、流体体積部２５へ配送される流体の形式、流体体積部２５を通る流体の流量、流体の設定点温度、基板支持フィンガー１８の物理的サイズ、及び基板支持フィンガー１８の回転速度に基づいて変化し得る。層流機構は、不充分な熱伝達特性を示すことが分かっているので、基板支持フィンガー１８の回転は、流体体積部２５に乱流を維持するように適応されてもよい。１つの態様において、流体体積部２５へ配送される流体は、流体ヒータ４１の使用により温度制御される。この流体ヒータ４１は、流体源３に取り付けられたインライン流体ヒータ４２、及び／又はボウル４に取り付けられ又は埋設されたヒータ素子４３を含んでもよい。
【００７１】
[0098]１つの態様において、流体源３からギャップ３３を通る流体の外方への流れは、流体体積部領域２９から流出する処理流体が基板Ｗの背面に望ましからず接触するのを防止し又はそれを最小にするように設計される。処理流体と基板の背面との接触を防止することで、粒子や望ましからぬ材料が基板の背面に堆積して半導体デバイスの収率に影響し得るのを防止する。
【００７２】
[0099]一実施形態において、スピンドル１３とボウル４のアパーチャー４Ａとの間には、ボウル４に対するスピンドル１３の回転運動を許容するためにギャップ５が構成されてもよい。このギャップ５は、巾が約０．１ｍｍ乃至約０．５ｍｍでよい。しかしながら、それより大きな又は小さなギャップが使用されてもよい。ボウル４の下で、スピンドル１３の周りに、アパーチャー９Ａを有するキャッチ部材９が位置される。このキャッチ部材９の内部には、シールド７とキャッチ部材９との間に迷路シールが形成される。迷路シールとは、一般に、オーバーラップ特徴部（即ち、図８Ａのエレメント７及び８）のグループとして定義され、これは、オーバーラップ特徴部の幾何学形状及び構成により流体がシールを貫通して進行するのを防止する。ギャップ５を通して流れる流体は、キャッチ部材９により収集領域８に収集され、次いで、キャッチ部材９の底部付近に位置されたドレイン６に向けられる。或いは又、スピンドル１３とボウル４のアパーチャー４Ａとの間にシールを使用して、迷路シールの必要性を排除してもよい。
【００７３】
[00100]エッジダム１、ボウル４、基板支持フィンガー１８及びスピンドル１３は、セラミック材料（例えば、完全にプレスされた窒化アルミニウム、アルミナＡｌ２Ｏ３、炭化シリコン（ＳｉＣ））、ポリマー被覆金属（例えば、ＴｅｆｌｏｎＴＭポリマー被覆アルミニウム又はステンレススチール）、ポリマー材料、又は半導体流体処理に適した他の材料から製造することができる。好ましいポリマー被覆又はポリマー材料は、フッ素処理されたポリマー、例えば、Ｔｅｆｚｅｌ（ＥＴＦＥ）、Ｈａｌａｒ（ＥＣＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロプロピレン（ＦＥＰ）、ＰＶＤＦ、等である。
【００７４】
[00101]流体処理チャンバ８００は、更に、ベース２７の上で、ボウル４の外壁４Ｅと側壁１０の内面との間に位置させることのできる穿孔プレート１１を備えている。ボウル４の側壁４Ｅと、ベース２７と、側壁１０と、穿孔プレート１１とで、コンパートメント３４が画成される。このコンパートメント３４は、穿孔プレート１１の複数のホール１１Ａを経て処理コンパートメント２８と流体連通する。ベース２７にはドレインポート２４が一般的に位置されて、排出ポート２１に接続され、これは、従来の集塵排出システム２３及び流体ドレイン２２に接続できる。
【００７５】
[00102]１つの態様において、堆積プロセス中に、処理コンパートメント２８における酸素又は他のガスの量は、プロセスガス、例えば、窒素、ヘリウム、水素、アルゴン、及び／又はそれらの混合物、或いは半導体処理に一般に使用される他のガスを配送することにより制御される。プロセスガスは、ＨＥＰＡ型の濾過システム（図２のエレメント３１３を参照）を通して処理コンパートメント２８へ導入し、また、排出ポート２１から除去することができる。複数のホール１１Ａが貫通形成された穿孔プレート１１の存在は、処理コンパートメント２８を通るプロセスガス流の均一性を改善する。
【００７６】
[00103]流体処理チャンバ８００は、更に、基板Ｗが基板支持フィンガー１８に位置されている間に基板Ｗに処理流体を吐出するように構成された流体ディスペンスポート２６を備えている。この流体ディスペンスポート２６は、流体導入システム１２００（図９、９Ａ、９Ｂ等を参照して以下に述べる）と同様に、少なくとも１つの流体供給バルブ（例えば、図９に示すバルブ１２０９）を経て少なくとも１つの流体供給源（例えば、図９に示す溶液源１２０２、１２０４、１２０６）と一般的に流体連通する。従って、多数の化学物質を混合して流体ディスペンスポート２６から供給し、以下に述べる種々の無電界メッキプロセスを実行することができる。
【００７７】
システムの動作
[00104]動作に際し、本発明のシステム１００の実施形態は、無電界前洗浄プロセス、無電界活性化プロセス、無電界メッキプロセス、無電界後洗浄プロセス、及び／又は無電界プロセスに使用できる他の処理ステップを実施するのに使用できる。本発明の実施形態を使用して無電界メッキプロセスを実施するためのプロセスシーケンス例を、ここに述べる本発明の実施形態に関して以下に説明する。無電界メッキプロセスは、一般に、包囲された処理エンクロージャー３０２（図２を参照）へ基板を挿入することで始まる。この挿入プロセスは、一般に、バルブ付きのアクセスポート３０４を開き、メインフレームロボット１２０で処理エンクロージャー３０２へ基板４０１を挿入することを含む。基板４０１は、フェースアップした向きで挿入され、即ちメッキされるべき基板４０１の面が上に向けられる。
【００７８】
[00105]包囲された処理エンクロージャー３０２に基板が挿入されると、メインフレームロボット１２０は、基板を処理ステーション４０４の支持フィンガー４１２に位置させ、次いで、メインフレームロボットは、処理エンクロージャー３０２から引っ込む。次いで、支持フィンガー４１２は、バルブ付きのアクセスポート３０４が閉じている間に、基板４０１を処理のために垂直方向に位置することができる。挿入プロセス中に、即ちバルブ付きのアクセスポート３０４が開いている時間周期中に、環境制御アセンブリ３１５のガス供給源が「オン」となり、包囲された処理エンクロージャー３０２に不活性のプロセスガスを充填するようにされる。処理体積部へ不活性ガスを流し込むプロセスは、アクセスポート３０４を経てプロセスガスを外方に流させ、これは、周囲のガス、特に、酸素が、包囲された処理エンクロージャー３０２に入るのを防止するように構成される。というのは、酸素は、メッキされる材料、特に、銅に、有害な影響（酸化）を及ぼすことが知られているからである。プロセスガスの流れは、バルブ付きのアクセスポート３０４が閉じた後も続けられ、一般的に、バルブ付きのアクセスポート３０４が開くまでオンである。プロセスガスの流れは、無電界洗浄、活性化及びメッキシーケンス中に続けられ、また、バルブ付きのアクセスポート３０４が閉じると、排出ポート３１４、ガス通気口、及び／又は真空ポンプを使用して、包囲された処理エンクロージャー３０２に希望の処理圧力を維持することができる。また、ガス供給源、ＨＥＰＡフィルタ、及び排出ポート３１４の組合せを使用して、特定の処理ステップ中に、包囲された処理エンクロージャー３０２内の酸素含有量を制御し、即ち必要に応じて個々の処理ステップごとに処理エンクロージャー３０２内の酸素含有量を制御し最適なものとすることができる。
【００７９】
[00106]基板が処理セルに位置されると、本発明の無電界メッキプロセスは、一般に、基板前洗浄プロセスで開始される。この前洗浄プロセスは、基板の上面が上部キャッチリング４１８の終縁４２１ａより若干上に位置され、一般的に、約２ｍｍ乃至約１０ｍｍ上に位置された状態で、開始される。この洗浄プロセスは、ディスペンスアーム４０６により基板面に吐出される洗浄溶液により遂行される。この洗浄溶液は、処理時間を節減し且つセルのスループットを高めるために、下降プロセス中に基板面に吐出されてもよい。また、洗浄溶液は、希望の洗浄特性に基づいて酸性溶液でも塩基性溶液でもよく、更に、洗浄溶液の温度は、処理レシピに基づいて制御（加熱又は冷却）されてもよい。更に、洗浄溶液は、表面活性剤添加物を含んでもよい。一般的に約１０ｒｐｍ乃至約６０ｒｐｍで基板を回転すると、洗浄溶液は、基板から半径方向外方に上部キャッチリング４１８へと流され、そこで、洗浄溶液は、捕獲され、ドレイン４２０ａへ送り込まれ、次いで、必要に応じて分離及びリサイクルのために排出ポート３１４を経て分離ボックス４２９へ連通される。
【００８０】
[00107]基板が洗浄されると、基板面のすすぎが一般的に行われる。すすぎプロセスは、基板を回転しながら基板面に脱イオン水のようなすすぎ溶液を吐出することを含む。すすぎ溶液は、基板面から残留洗浄溶液を効率的に除去するように構成された流量及び温度で吐出される。基板は、基板面からすすぎ溶液を押し流すに充分な速度、即ち、例えば、約５ｒｐｍ乃至約１２０ｒｐｍで回転される。
【００８１】
[00108]基板のすすぎが終わると、第２のすすぎステップが使用されてもよい。より詳細には、酸性の活性化溶液を基板面に付与することを一般的に含む活性化ステップの前に、最初に、酸性のコンディショニングすすぎ溶液で基板面を処理してもよい。コンディショニングすすぎ溶液は、一般に、酸性の活性化溶液の付与に対して基板面をコンディショニングするように作用する酸、例えば、活性化溶液に使用される酸を含む。コンディショニング溶液として使用できる酸は、例えば、硝酸、塩化物系の酸、メチルスルフォン酸、及び無電界活性化溶液に通常使用される他の酸を含む。基板コンディショニングプロセスは、上部キャッチリング４１８付近の処理位置で行われてもよいし、或いはコンディショニングプロセスに使用される化学物質と、前洗浄プロセスに使用される化学物質との適合性に基づいて、下部キャッチリング４１９付近の処理位置へ基板が下降されてもよい。
【００８２】
[00109]基板がコンディショニングされると、基板が下部キャッチリング４１９付近に位置された状態で基板面に活性化溶液が付与される。活性化溶液は、一般に、その後の堆積プロセスに対する触媒層として働き、及び／又は基板面とその後に堆積される層との間の接着を促進するように使用される。活性化溶液は、アーム４０８により基板に吐出され、次いで、基板が回転される結果として基板の縁を越えて半径方向外方へキャッチリング４１９へと流れるようにされる。活性化溶液は、次いで、流体ドレイン４２０により再循環のために収集される。活性化溶液は、一般に、酸性ファンデーションを有するパラジウム系溶液を含む。活性化ステップ中に、一般的に円形で且つ直径が流体拡散部材４０５と同様の基板背面は、一般的に、流体拡散部材４０５の上面から約０．５ｍｍ乃至約１０ｍｍに位置される。基板の背面と流体拡散部材４０５との間のスペースには、形成されたホール４０７から流体拡散部材４０５へと吐出される脱イオン水でよい温度制御された流体が充填される。ホール４０７から吐出される温度制御された流体（一般的に加熱流体であるが、冷却流体でもよい）は、基板の背面に接触し、流体への／流体からの熱を基板に伝達して、基板を処理のために加熱／冷却する。温度制御された流体は、連続的に供給されてもよいし、或いは又所定量の流体が供給され、次いで、流体の供給が終了されてもよい。基板の背面に接触する温度制御された流体の流量は、活性化プロセス中に一定の基板温度を維持するように制御されてもよい。更に、活性化プロセス中に、均一な加熱／冷却及び流体拡散を容易にするために、基板を約１０ｒｐｍ乃至約１００ｒｐｍで回転してもよい。
【００８３】
[00110]基板面が活性化されると、付加的なすすぎ及び／又は洗浄溶液を基板面に付与して、そこから活性化溶液を洗浄することができる。活性化の後に使用できる第１のすすぎ及び／又は洗浄溶液は、好ましくは活性化溶液の酸に一致するように選択された別の酸を含む。酸性の後すすぎの後、脱イオン水のような中性溶液で基板をすすいで、残留する酸を基板面から除去することもできる。後活性化洗浄及びすすぎステップは、化学物質の適合性に基づいて、上部処理位置又は下部処理位置のいずれかで行うことができる。
【００８４】
[00111]活性化ステップが完了すると、基板を無電界活性化ステーション４０２から堆積ステーション４０４へ基板移送シャトル３０５により移送することができる。移送プロセスは、基板を支持フィンガー４１２で無電界活性化ステーション４０２から持ち上げ、基板移送シャトル３０５を基板の下に移動し、基板を基板移送シャトル３０５へと下降し、次いで、基板を無電界活性化ステーション４０２から堆積ステーション４０４へ移送することを含む。基板が堆積ステーション４０４に来ると、堆積ステーション４０４の基板支持フィンガー４１２を使用して、基板移送シャトル３０５から基板を取り出し、基板を処理のために位置させることができる。
【００８５】
[00112]基板の位置付けは、一般に、基板を前洗浄プロセスのために上部キャッチリング４１８付近に位置させることを含む。前洗浄プロセスは、前洗浄溶液をアーム４０８で基板に吐出することを含み、ここで、前洗浄溶液は、一般に、その後に付与される無電界メッキ溶液と同様のｐＨを有するように選択され、前洗浄溶液が堆積溶液のｐＨに対して基板面をコンディショニングできるようにする。また、前洗浄溶液は、コンディショニングステップの後に付与されるべき無電界堆積溶液のファンデーションと同じである塩基性溶液でよい。メッキ溶液と同じｐＨを有する溶液で基板面を前洗浄することで、堆積プロセスに対する基板面の「濡れ性」も改善する。前洗浄溶液は、処理レシピにより必要に応じて加熱されても冷却されてもよい。
【００８６】
[00113]基板面が塩基性溶液によりコンディショニングされると、無電界堆積プロセスにおける次のステップは、メッキ溶液を基板面に付与することである。メッキ溶液は、一般に、純粋な金属又は多数の金属の合金の形態で基板面に堆積されるべきコバルト、タングステン及び／又は燐、等の金属を含む。また、メッキ溶液は、一般に、ｐＨが塩基性で、無電界メッキプロセスを容易にするように構成された表面活性剤及び／又は還元剤を含んでもよい。基板は、一般に、堆積ステップのために下部流体キャッチリング４１９の若干上の位置まで下降される。従って、アーム４０８により付与された堆積溶液は、基板の縁を越えて外方に流れて、キャッチリング４１９により受け取られ、そこで、考えられるリサイクルのためにドレイン４２０ｂにより収集することができる。更に、基板の背面は、一般に、堆積ステップ中に流体拡散部材４０５の上面から約０．５ｍｍ乃至約１０ｍｍ、又は約１ｍｍ乃至約５ｍｍ離れて位置される。基板の背面と流体拡散部材４０５との間のスペースには、形成されたホール４０７を通して流体拡散部材４０５へ吐出される脱イオン水でよい温度制御された（一般に加熱された）流体が充填される。ホール４０７から吐出される温度制御された流体は、基板の背面に接触して、流体から基板へ熱を伝達し、堆積プロセスのために基板を加熱する。温度制御された流体は、一般に、堆積プロセス全体にわたり連続的に供給される。堆積プロセス中に基板の背面に接触する温度制御された流体の流量は、堆積プロセス中に一定の基板温度を維持するように制御される。更に、基板面に付与される堆積溶液の均一な加熱及び拡散を容易にするために、堆積プロセス中に基板を約１０ｒｐｍ乃至約１００ｒｐｍで回転することができる。
【００８７】
[00114]堆積プロセスが完了すると、堆積後洗浄溶液を基板に付与することを含む堆積後洗浄プロセスにおいて基板面が一般に洗浄される。この堆積後洗浄プロセスは、処理化学物質の適合性に基づいて上部又は下部の処理位置で行うことができる。堆積後洗浄溶液は、一般に、メッキ溶液とほぼ同じｐＨを有する塩基性溶液を含む。洗浄溶液を基板面から押しやるために洗浄プロセス中に基板が回転される。洗浄プロセスが完了すると、基板面を、例えば、脱イオン水ですすぎ、次いで、スピン乾燥して、残留化学物質を基板面から除去することができる。或いは又、アセトンやアルコール等の溶媒を高い蒸気圧で付与することにより基板を蒸気乾燥してもよい。
【００８８】
[00115]ここに例示する本発明のシステム１００では、処理セル位置１０２及び１１２は、無電界前洗浄プロセス、無電界活性化プロセス、及び無電界活性化後洗浄プロセスを行うように構成されてもよく、一方、処理セル位置１０４、１１０は、無電界堆積セル及び無電界堆積後洗浄セルとして構成されてもよい。この構成においては、各活性化及び堆積化学物質が各処理位置で分離されるので、各プロセスから化学物質を再生利用することが考えられる。この構成の別の効果は、流体処理セル位置１０２、１０４、１１０、１１２の処理スペースが包囲された処理エンクロージャー３０２内にあるので、基板が不活性環境において活性化溶液から無電界堆積溶液へと移送されることである。更に、処理エンクロージャーは、ロード及び処理中に不活性ガスが溢れ、従って、包囲された処理エンクロージャー３０２の内部は、酸素の割合が実質的に減少し、例えば、約１００ｐｐｍ未満の酸素であり、より詳細には、約５０ｐｐｍ未満の酸素、更には、約１０ｐｐｍ未満の酸素である。実質的に減少された酸素含有量と、活性化セルとメッキセルとの間の密接接近性及び高速移送時間（一般的に約１０秒未満）とが結合されることで、活性化ステップと堆積ステップとの間での基板面の酸化を防止するように働き、これは、従来の無電界システムにとって顕著な問題であった。
【００８９】
[00116]本発明の流体処理ステップ全体にわたり、基板の位置が変更されてもよい。より詳細には、流体拡散部材４０５に対する基板の垂直位置が変更されてもよい。例えば、基板の温度を処理中に必要に応じて下げるために、流体拡散部材４０５からの距離を増加してもよい。同様に、処理中に基板の温度を上げるために、流体拡散部材４０５に対する基板の接近性を減少してもよい。
【００９０】
[00117]本発明の実施形態の別の効果は、適合性のある化学物質又は非適合性の化学物質をシステム１００に使用できることである。例えば、非適合性の化学物質、例えば、酸性の活性化溶液と塩基性のメッキ溶液を使用する処理シーケンスでは、酸性溶液が一般に１つのセル又はステーションに排他的に使用され、一方、塩基性溶液が別のセルに排他的に使用される。これらセルは隣接して位置させることができ、且つシャトル３０５の１つにより各セル間で基板を移送することができる。基板は、一般に、各セルにおいて洗浄された後に、その隣接セルへと移送され、これは、あるセルからの化学物質が別のセルを汚染するのを防止する。更に、各処理ステーション又はセル内の多数の処理場所、例えば、キャッチリング４１８、４１９の位置は、単一セル又はステーションに非適合性の化学物質を使用するのを許容する。というのは、各化学物質を異なるキャッチリング４１８、４１９で収集して、互いに分離状態に保つことができるからである。
【００９１】
[00118]また、本発明の実施形態は、単一使用形式の化学物質セルとして構成されてもよく、即ち処理化学物質の単一ドーズを単一基板に使用し、次いで、溶液を再生利用せずに、即ち付加的な基板の処理に使用せずに、廃棄してもよい。例えば、システム１００は、基板を活性化し、洗浄し及び／又は後処理するのに共通のセルを使用する一方、無電界堆積及び／又は堆積後洗浄プロセスを行うのに他のセルを使用してもよい。これらプロセスの各々が異なる化学物質を使用してもよいので、セルは、一般に、所要の化学物質の各々を必要なときに基板へ供給し、次いで、プロセスが完了したときに使用済み化学物質をそこから排出するように構成される。しかしながら、セルは、一般に、化学物質を再捕獲するようには構成されない。というのは、単一のセルから異なる化学物質を再捕獲することにより実質的な汚染の問題が生じるからである。
【００９２】
[00119]本発明の実施形態に使用できる付加的な処理セルが、２００１年７月１０日発行の「In-SituElectroless Copper Seed Layer Enhancement in an Electroplating System」と題する共通に譲渡された米国特許第６，２５８，２２３号、及び２００１年１２月２６日出願の「ElectrolessPlating System」と題する共通に譲渡された米国特許出願第１０／０３６，３２１号に見ることができ、これらの両方は、本発明と矛盾しない程度に参考としてここにその全体を援用する。
【００９３】
スプレーディスペンスシステム
[00120]図９は、上述した各ステーション４０２、４０４と同様のフェースアップ型の流体処理セル１０１０の一実施形態を示す断面側面図である。図９では、フェースアップした向きにされた基板１２５０が見られる。ここに示す種々の実施形態は、フェースアップ状態で処理を完了するように構成された処理セル１０１０を示しているが、本発明の種々の態様に関して基板の向きを制限することは意図していない。「無電界プロセス」（又は無電界堆積プロセス）という用語は、一般に、無電界堆積膜を基板に堆積するために行われるプロセスステップであって、例えば、１つ以上の前洗浄プロセスステップ（基板準備ステップ）、無電界活性化プロセスステップ、無電界堆積ステップ、並びに堆積後洗浄及び／又はすすぎステップを含む全てのプロセスステップを包含することを意味する。
【００９４】
[00121]流体処理セル１０１０は、セル本体１０１５を備えている。このセル本体１０１５は、流体処理（無電界又は電気化学的メッキ）溶液と反応しないと分かっている種々の物質から製造されてもよい。このような物質は、プラスチック、ポリマー及びセラミックを含む。図９の構成において、セル本体１０１５は、セル１０１０の側壁を形成する円形又は長方形の本体を画成する。セル本体１０１５は、その上端に蓋アセンブリ１０３３を受け入れて支持する。セル本体１０１５には、その底端に沿って一体的な底壁１０１６が設けられる。この底壁１０１６は、基板支持アセンブリ１２９９を受け入れるための開口を有する。基板支持アセンブリ１２９９の特徴は、以下に説明する。
【００９５】
[00122]一実施形態において、基板支持アセンブリ１２９９は、一般に、ベースプレート部材１３０４と、これに取り付けられた流体拡散部材１３０２とを備えている。図９−図１２に示す基板支持アセンブリ１２９９は、上述したプラテンアセンブリ４０３の別の実施形態を示す。Ｏ−リング型シールのような環状シール１１２１が流体拡散部材１３０２の周囲付近に位置される。この環状シール１１２１は、一般に、ベースプレート部材１３０４の頂部外縁に係合して、流体拡散部材１３０２とベースプレート部材１３０４との間に流体密シールを生成し、流体配送プロセスを容易にするように構成される。
【００９６】
[00123]ベースプレート部材１３０４は、一般に、該ベースプレート部材１３０４の中央部分又は別の場所を貫通して流体入口１３０８が形成された内実の円板状部材を画成する。ベースプレート部材１３０４は、セラミック材料又は被覆された金属で製造されるのが好ましい。また、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）材料が使用されてもよい。ベースプレート部材１３０４の上で且つ流体拡散部材１３０２の下には、流体体積部１３１０が形成される。このように、流体拡散部材１３０２がベースプレート部材１３０４の上に位置される。流体体積部１３１０は、一般に、流体拡散部材１３０２とベースプレート部材１３０４との間に約２ｍｍ乃至約１５ｍｍの間隔をもつことができるが、それより大きな又は小さな間隔を使用してもよい。
【００９７】
[00124]流体拡散部材１３０２は、図４、図５Ａ−Ｅ及び図７に関連して上述したように、複数の流体通路１３０６が貫通形成されている。使用中に、流体は、流体入口１３０８からシールされた流体体積部１３１０へ流され、次いで、流体拡散部材１３０２に形成された流体通路１３０６を通して、基板１２５０の背面と流体拡散部材１３０２との間の熱伝達領域１３１２へと流される。１つの態様において、流体ヒータ１１６４をコントローラ１１１及び温度プローブ（図示せず）に関連して使用して、流体源１２０３から熱伝達領域１３１２に入る流体の温度が希望の温度となるように確保する。１つの態様において、流体源１２０３は、脱イオン（ＤＩ）水を配送するように適応される。従って、基板１２５０の後方に暖かい流体が存在すると、基板１２５０の背面が暖められる。均一で且つ高い基板温度は、無電界メッキ動作を容易にする。任意であるが、複数の加熱コイル１１１２をベースプレート部材１３０４に埋設し、必要に応じて個々に制御して、熱伝達領域１３１２に流れ込むＤＩ水の温度、ひいては、処理中の基板温度をより正確に制御することができる。より詳細には、加熱コイル１１１２を個々に制御することで、基板面を正確に制御することが許され、これは、無電界メッキプロセスにとって重要である。
【００９８】
[00125]図９Ｂを参照すれば、上述した加熱構成体とは別に、任意の加熱コイル１１１２をベースプレート部材１３０４から除去して、流体拡散部材１３０２へ設置することができる。この再設計を受け容れるために、ベースプレート部材１３０４を薄くする一方、流体拡散部材１３０２の幾何学形状を増加してもよい。脱イオン水は、流体入口１３０８を通して流れると、加熱された流体拡散部材１３０２の下を通り、流体通路１３０６を通り、次いで、基板１２５０の背面と流体拡散部材１３０２との間の熱伝達領域１３１２へと流れ込む。この配置では、個別の流体ヒータ１１６４が任意に除去されてもよい。基板１２５０の背面に対してＤＩ水を向けるように流体通路１３０６を構成できることを追加しておく。基板１２５０の背面に水が存在すると、基板１２５０を暖めるだけでなく、無電界流体が基板１２５０の背面に望ましからず接触するのを防止する。
【００９９】
[00126]ベースプレート部材１３０４及び流体拡散部材１３０２は、セラミック材料（例えば、完全にプレスされた窒化アルミニウム、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、炭化シリコン（ＳｉＣ））、ポリマー被覆金属（例えば、ＴｅｆｌｏｎＴＭポリマー被覆アルミニウム又はステンレススチール）、ポリマー材料、又は半導体流体処理に適した他の材料から製造することができる。好ましいポリマー被覆又はポリマー材料は、フッ素処理されたポリマー、例えば、Ｔｅｆｚｅｌ（ＥＴＦＥ）、Ｈａｌａｒ（ＥＣＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロプロピレン（ＦＥＰ）、ＰＶＤＦ、等である。
【０１００】
[00127]流体拡散部材１３０２の周囲付近には、複数の基板支持フィンガー１３００が一般的に位置される。この基板支持フィンガー１３００は、流体拡散部材１３０２上の希望の距離に基板１２５０を支持するように構成されて、熱伝達領域１３１２を形成する。基板除去及び／又は挿入プロセスの間に、ロボットブレード（図示せず）を基板１２５０の下及び基板支持フィンガー１３００間に挿入して基板１２５０を持ち上げ及び除去することができる。別の構成では、基板支持フィンガー１３００に代わって連続リング（図示せず）を使用して基板を支持してもよい。この構成では、連続リングから基板を持ち上げるのにリフトピンアセンブリ（図示せず）を使用してもよい。このようにして、ここでも、ロボットブレードが基板１２５０の底部にアクセスして、基板をセル１０１０内へ及びセルから移送することができる。流体処理セル１０１０は、更に、スロット１１０８も備えている。このスロットは、側壁１０１５を貫通して形成された開口を画成し、ロボット（図示せず）が基板１２５０をセル１０１０内へ配送し及びセルから回収するためのアクセス口を形成する。
【０１０１】
[00128]図９のセル１０１０の構成では、基板支持アセンブリ１２９９は、上部ベアリング１０５４Ａ及び下部ベアリング１０５４Ｂの使用により、ベースプレート支持体１３０１に対して選択的に軸方向に並進移動すると共に回転することができる。これらの目的のために、基板リフトアセンブリ１０６０が最初に設けられる。この基板リフトアセンブリ１０６０は、基板支持アセンブリモータ１０６２を備えている。１つの構成において、基板支持アセンブリモータ１０６２は、リードスクリュー１０６１を回転する高精度モータである。支持アセンブリモータ１０６２の回転運動は、フィンガースライド１０６４の直線運動に変換される。フィンガースライド１０６４は、溝付きハウジング１０６６に沿ってまたがり、スライドを上下に駆動させる。この実施例では、支持アセンブリモータ１０６２は、電気的に動作されるのが好ましい。或いは又、基板支持アセンブリモータ１０６２は、空気圧で動作されるエアシリンダーでもよい。
【０１０２】
[00129]また、基板リフトアセンブリ１０６０は、基板支持フィンガーモータ１０５２も備えている。このフィンガーモータ１０５２は、基板支持フィンガー１３００及びそれに支持された基板１２５０を回転させる。基板支持フィンガー１３００は、非回転のベースプレート支持体１３０１により形成された軸の周りで回転する。基板支持フィンガー１３００の回転速度は、実行されている特定プロセス（例えば、堆積、すすぎ、乾燥）に基づいて変更されてもよい。堆積の場合には、基板支持部材は、流体の粘性に基づいて約５ｒｐｍ乃至約１５０ｒｐｍの比較的遅い速度で回転し、流体の慣性により基板１２５０の面を横切って流体を拡散するように適応されてもよい。すすぎの場合には、基板支持フィンガー１３００は、約５ｒｐｍ乃至約１０００ｒｐｍの比較的中間の速度でスピンするように適応されてもよい。乾燥の場合には、基板支持体は、約５００ｒｐｍ乃至約３０００ｒｐｍの比較的速い速度でスピンして基板１２５０をスピン乾燥するように適応されてもよい。
【０１０３】
[00130]ベースプレート支持体１３０１は、ベース部材１０１３及び１０１４を通してチャンバベース又はプラットホーム１０１２に装着される。従って、好ましい実施形態では、ベースプレート部材１３０４は、基板リフトアセンブリ１０６０によって並進移動されず、基板支持フィンガー１３００のガイドとして働く。上部ベアリング１０５４Ａ及び下部ベアリング１０５４Ｂは、このような支持を可能にするために設けられている。また、ベースプレート支持体１３０１は、電気ワイヤ（図示せず）及び管１１６６により供給される流体入口１３０８に対するコンジットとしても働く。ワイヤ及び配管は、ベース部材１０１４におけるベースプレートコンジット１３０５に通される。
【０１０４】
[00131]図９Ａは、図９のフェースアップ型無電界処理チャンバの断面側面図である。この図では、基板リフトアセンブリ１０６０は、その持ち上がった位置にある。基板１２５０は、流体処理セル１０１０の周囲温度での処理を許容するために、ベースプレート部材１３０４の面から持ち上げられる。というのは、流体体積部１３１０及びベースプレート部材１３０４に接触する流体により基板が暖められないからである。これは、ロボットが処理済基板１２５０をピックアップするために入って来る前に基板１２５０が通常置かれる位置でもある。
【０１０５】
[00132]流体処理セル１０１０は、流体導入システム１２００も備えている。この流体導入システム１２００は、種々の処理流体（例えば、溶液源１２０２、溶液源１２０４及び溶液源１２０６、等）を基板１２５０の受け取り面へ配送するように動作する。流体処理セル１０１０に使用できる処理流体の数は、用途に基づいて変化し、図９に示す３個よりおそらく多くなろう。各溶液源１２０２、１２０４、１２０６に関連して計量ポンプ１２０８が設けられる。更に、各溶液源１２０２、１２０４、１２０６を各フォアライン(foreline)１２１０へ解放するのを制御するためにディスペンス１２０９が設けられている。溶液源１２０２、１２０４、１２０６からの処理流体は、フォアライン１２１０から入口管路１２２５を経てセル１０１０へ選択的に導入される。図９に一般的に示されたように、ディスペンスバルブ１２０９は、該ディスペンスバルブ１２０９の上流の処理流体源から化学物質が配送された後にフォアライン１２１０をすすぐように構成できる。１つの態様において、入口管路１２２５は、該入口管路１２２５に接続されたガス源１２０７からのガスの注入により残留流体を洗浄することができる。
【０１０６】
[00133]流体導入システム１２００にはフィルタ１１６２が任意に組み込まれ、該フィルタ１１６２の上流で発生した粒子が、流体処理セル１０１０、及び最終的には、基板１２５０を汚染するのを防止する。基板を取り出す前、又はプロセスステップとプロセスステップとの間に、入口管路１２２５をすすぐ必要がある場合には、フィルタを追加すると、フィルタメンブレーンの表面積が大きいために管路をすすぐに要する時間が著しく増加することになり、従って、これを使用しなくてもよい。
【０１０７】
[00134]本発明の別の態様では、流体が処理エリア１０２５に入る前にそれを加熱するために、流体導入システム１２００にヒータ１１６１が組み込まれる。本発明に意図されたヒータ１１６１は、処理流体にエネルギーを与えるものであれば、いかなる形式の装置でもよい。ヒータ１１６１は、浸漬型ヒータ（例えば、ヒータ素子が溶液に接触する）ではなく、ジャケット被覆された形式の抵抗ヒータ（例えば、ヒータが入口管路の壁を通して流体を加熱する）であるのが好ましい。コントローラ１１１に関連して使用されるヒータ１１６１は、流体処理セル１０１０の処理エリア１０２５に入る処理流体の温度が希望の温度であることを保証するように使用できる。
【０１０８】
[00135]本発明の別の態様では、ヒータ１１６１は、処理流体にエネルギーを迅速に与えるように使用されるマイクロ波電源及びフロースルーマイクロ波キャビティである。一実施形態において、マイクロ波電源は、２．５４ＧＨｚにおいて約５００Ｗ乃至約２０００Ｗの電力で動作される。インラインマイクロ波キャビティヒータの一実施形態では、種々の溶液（例えば、洗浄化学物質、すすぎ溶液及び後洗浄溶液）の温度が、処理セルに入る直前に、最適なレベルまで上昇される。一実施形態において、２つ以上の個別のマイクロ波ヒータを使用して、流体導入システム１２００から到来する個別の流体管路で配送される個別の流体を選択的に加熱することができる。それ故、使用中に、溶液源１２０２、１２０４、１２０６の各々から配送される異なる流体を、異なる温度で基板の面に配送することができる。
【０１０９】
[00136]本発明の別の態様において、処理流体中に捕獲され又は溶解したガスを、それが処理エリア１０２５に入る前に除去するために、流体導入システム１２００に流体ガス抜きユニット１１７０が組み込まれる。溶解した酸素は、無電界堆積反応を阻止し、露出した金属面を酸化させ、且つ無電界洗浄プロセス中にエッチングレートに影響を及ぼす傾向があるので、流体ガス抜きユニットを使用すると、処理流体中に存在する溶解した酸素により引き起こされる浸食及び／又はプロセス変動を減少する上で助けとなり得る。流体ガス抜きユニットとは、一般に、例えば、ガス透過性メンブレーン及び真空源の使用により、溶解したガスを溶液から抽出することのできるユニットとして定義される。流体ガス抜きユニットは、例えば、マサチューセッツ州ビレリカのマイクロリス・コーポレーションから購入することができる。
【０１１０】
[00137]流体処理セル１０１０の一実施形態では、図９、９Ａ及び９Ｂに示すように、流体導入システム１２００は、１つ以上のスプレーノズル１４０２を通して基板１２５０の面へ処理流体（１つ又は複数）を配送するように適応される。より詳細には、溶液源１２０２、１２０４、１２０６からの処理流体は、流体配送アーム１４０６を経て基板１２５０の受け取り面へ選択的に配送される。複数のノズル１４０２が流体配送アーム１４０６に沿って形成される。これらノズル１４０２は、入口管路１２２５から流体を受け入れ、その処理流体を基板１２５０の受け取り面へ向ける。ノズル１４０２は、配送アーム１４０６の端に配置されてもよいし、又は流体配送アーム１４０６の長さに沿って配置されてもよい。図９、図９Ａ及び図９Ｂの構成では、一対のノズル１４０２が等距離離間された配列で置かれる。一実施形態では、１つ以上の流体導入システム１２００及び／又はノズル１４０２が、図３及び図４に示されたディスペンスアーム４０６及び／又は４０８に接続される。
【０１１１】
[00138]図９の構成では、流体配送アーム１４０６は、その遠方端が基板１２５０の中心を越えて延び得るような長さを有する。ノズル１４０２の少なくとも１つが流体配送アーム１４０６の遠方端に位置されるのが好ましい。また、流体配送アーム１４０６がディスペンスアームモータ１４０４の周りで移動可能であり、該モータが流体配送アーム１４０６を基板１２５０の中心へ及び中心から枢着回転させるように適応されるのが好ましい。図９、図９Ａ及び図９Ｂにおいて、流体配送アーム１４０６は、ディスペンスアームモータ１４０４の動きに応答して枢着回転する。ディスペンスアームモータ１４０４は、このディスペンスアームモータ１４０４をチャンバの処理エリア１０２５から部分的に分離させるために、ガード部材１４１０の後方に配置されるのが好ましい。
【０１１２】
[00139]一実施形態において、流体配送アーム１４０６は、枢着回転だけでなく、軸方向に移動もするように適応される（図９）。図９Ｂは、図９のフェースアップ型無電界処理チャンバを別の実施形態において示す断面側面図である。ここでは、流体配送アーム１４０６は、軸方向モータ１０８０（例えば、リニアモータ）に接続される。軸方向における流体配送アーム１４０６の移動は、流体配送アーム１４０６を、必要に応じて、基板１２５０に接近して選択的に位置させるのを許容する。
【０１１３】
[00140]図１０は、図９のフェースアップ型無電界処理チャンバの上面図である。ここでは、流体導入システム１２００の流体配送アーム１４０６は、装着された基板１２５０に対して見ることができる。説明上、支持フィンガー１３００は、基板１２５０を支持して示されている。流体配送アーム１４０６は、この図では、基板１２５０から離れるように回転されている。この位置では、上述した基板リフトアセンブリ１０６０の使用によりリフトフィンガー１３００を使用して基板１２５０を持ち上げることが許される。しかしながら、矢印１００４は、流体配送アーム１４０６の回転移動経路を示し、流体配送アーム１４０６が処理中に基板１２５０の上にノズル１４０２を回転できることを立証している。１つの態様において、流体配送アーム１４０６の回転移動及び／又は垂直移動は、基板面にわたる処理溶液の均一な分布又は希望の分布を達成するように基板面に処理流体を吐出するプロセス中に完了される。回転及び／又は垂直移動は、ディスペンスアームモータ１４０４及び軸方向モータ１０８０の使用により完了されてもよい。基板１２５０上で流体配送アーム１４０６を移動することは、基板１２５０の希望の面の流体カバレージの均一性及び速度を改善する上で助けとなり得る。ノズル１４０２から流体を吐出する間に基板支持フィンガー１３３０及び基板１２５０を回転して、流体分布均一性及びシステムのスループットを高めるのが好ましい。
【０１１４】
[00141]別の実施形態では、基板の回転軸に接近して流体配送アーム１４０６に配置された１つ以上のノズルを通して処理流体が配送されると同時に、基板の外縁付近に位置されて流体配送アーム１４０６に配置されたノズルを通してキャリアガス（例えば、Ｎ２又はアルゴン）が配送される。流体配送動作中に、基板を回転するのが好ましい。基板１２５０の縁の周りにキャリアガスを注入することで、処理エリア１０２５の周りにガスブランケットが形成される。ガスブランケットは、処理領域内に居残ることのある残留Ｏ２を押しのける。無電界堆積プロセスの当業者であれば、酸素が、化学的活性化ステップのようなある処理ステップに有害な影響を及ぼし得ることが明らかであろう。
【０１１５】
[00142]一実施形態において、ノズル１４０２は、超音波スプレーノズルであるか、又は「エア噴霧ノズル」である。図１３は、エア噴霧ノズルの１つの設計を示す断面図である。これは、内部流体混合型ノズルである。これは、流体が内部で混合されて、完全に霧化されたスプレー、即ち処理流体の霧を発生することを意味する。従って、この構成では、キャリアガスは、基板面に向けられる処理溶液の小滴を含む。一実施形態では、キャリアガスは、霧化された処理流体を基板面へ搬送するのに使用されるアルゴン、窒素、又はヘリウムのような不活性ガスである。
【０１１６】
[00143]図１３のノズル設計において、ノズル１４０２は、本体１４２６と、尖端１４２４とを含む。尖端１４２４は、一般に、直径が約１０μｍ乃至約２００μｍである。一実施形態では、尖端１４２４は、直径が約１０μｍ乃至約５０μｍである。ノズルガス供給源１２４４から高圧ガスが配送されるときに生じるベンチュリー効果で形成される吸引により、流体が先端１４２４を通して配送される。図１３の構成では、本体１４２６は、個別の液体及びガス流を各々受け取るための個別のチャンネル１４２２、１４２０を備えている。流体チャンネル１４２２及びガスチャンネル１４２０は、尖端１４２４で合流し、２つの流れの混合を許容する。これは、「同心的ベンチュリー設計」と称することができる。この配置では、ノズル１４０２から分布される流体は、予め混合されて、完全に霧化されたスプレーを形成する。図１３の特定尖端１４２４の設計は、丸みのあるスプレーパターンを発生する。しかしながら、他の先端構成を使用して、他のスプレーパターン、例えば、フラット又は扇状のスプレーパターンも発生できることを理解されたい。
【０１１７】
[00144]図１４は、異なる設計のエア噴霧ノズル１４０２の断面図である。これは、外部流体混合ノズルである。図１４のノズル設計でも、ノズル１４０２は、本体１４２６と、尖端１４２４とを備えている。尖端１４２４は、この場合も、一般的に直径が約１０μｍ乃至約２００μｍであり、或いは別の実施形態では、直径が約１０μｍ乃至約５０μｍである。図１４の配置でも、本体１４２６は、個別の液体及びガス流を各々受け取るための個別のチャンネル１４２２、１４２０を備えている。しかしながら、この配置では、流体チャンネル１４２２は、ガスチャンネル１４２０とは独立してノズル１４０２を通して液体を配送し、２つの流れは本体１４２６内では混合せず、尖端１４２４の外部で混合する。これは、「並列ベンチュリー設計」と称される。この配置は、ガス及び液体の流れを独立して制御できるという利点を有し、これは、粘性の高い液体及び研磨材懸濁液に対して有効である。これは、ガス流の変化が液体流に影響する内部混合型ノズル１４０２とは対照的である。
【０１１８】
[00145]１つの態様において、図１３及び１４のノズルと同様の従来の超音波ノズルの使用が、基板の受け取り面に向けられる処理流体の霧化された霧を発生するように適応される。液体流とは反対の、霧の方向は、高価な無電界処理流体を保存するように働く。また、これは、受け取り面にわたりより均一なカバレージも与える。また、基板１２５０が基板支持フィンガーモータ１０５２の使用により回転されるときに生成される流体力学境界層は、基板１２５０の面における霧化された処理流体の分布を改善することができる。というのは、回転する円板の表面における乱流境界層の形状が一般的にフラットであるか又は基板面に対していかなる方向にも平行だからである。霧化された処理流体から見た境界層の作用は、流体の流れを基板の面に当てさせる従来のスプレー設計に勝る効果となり得る。というのは、１つ以上のノズルにより生成される非均一なスプレーパターンを、基板面への霧化された流体の搬送に対する境界層の制御によって最小にできるからである。
【０１１９】
[00146]ノズル１４０２へ配送される流体のための流体供給源が設けられる。図１３及び図１４には、タンク１２１２が示されている。このタンク１２１２は、流体入口１２１８と、通気口１２１４とを備えている。通気口１２１４は、大気圧と流体連通する。更に、流体出口１２１６が設けられる。流体配送中に、ノズルガス供給源１２４４からのガスが高速度でノズル１４０２へ配送される。これは、通気口１２１４を経て大気圧と連通するために流体チャンネル１４２２に相対的に負の圧力を形成する。次いで、流体が流体出口１２１６を経てノズル１４０２へ押し出される。
【０１２０】
[00147]一般に、流体導入システム１２００から配送される処理流体は、処理中に基板面に吐出される活性化溶液、無電界堆積溶液及び／又は洗浄溶液でよい。一実施形態では、処理流体が活性化溶液である。活性化溶液は、例えば、パラジウム塩を含み、これは、塩化物、臭化物、フッ化物、フルオボレート、ヨウ化物、硝酸塩、硫酸塩、カルボニル、金属酸の塩、及びその組合せを含む。一実施形態において、パラジウム塩は、塩化パラジウム（ＰｄＣｌ２）のような塩化物である。別の実施形態では、パラジウム塩は、Ｐｄ＋２の硝酸塩、アルカンサルフォネート、又は別の可溶性派生物で、溶液中でも金属面でもクラスター形成の傾向がない非配位結合アニオンを含むものである。一実施形態では、銅洗浄溶液が付与されるときの終了時と、活性化溶液が付与されるときの開始時との間の待ち時間（又は待機時間）が、一般に、約１５秒未満であり、好ましくは、約５秒未満である。活性化溶液は、一般に、活性化された金属種子層を、露出した特徴部の露出した銅に堆積するように働く。洗浄後に銅層の露出部分が酸化すると、その後のプロセスステップにとって有害なことがある。というのは、銅の酸化物は、銅より電気抵抗率が高いことが知られているからである。銅の洗浄と活性化との間の待ち時間が短いと、酸化を最小にするが、流体処理セルの周りにキャリアガス環境を使用することも、上述したように、銅層の露出部分の酸化を防止する上で助けとなろう。
【０１２１】
[00148]一実施形態において、処理流体は、無電界堆積溶液である。一実施形態において、無電界堆積キャッピング層が堆積され、これは、ＣｏＰ、ＣｏＷＰ、ＣｏＢ、ＣｏＷＢ、ＣｏＷＰＢ、ＮｉＢ、又はＮｉＷＢを含む合金であり、ＣｏＷＰ又はＣｏＷＰＢを含むのが好ましい。キャッピング層を形成するのに使用される無電界堆積溶液は、堆積されるべきキャッピング層材料に基づいて、１つ以上の金属塩及び１つ以上の還元剤を含むことができる。また、無電界堆積溶液は、この技術で一般的に知られたように、酸又は塩基のようなｐＨ調整剤を含んでもよい。選択されたキャッピング層がコバルトを含むときには、無電界堆積溶液は、一般に、コバルト塩を含む。コバルト塩は、例えば、塩化物、臭化物、フッ化物、アセテート、フルオボレート、ヨウ化物、硝酸塩、硫酸塩、他の強い又は弱い酸の塩、及び／又はその組合せを含む。コバルト塩は、硫酸コバルト、塩化コバルト、又はその組合せを含むのが好ましい。タングステン含有のキャッピング材料を堆積すべき場合には、無電界堆積溶液は、タングステン酸塩を含む。好ましくは、タングステン酸塩は、タングステン酸の塩、例えば、タングステン酸アンモニウム又はタングステン酸テトラメチルアンモニウムを含み、又はタングステン酸の中性化により発生されてもよい。ニッケル含有のキャッピング材料を堆積すべき場合には、無電界溶液は、一般に、ニッケル塩を含む。ニッケル塩は、例えば、塩化物、臭化物、フッ化物、アセテート、フルオボレート、ヨウ化物、硝酸塩、硫酸塩、カルボニル、強い又は弱い酸の塩、及び／又はその組合せを含む。
【０１２２】
[00149]選択されたキャッピング層材料が、燐、例えば、ＣｏＰ、ＣｏＷＰ又はＣｏＷＰＢを含むときには、還元剤は、燐化合物、例えば、次燐酸塩アニオン（Ｈ２ＰＯ２）を含むのが好ましい。キャッピング材料が、ホウ素、例えば、ＣｏＢ、ＣｏＷＢ、ＣｏＷＰＢを含む場合には、還元剤は、一般に、ホウ素化合物、ジメチルアミン−ボラン（ＤＭＡＢ）、ボロヒドライド（ＢＨ４）アニオンの非アルカリ金属塩、又はその組合せを含む。上述した還元剤に加えて又はそれとは別に、ヒドラジンのような他の還元剤を使用してもよい。一実施形態では、銅において開始されるプロセスに対してボラン共還元剤が使用される。
【０１２３】
[00150]上述したように、無電界堆積溶液（処理流体）及び／又は基板は、ある温度に加熱されてもよい。温度は、例えば、約４０℃乃至約９５℃である。１つの態様では、無電界堆積溶液及び／又は基板構造体を加熱して、無電界堆積率を高める。これは、処理流体がノズル１４０２を出るときに経験する温度降下を相殺する上で役立つ。一実施形態では、キャッピング材料の堆積率は、約１００Å／分以上である。一実施形態では、キャッピング材料は、約１００Å乃至３００Å、好ましくは約１５０Å乃至約２００Åの厚みに堆積される。しかしながら、無電界プロセスの堆積率は、温度に依存することが知られているので、基板にわたる温度を均一の温度に維持することが望ましい。従って、図９に示すベースプレート部材１３０４の加熱コイル１１１２、及び／又はヒータ１１６４を使用することができる。
【０１２４】
[00151]流体処理セル１０１０は、流体放出システム１２４０も備えている。この流体放出システム１２４０は、一般に、流体ドレイン１２４９に接続された出口管路１２２７を含む。任意であるが、セル１０１０を通してより均一に流体を排出するために、セル１０１０の周りに２つ以上の出口管路１２２７が配置されてもよい。図１０において、一般的に等距離に離間された４つの出口管路１２２７が設けられていることが明らかである。多数の出口管路１２２７を単一の排出充満部及び流体ドレイン１２４９に結合してもよい。流体ドレイン１２４９は、次いで、チャンバの排水を廃棄物収集ドレイン（図示せず）へ配送する。要約すれば、処理流体は、一般に、入口管路１２２５を通り、次いで、流体配送アーム１４０６に装着されたノズル１４０２を通り、次いで、外方に処理エリア１０２５を経て基板１２５０に向かい、更に、１つ以上の出口管路１２２７から流出される。
【０１２５】
[00152]流体放出システム１２４０は、ガス排出口を含む。側壁１０１５を貫通して排出口１２４６が延びている。排出システム１２４８が処理エリア１０２５からガスを引き出す。一実施形態では、排出口１２４６は、基板１２５０の面の下に均一にガスを引き込んで、基板１２５０の面付近のガスの流れを改善するリング／充満部である。
【０１２６】
[00153]図１１は、フェースアップ型流体処理セル１０１０の別の実施形態を示す断面側面図である。この場合も、基板１２５０の受け取り面に流体を配送するために流体吸い込みシステム１２００が設けられる。この場合も、処理流体は、１つ以上のノズル１４０２を経て配送される。しかしながら、この実施形態では、ノズル１４０２は、チャンバ蓋アセンブリ１０３３内の多孔性プレート１０３０に配置される。
【０１２７】
[00154]図９、図９Ａ−Ｂ、図１１及び図１１Ａ−Ｂを参照すれば、チャンバ蓋アセンブリ１０３３は、先ず、多孔性プレート１０３０を備えている。この多孔性プレート１０３０は、これを貫通して流体を移動するのを許容するためにホール又は孔が形成されたプレートであるのが好ましい。多孔性プレートの材料は、例えば、流体連通を許容するために孔が形成されるか又はホールが製造されたセラミック材料（例えば、アルミナ）、ポリエチレン（ＰＥ）、及びポリプロピレン、ＰＶＤＦを含む。一実施形態では、ＨＥＰＡフィルタ構成体が使用されてもよい。一般に、ＨＥＰＡフィルタは、ガラスファイバをペーパー状の材料へとロール化したものを使用する。図９、９Ａ−Ｂ、１１及び１１Ａ−Ｂの多孔性プレート１０３０は、上部支持リング１０３１により支持される。次いで、チャンバ蓋アセンブリ１０３３は、一般に、蓋１０３２、上部支持リング１０３１、及び多孔性プレート１０３０を備えている。蓋１０３２は、蓋アセンブリ１０３３と多孔性プレート１０３０との間の体積部に充満部１０３４を形成する。１つの態様において、多孔性プレート１０３０は、２つのＯ−リングシール（エレメント１０３６及び１０３７）の使用により蓋１０３２に対してシールされる。蓋１０３２は、図１１の構成では、多孔性プレート１０３０及び上部支持リング１０３１の両方により支持される。
【０１２８】
[00155]蓋アセンブリ１０３３の一実施形態では、図１１に示すように、処理溶液が、溶液源１２０２、１２０４、１２０６から、蓋１０３２を貫通して延びる入口管路１２２５を通り、次いで、マニホールドを通して多孔性プレート１０３０の１つ以上のノズル１４０２へ至り、これが、処理溶液を基板面へ向けることで、基板１２５０へ配送される。１つの態様では、処理領域１０２５に均一なガスの流れを与えるために、管路１０４０を使用して、ガス供給源１０３８から充満部１０３４及び多孔性プレート１０３０を通して処理領域１０２５へガスを配送するための流路が与えられる。バルブ１０３５は、充満部１０３４とガス供給源１０３８との間の流体連通を選択的に開閉するように適応される。１つの態様では、ガス供給源１０３８は、アルゴン、窒素、ヘリウム又はその組合せのような不活性ガスを処理領域１０２５に与える。別の態様では、ガス供給源１０３８は、酸素含有ガスを処理領域１０２５に与える。酸素は、無電界堆積プロセスのある段階では問題がなく、例えば、活性化ステップ中には酸素を添加してもよいことに注意されたい。この構成では、水素及び酸素を希望の比率で含むキャリアガスを形成し、又はそれを、多孔性プレート１０３０を経て処理領域１０２５へ配送するのが好ましい。
【０１２９】
[00156]充満部１０３４及び多孔性プレート１０３０は、基板１２５０の上に位置され、キャリアガスの層流が基板１２５０の上に配送されるのを許容する。ガスの層流は、基板１２５０に均一で且つ垂直のガス流を形成する。このようにして、基板１２５０の半径に沿って均一の境界層が設けられる。これは、ひいては、ウェハの半径にわたるより均一な熱ロスを許し、ウェハ上及びそれより上で水及び化学蒸気が凝縮するのを減少するように働く。多孔性プレート１０３０は、ガス流ディフューサーとして働く。従って、多孔性プレート１０３０を通して流れるガスは、ノズル１４０２から流れる処理流体の霧を基板１２５０の受け取り面へ向け且つ均一に分布させる上で助けとなり得る。最終的に、ガスは、排出システム１２４８により排出口１２４６を経て排出される。排出システム１２４８は、一般に、流体処理セル１０１０からガスを引き出すために排出ファン又は真空ポンプを含んでもよい。排出口１２４６は、基板１２５０を通り過ぎるガス流が層流となるように確保する上で助けとなることに注意されたい。
【０１３０】
[00157]一実施形態では、充満部１０３４付近で蓋アセンブリ１０３３に加熱素子（図示せず）が置かれる。例えば、多孔性プレート１０３０内に加熱コイル（図示せず）が配置されてもよい。これは、管路１０４０から配送されるガスの加熱を行い、ひいては、基板１２５０の上の凝縮及び小滴形成を最小にする。
【０１３１】
[00158]一実施形態では、管路１０４０は、ガスではなく流体（例えば、処理流体）を、多孔性プレート１０３０を経て押し出すのを許容するために、流体導入システム１２００に接続される。このように、多孔性プレート１０３０は、シャワーヘッドのように作用して、処理流体を基板１２５０の面へ配送する。
【０１３２】
[00159]一実施形態において、管路１０４０は、真空源１０３９の使用で充満部１０３４に真空圧力を形成することにより、流体配送管路として働くと共に流体除去管路として働くこともできる。真空源１０３９は、基板１２５０をセル１０１０から移送する直前に、多孔性プレート１０３０に残留する流体が滴下するのを防止するのに使用されてもよい。この点に関して、真空ベンチュリーのような真空源１０３９は、充満部１０３４に真空を生成するように操作され、これは、ひいては、多孔性プレート１０３０の下面の流体を充満部１０３４に向かって「吸い上げる」用にさせる。
【０１３３】
[00160]図１１Ａは、図１１のフェースアップ型無電界処理チャンバの断面側面図である。この図において、セル１０１０内にガス流転向器１１０２が設けられる。このガス流転向器１１０２は、従来のリフトメカニズム（図示せず）を使用することにより選択的に上昇及び下降される。図１１Ａに示すように、ガス流転向器１１０２は、その下降位置にあって、基板１２５０を流体処理セル１０１０へ及び／又はそこから移送するのを許容することができる。
【０１３４】
[00161]図１１Ｂは、ガス流転向器１１０２を有する図１１のフェースアップ型無電界処理チャンバの別の断面図である。ここでは、ガス流転向器１１０２は、その上昇位置にあり、ノズル１４０２から通過するときの処理溶液の流れ（例えば、処理溶液の霧）を、且つガス供給源１０３８及び多孔性プレート１０３０から通過するときのガスの流れを、処理中に基板１２５０に向けて「直線化」し及び／又は指向するように使用できる。従って、ガス流転向器１１０２は、障害物の数を制限すると共に、到着する流体の流れパターンを制御することにより、処理中の処理流体及びガス流パターンの再現性及び粒子性能を改善するのに使用される。
【０１３５】
[00162]基板１２５０に吐出される流体の進行をセル１０１０の外部から視覚点検するための手段を設けることが望まれる。図１１の構成では、セル１０１０の内部にカメラ１３６０が設けられる。このカメラは、側壁１０１５に沿って、又は多孔性プレート１０３０の下に、又は上部支持リング１０３１に沿って、或いは基板１２５０の充分な視覚化を得ることのできる他の場所に配置することができる。カメラ１３６０は、蓋の固定部分に置くのが好ましい。図１１の実施形態では、カメラ１３６０は、上部支持リング１０３１に固定される。カメラ１３６０は、コントローラ１１１と通信し、一連のピクセルを使用してデジタル映像を記録する電荷結合表示カメラ（ＣＣＤカメラ）であるのが好ましい。基板１２５０の面の光学的視覚化を与えるためにセル１０１０の外部にモニタ（図示せず）が設定される。このように、処理流体の吐出プロセス中、又は堆積プロセス中に、基板１２５０の無電界処理流体のカバレージのタイミング及び適切さに関して視覚確認を行うことができる。
【０１３６】
[00163]カメラ１３６０の助けとして、光源（図示せず）を設けることが望ましい。また、光源は、蓋の固定部分に置くのが好ましいが、処理エリア１０２５付近のいかなる位置に位置されてもよい。光源は、処理中に基板１２５０を照明するように働く。１つの態様において、カメラ１３６０は、可視スペクトル内の光を検出するように使用される。
【０１３７】
[00164]視覚確認は、人間の監視により行われるのが好ましい。しかしながら、１つの構成では、視覚確認プロセスが、マシン視覚制御型プロセスにより行われる。この配置では、充分にカバーされた基板１２５０の映像がコントローラ１１１へプログラムされる（上記エレメント１１１を参照）。１つの態様において、コントローラ１１１は、次いで、流体吐出プロセス中にカメラ１３６０により発生されるピクセル映像を監視し、それら映像を、予め記録された映像又は他のデータと比較して、プロセスに関する種々の判断をコントローラ１１１により行えるようにする。例えば、流体吐出プロセスは、少なくとも、カメラ１３６０のピクセルで検出された実際の基板映像が、予め記録された映像に一致するまで、「時間切れ」又は終了することが許されない。
【０１３８】
[00165]１つの態様において、カメラ１３６０は赤外線カメラである。赤外線カメラは、可視波長をフィルタ除去するが、熱波長を確認する。温度の差は、主題、即ち基板１２５０における温度差の指示として、検出された映像内で検出された信号のカラー又は強度に変換することができる。吐出されている流体が、基板１２５０の面とは異なる温度にある場合には、温度差がカラーの差として記録される。流体の吐出は、温度差が消えて、基板１２５０の完全なカバレージの指示が与えられるまで、続けられる。また、コントローラ及びカメラ１３６０の使用により形成されるマシン視覚型制御により温度差が監視されるのが好ましい。それ故、基板の完全なカバレージを保証することができる。
【０１３９】
[00166]別の態様において、カメラ１３６０は、到来する光を受けて、種々の光波長及びそれらの強度を示すデータを出力するのに使用される分光計でよい。例えば、赤い光は、可視スペクトルの低い波長内でグループ編成される大きな光成分強度を有する。分光計は、通常、光学プリズム（又は格子）界面を備えていて、到来する信号をその成分に光学的に分割し、これが、次いで、直線的ＣＣＤ検出器アレイに投影される。分光計の一実施形態は、プリズム（又は格子）から合成スペクトルを受け取るために数千の個々の検出素子（例えば、ピクセル）で構成されるＣＣＤ検出アレイを備えてもよい。強度対波長データを収集すると、カメラ１３６０と通信するコントローラ１１１は、次いで、現在受信される情報を、過去の値又はユーザが定義した値と比較して、プロセス結果を最適なものとするように、無電界堆積プロセスステップ及びプロセス変数（例えば、流体カバレージ、処理時間、基板温度、基板回転速度）を制御することができる。
【０１４０】
[00167]１つの構成において、カメラ１３６０を閉ループ制御のもとで動作し、流体配送アーム１４０６の動き及び化学的ノズル１４０２からの流れ構成をソフトウェアで最適化して、基板１２５０の面が連続的な化学的カバレージをもつように保証することができる。この閉ループ制御は、カメラ１３６０、ディスペンスアームモータ１４０４、及び流体導入システム１２００内のコンポーネントを使用することで実行でき、これらは、全て、コントローラ１１１により接続されて制御される。
【０１４１】
[00168]図１２は、フェースアップ型流体処理セル１０１０の更に別の実施形態を示す断面図である。ここでも、処理流体は、多孔性プレート１０３０に配置されたノズル１４０２を通して流体をスプレーすることにより基板１２５０の受け取り面に付与される。この実施形態では、多孔性プレート１０３０は、基板１２５０に対して選択的に上昇及び下降される。より詳細には、チャンバ蓋アセンブリ１０３３が基板１２５０に対して軸方向に移動する。この軸方向移動を達成するために、チャンバ蓋リフトアセンブリ１０７９が使用される。チャンバ蓋アセンブリ１０３３に接続されたチャンバ蓋アクチュエータ（アイテム１０８０’で概略的に表わされた）は、チャンバ蓋リフトアセンブリ１０７９の一部分として使用されてもよい。アクチュエータ１０８０’は、電気的アクチュエータであるのが好ましく、一実施形態では、リニアＤＣサーボモータである。しかしながら、アクチュエータ１０８０’は、空気圧作動式のエアシリンダーでもよい。この構成では、モータ１０８０’を作動することにより、チャンバ蓋リフトアセンブリ１０７９は、多孔性プレート１０３０と、その下の基板１２５０との間の処理エリア１０２５の体積を制御する。このような構成は、基板１２５０の面付近のガス流及び酸素レベルを制御するのに有用である。
【０１４２】
[00169]上述したフェースアップ型無電界メッキセルに対する種々の実施形態は、基板１２５０の処理に関して説明した。しかしながら、あるメンテナンス活動中に、支持フィンガー１３００（又は支持リング）に基板をのせずに処理セル１０１０の動作を希望する場合があることに注意されたい。より詳細には、流体導入システム１２００及び流体放出システム１２４０は、処理領域１０２５内に基板を配置せずに動作することができる。例えば、脱イオン水又は他の洗浄又はすすぎ流体を、流体配送アーム（図９の流体配送アーム１４０６のような）又は流体配送プレート（図１１の多孔性プレート１０３０のような）を通して、基板支持フィンガー１３００及び他のチャンバコンポーネントへ注入することができる。このステップは、基板支持フィンガー１３００及び他のチャンバ部品を洗浄して、処理セル１０１０の粒子レベルを下げるように完了することができる。この洗浄ステップを更に助けるために、流体配送アームを下降してもよく（図９Ｂ）、流体配送ヘッドを下降してもよく（図１２）、又は基板支持アセンブリを上昇してもよい（図９Ａ）。
【０１４３】
[00170]以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の基本的な範囲から逸脱せずに、他の及び更に別の実施形態を案出することもでき、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって限定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】基板処理システムを例示する平面図である。
【図２】基板処理システムに含まれる無電界堆積システム及びエンクロージャーを例示する斜視図である。
【図３】エンクロージャーを除去した無電界堆積システムを例示する斜視図である。
【図４】無電界堆積システム及びエンクロージャーを例示する縦断面図である。
【図５Ａ】流体処理ステーションを例示する縦断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す流体処理ステーションに位置されるプラテンアセンブリを例示する断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｂに例示したプラテンアセンブリの一部分の拡大縦断面図である。
【図５Ｄ】流体処理ステーションに位置されたプラテンアセンブリの別の実施形態の一部分を例示する拡大縦断面図である。
【図５Ｅ】図５Ａに示す流体処理ステーションに位置されたプラテンアセンブリを例示する縦断面図である。
【図５Ｆ】流体処理ステーションを例示する縦断面図である。
【図６】基板支持アセンブリを例示する等寸図である。
【図７】流体処理ステーションを例示する縦断面図である。
【図８Ａ】流体処理ステーションを例示する拡大断面図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示す流体処理ステーションに位置されるエッジダムを例示する縦断面図である。
【図８Ｃ】図８Ａに示す流体処理ステーションに位置されるエッジダムの別の実施形態を示す縦断面図である。
【図８Ｄ】図８Ｃに示すエッジダムを例示する断面図で、エッジダムが基板に接触する状態を示す図である。
【図８Ｅ】図８Ａに示す流体処理ステーションに位置されるウェハホルダーアセンブリのフィンガーの尖端を例示する断面図である。
【図８Ｆ】図８Ａに示す流体処理ステーションに位置されるウェハホルダーアセンブリのフィンガーの尖端の別の実施形態を示す断面図である。
【図９】フェースアップした無電界処理チャンバの縦断面図で、チャンバ内の流体配送アームに配置されたノズルを使用するものを示す図である。
【図９Ａ】図９に示す無電界処理チャンバの縦断面図で、基板支持アセンブリがその持ち上がった位置にある状態を示す図である。
【図９Ｂ】図９の無電界処理チャンバの別の実施形態を示す縦断面図である。
【図１０】図９の無電界処理チャンバの横断面図である。
【図１１】無電界処理チャンバの別の実施形態の縦断面図である。
【図１１Ａ】図１１の無電界処理チャンバの断面図で、チャンバ内にガス流転向器が位置されたところを示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの無電界処理チャンバの別の縦断面図で、ガス流転向器がその持ち上がった位置にある状態を示す図である。
【図１２】チャンバ蓋アセンブリを除去できるような無電界処理チャンバの別の実施形態を示す縦断面図である。
【図１３】処理流体配送システムの実施形態を示す図で、ここに述べる無電界処理チャンバに関連して使用できるノズルの実施形態を断面で示した図である。
【図１４】処理流体配送システムの実施形態を示す図で、ここに述べる無電界処理チャンバに関連して使用できるノズルの実施形態を断面で示した図である。
【符号の説明】
【０１４５】
２３…従来の集塵排出システム、２４…ドレインポート、２５…流体体積部、２６…流体ディスペンスポート、２７…ベース、２８…処理コンパートメント、２９…流体体積部領域、３０…リニアスライダ、３１…リードスクリュー、３２…ギャップ、３３…ギャップ、３４…コンパートメント、４１…流体ヒータ、４２…インライン流体ヒータ、４３…加熱素子、５０…基板支持リフトアセンブリ、１００…システム、１０２…処理セル位置、１０４…処理セル位置、１０５…計測点検ステーション、１０６…処理セル位置、１０８…処理セル位置、１１０…処理セル位置、１１１…システムコントローラ、１１２…処理セル位置、１１３…メインフレーム、１１４…処理セル位置、１１５…リンクトンネル、１１６…処理セル位置、１２０…メインフレームロボット、１２２…ブレード、１２４…ブレード、１２６…基板、１３０…ファクトリインターフェイス、１３２…ファクトリインターフェイスロボット、１３４…基板ロードステーション、１３５…アニールチャンバ、１３６…冷却プレート、１３７…加熱プレート、１４０…基板移送ロボット、１５０…ロボットトラック、３０２…処理エンクロージャー、３０３…矢印、３０４…バルブ付きアクセスポート、３０５…基板移送シャトル、３０８…中央内壁、３１０…スロット、３１２…第１処理体積部、３１３…第２処理体積部、３１４…排出ポート、３１５…環境制御アセンブリ、４００…堆積ステーション、４０１…基板、４０２…処理ステーション、４０３…プラテンアセンブリ、４０４…処理位置、４０５…流体拡散部材、４０５Ａ…上流側、４０６…ディスペンスアーム、４０７…ホール、４０８…流体ディスペンスアーム、４０９…流体供給コンジット、４０９Ａ…流体ヒータ、４０９Ｂ…流体供給源、４１０…流体体積部、４１１…リング、４１２…基板支持フィンガー、４１３…リフトアセンブリ、４１４…基板支持アセンブリ、４１５…垂直ポスト部材、４１５Ａ…基板支持面、４１６…流体流バッフル、４１７…ベースプレート部材、４１７Ａ…内面、４１８…上部キャッチリング、４１９…下部流体キャッチリング、４２０…流体ドレイン、４２０ａ…流体ドレイン、４２０ｂ…流体ドレイン、４２１ａ…終縁、４２１ｂ…終端、４２２…インターリーブ壁アセンブリ、４２３…上部インターリーブ壁、４２４…下部インターリーブ壁、４２５…上部アーム部材、４２６…ベース部材、４２７…動力ジャッキスクリューアセンブリ、４２８…シール、４２９…分離ボックス、４３０…ガス排出ポート、４３１…流体ドレイン、４３２…再捕獲ポート、４３３…ヒータ、４４２…ベースプレート支持体、４４３…支持モータ、４４５Ａ…第２流体供給コンジット、４４５Ｂ…ヒータ、４４５Ｃ…第２流体源、４４５Ｄ…第２ベース部材、４４６Ａ…第１流体供給コンジット、４４６Ｂ…ヒータ、４４６Ｃ…第１流体源、４４６Ｄ…第１ベース部材、４４７…ハードウェアアセンブリ、４４８…ハードウェアアセンブリ、４５０…スペース、４５１…ダム、４５２…多小面付きホール、４５２Ａ…入口区分、４５２Ｂ…出口区分、４５３…頂面、４５４Ａ…面、４５４Ｂ…面、４５４Ｃ…面、５４２…多小面付きホール、８００…流体処理チャンバ、１００４…矢印、１０１０…セル、１０１２…プラットホーム、１０１３…ベース部材、１０１４…ベース部材、１０１５…側壁、１０１６…底壁、１０２５…チャンバ処理エリア、１０３０…多孔性プレート、１０３１…上部支持リング、１０３２…蓋、１０３３…チャンバ蓋アセンブリ、１０３４…充満部、１０３５…バルブ、１０３６…Ｏ−リングシール、１０３７…Ｏ−リングシール、１０３８…ガス供給源、１０３９…真空源、１０４０…管路、１０５２…基板支持フィンガーモータ、１０５４Ａ…上部ベアリング、１０５４Ｂ…下部ベアリング、１０６０…基板リフトアセンブリ、１０６１…リードスクリュー、１０６２…基板支持アセンブリモータ、１０６４…フィンガースライド、１０６６…溝付きハウジング、１０７９…チャンバ蓋リフトアセンブリ、１０８０…軸方向モータ、１０８０’…アクチュエータ、１１０２…ガス流転向器、１１０８…スロット、１１１２…加熱コイル、１１２１…環状シール、１１６１…ヒータ、１１６２…フィルタ、１１６４…流体ヒータ、１１６６…管、１１７０…流体ガス抜きユニット、１２００…流体導入システム、１２０２…溶液源、１２０３…流体源、１２０４…溶液源、１２０６…溶液源、１２０７…ガス源、１２０８…計測ポンプ、１２０９…ディスペンスバルブ、１２１０…フォアライン、１２１２…タンク、１２１４…通気口、１２１６…流体出口、１２１８…流体入口、１２２５…入口管路、１２２７…出口管路、１２４０…流体放出システム、１２４４…ノズルガス供給源、１２４６…排出口、１２４８…排出システム、１２４９…流体ドレイン、１２５０…基板、１２９９…基板支持アセンブリ、１３００…基板支持フィンガー、１３０１…ベースプレート支持体、１３０２…流体拡散部材、１３０４…ベースプレート部材、１３０５…ベースプレートコンジット、１３０６…流体通路、１３０８…流体入口、１３１０…流体体積部、１３１２…熱伝達領域、１３３０…基板支持フィンガー、１３６０…カメラ、１４０２…ノズル、１４０４…ディスペンスアームモータ、１４０６…流体配送アーム、１４１０…ガード部材、１４２０…チャンネル、１４２２…チャンネル、１４２４…尖端、１４２６…本体
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
[0001]本発明の実施形態は、一般に、半導体処理のための無電界堆積システムに係る。
【０００２】
関連技術の説明
[0002]１００ナノメータ未満のサイズの特徴部を金属化することは、現在及び将来の世代の集積回路製造プロセスに対する基礎的な技術である。より詳細には、超大規模集積型のデバイス、即ち数百万の論理ゲートを伴う集積回路を有するデバイスでは、これらデバイスの中心に存在する多レベルの相互接続部が、一般に、高いアスペクト比、即ち約２５：１より大きいアスペクト比の相互接続特徴部に、銅のような導電性材料を充填することにより形成される。これらの寸法では、化学気相堆積及び物理気相堆積のような従来の堆積技術を使用して、相互接続特徴部を確実に充填することはできない。その結果、集積回路製造プロセスにおいて１００ナノメータ以下のサイズの高アスペクト比相互接続特徴部をボイドなく充填するための有望なプロセスとして、メッキ技術、即ち電気化学的メッキ及び無電界メッキが出現した。更に、キャッピング層のような他の層を堆積するための有望なプロセスとしても、電気化学的及び無電界メッキプロセスが出現した。
【０００３】
[0003]しかしながら、無電界メッキプロセスに関しては、従来の無電界処理システム及び方法は、堆積プロセス及びそれにより生じる堆積層における欠陥比を正確に制御する等の多数の難題に直面している。より詳細には、従来のシステムは、基板の温度制御が不充分なことで悩まされている。というのは、従来の無電界セルに使用される抵抗ヒータ及び加熱ランプが基板の表面にわたって均一な温度を一貫して与えないからであり、これは、無電界堆積プロセスの均一性にとって重大なことである。更に、従来の無電界システムは、無電界堆積チャンバ内の環境に対して制御を実施せず、これは、欠陥比に著しい影響を及ぼすことが最近示されている。
【０００４】
[0004]また、環境及び所有者コスト（ＣｏＯ）の問題のために、基板の受け取り面上に充分均一なカバレージを得るに必要な流量を減少することで高価な無電界メッキ処理化学物質の浪費を低減することが望まれる場合がある。無電界処理溶液を基板面へ配送する速度及び均一性が堆積プロセスの結果に影響し得るので、種々の処理溶液を均一に配送する装置及び方法が要望される。また、液体が基板及びそれを支持するベースプレート部材に接触してそれらの間に流れるときに基板の背面に伝導及び対流熱伝達を使用することで基板の温度を制御することも要望される。
【０００５】
[0005]更に、最小限の欠陥で均一な層を堆積することのできる無電界堆積プロセスのための機能的で且つ効率的な一体型プラットホームは開発されていない。従って、最小限の欠陥しかない均一な層を堆積することのできる一体型無電界堆積装置が要望される。
【発明の概要】
【０００６】
[0006]本発明の実施形態は、基板を処理するように適応される無電界処理チャンバにおいて、処理領域に位置されたプラテンアセンブリを備え、このプラテンアセンブリは、流体アパーチャーが貫通形成されたベース部材と、そのベース部材にシール可能に位置され、上流側と下流側を有する流体拡散部材であって、それら上流側及び下流側に流体連通する複数の流体通路を有する流体拡散部材と、上記ベース部材と上記流体拡散部材の上流側との間に形成された流体体積部と、上記拡散部材の下流側の上に第１距離だけ突出する特徴部とを含み、更に、処理領域に位置されて、基板支持面を有している回転可能な基板支持アセンブリであって、上記プラテンアセンブリに対して回転するように適応される回転可能な基板支持アセンブリも備えた無電界処理チャンバを提供する。
【０００７】
[0007]また、本発明の実施形態は、基板を処理するように適応される無電界処理チャンバにおいて、処理領域に位置されたプラテンアセンブリを備え、このプラテンアセンブリは、流体アパーチャーが貫通形成されたベース部材と、そのベース部材にシール可能に位置されて、上流側と下流側を有する流体拡散部材と、上記ベース部材と上記流体拡散部材の上流側との間に形成された流体体積部と、上記流体拡散部材に形成された複数の流体通路とを含み、これら複数の流体通路は、上記流体拡散部材の下流側及び上流側と流体連通し、上記複数の流体通路の少なくとも１つは、更に、上記上流側と流体連通し且つ第１の断面積を有する第１特徴部と、第２の断面積を有する第２特徴部とを含み、これら第１特徴部及び第２特徴部は、流体連通し、更に、処理領域に位置されて、基板支持面を有している回転可能な基板支持アセンブリであって、上記プラテンアセンブリに対して回転するように適応される回転可能な基板支持アセンブリも備えた無電界処理チャンバを提供する。
【０００８】
[0008]また、本発明の実施形態は、基板を処理するように適応される無電界処理チャンバにおいて、この無電界処理チャンバの処理領域に位置されて、１つ以上の基板支持面を有している回転可能な基板支持アセンブリと、上記処理領域に位置されて、第１面を有しているエッジダムであって、このエッジダム、及び／又は上記１つ以上の基板支持面に位置された基板を、上記第１面と基板の縁との間にギャップを形成するように配置できるエッジダムと、上記基板支持体に位置された基板の面に無電界処理溶液を配送するように適応された流体源と、を備えた無電界処理チャンバを提供する。
【０００９】
[0009]また、本発明の実施形態は、基板を処理するように適応される無電界処理チャンバにおいて、この無電界処理チャンバの処理領域に位置されて、基板支持面を各々有する１つ以上の半径方向に離間された基板支持特徴部を有している回転可能な基板支持アセンブリと、上記処理領域に位置されるボウルアセンブリであって、上記１つ以上の半径方向に離間された基板支持特徴部及びそこに位置される流体を受け入れるように適応される流体体積部を形成する１つ以上の壁を有しているボウルアセンブリと、上記流体体積部、及び上記１つ以上の基板支持面に位置された基板と流体連通する流体源と、上記流体体積部に位置された流体と熱連通する流体ヒータと、を備えた無電界処理チャンバを提供する。
【００１０】
[0010]また、本発明の実施形態は、基板を処理するように適応される無電界処理チャンバにおいて、処理領域に位置されたプラテンアセンブリを備え、このプラテンアセンブリは、上流側及び下流側を有し且つその上流側と下流側との間に流体連通する複数の流体通路を有する流体拡散部材と、第１流体アパーチャーが貫通形成された第１ベース部材であって、この第１ベース部材が上記流体拡散部材にシール可能に位置され、且つ上記第１流体アパーチャーが上記流体拡散部材に形成された複数の流体通路の少なくとも１つと流体連通するような第１ベース部材と、第２流体アパーチャーが貫通形成された第２ベース部材であって、この第２ベース部材が上記流体拡散部材にシール可能に位置され、且つ上記第２流体アパーチャーが上記流体拡散部材に形成された複数の流体通路の少なくとも１つと流体連通するような第２ベース部材と、を含み、更に、処理領域に位置されて、基板支持面を有している回転可能な基板支持アセンブリであって、上記プラテンアセンブリに対して回転するように適応される回転可能な基板支持アセンブリも備えた無電界処理チャンバを提供する。
【００１１】
[0011]本発明の上述した特徴を詳細に理解できるように、前記で簡単に要約した本発明を、添付図面に幾つか示された実施形態を参照して、より詳細に説明する。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態を示すに過ぎず、それ故、本発明の範囲を何ら限定するものではなく、本発明は、他の等しく有効な実施形態も受け入れられることに注意されたい。
【好ましい実施形態の詳細な説明】
【００１２】
[0039]図１は、システム１００の実施形態を示す。システム１００は、基板収容カセットとインターフェイスするように構成された複数の基板ロードステーション１３４を備えたファクトリインターフェイス１３０を備えている。ファクトリインターフェイス１３０には、ファクトリインターフェイスロボット１３２が位置され、これは、基板ロードステーション１３４に位置されたカセットにアクセスして、そこへ及びそこから基板１２６を移送するように構成される。また、このファクトリインターフェイスロボット１３２は、ファクトリインターフェイス１３０をメインフレーム１１３に接続するリンクトンネル１１５へ延びている。ファクトリインターフェイスロボット１３２のこの位置は、基板ロードステーション１３４へアクセスして、そこから基板を回収し、次いで、メインフレーム１１３に位置された処理セル位置１１４、１１６の１つ或いはアニールチャンバ１３５へ基板１２６を配送するのを許容する。同様に、ファクトリインターフェイスロボット１３２は、基板処理シーケンスが完了した後に、処理セル位置又はアニールチャンバ１３５から基板１２６を回収するのにも使用できる。この状態では、ファクトリインターフェイスロボット１３２は、基板ロードステーション１３４に位置されたカセットの１つへ基板１２６を配送して戻し、システム１００から取り出すことができる。
【００１３】
[0040]また、ファクトリインターフェイス１３０は、システム１００での処理の前及び／又は後に基板を点検するのに使用できる計測点検ステーション１０５も備えることができる。この計測点検ステーション１０５は、例えば、基板に堆積される材料の厚み、平坦さ、粒子構造、トポグラフィー等の特性を分析するのに使用できる。本発明の実施形態に使用できる計測点検ステーションは、例えば、ＢＸ−３０アドバンスド・インターコネクト・メジャーメント・システム、及びＣＤ−ＳＥＭ又はＤＲ−ＳＥＭ点検ステーションを含み、これらは、全て、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズインクから商業的に入手できるものである。また、計測点検ステーションの一例が、２００３年１０月２１日に出願された「PlatingSystem with Integrated Substrate Inspection」と題する共通に譲渡された米国特許出願第６０／５１３，３１０号に示されており、この出願は、本発明と矛盾しない程度に参考としてここにその全体を援用する。
【００１４】
[0041]アニールチャンバ１３５は、一般に、２位置アニールチャンバで、冷却プレート１３６及び加熱プレート１３７が互いに隣接して位置され、それらの付近に、例えば、２つのステーション間に、基板移送ロボット１４０が位置されている。この基板移送ロボット１４０は、一般に、加熱プレート１３７と冷却プレート１３６との間で基板を移動するように構成される。システム１００は、複数のアニールチャンバ１３５を備えてもよく、それらアニールチャンバ１３５をスタック構成としてもよい。更に、アニールチャンバ１３５は、リンクトンネル１１５からアクセスされるように位置されて示されているが、本発明の実施形態は、アニールチャンバ１３５の特定の構成又は配置に限定されない。従って、アニールチャンバ１３５は、メインフレーム１１３と直接連通するように位置され、即ちメインフレームロボット１２０によりアクセスされてもよいし、或いは又、アニールチャンバ１３５は、メインフレーム１１３と連通するように位置されてもよく、即ちアニールチャンバは、メインフレーム１１３と同じシステムに位置されるが、メインフレーム１１３に直接接触されず、即ちメインフレームロボット１２０からアクセスされなくてもよい。例えば、図１に示すように、アニールチャンバ１３５は、リンクトンネル１１５と直接連通するように位置されて、ロボット１３２及び／又は１２０を経てメインフレーム１１３へのアクセスを許容するようにしてもよい。アニールチャンバ１３５及びその動作の更なる説明は、２００４年４月１３日に出願された「TwoPosition Anneal Chamber」と題する共通に譲渡された米国特許出願第１０／８２３，８４９号に見ることができ、この出願は、本発明と矛盾しない程度に参考としてここにその全体を援用する。
【００１５】
[0042]メインフレーム１１３は、中央に位置されたメインフレームロボット１２０を備えている。このメインフレームロボット１２０は、一般に、基板を支持及び移送するように構成された１つ以上のブレード１２２、１２４を備えている。更に、メインフレームロボット１２０及びそれに付随するブレード１２２、１２４は、一般に、独立して延長し、回転し、枢着運動し、及び垂直に移動するように構成され、従って、メインフレームロボット１２０は、メインフレーム１１３に位置された複数の処理セル位置１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６へ同時に基板を挿入したりそこから基板を除去したりすることができる。同様に、ファクトリインターフェイスロボット１３２も、ファクトリインターフェイス１３０からメインフレーム１１３へと延びるロボットトラック１５０に沿って直線的に進行するのを許しながら、その基板支持ブレードを回転し、延長し、枢着運動し、及び垂直に移動する能力を備えている。
【００１６】
[0043]一般に、処理セル位置１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６は、基板処理システムに使用されるいかなる数の処理セルでもよい。より詳細には、これらの処理セル又は位置は、電気化学的メッキセル、すすぎセル、ベベル洗浄セル、スピンすすぎ乾燥セル、基板面洗浄セル（これは、洗浄、すすぎ及びエッチングセルを集合的に含む）、無電界メッキセル（これは、前洗浄セル及び後洗浄セル、活性化セル、堆積セル等を含む）、計測点検ステーション、及び／又は堆積処理システム及び／又はプラットホームに関連して有利に使用できる他の処理セルとして構成されてもよい。
【００１７】
[0044]各処理セル位置１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６及びロボット１３２、１２０の各々は、一般に、システムコントローラ１１１と通信し、このコントローラは、ユーザ及び／又はシステム１００に位置された種々のセンサの両方から入力を受信し、それら入力及び／又は所定の処理レシピに基づいてシステム１００のオペレーションを適切に制御するように構成されたマイクロプロセッサベースの制御システムでよい。コントローラ１１１は、一般に、メモリ装置（図示せず）及びＣＰＵ（図示せず）を備え、これらは、種々のプログラムを保有し、プログラムを処理し、また、必要に応じてプログラムを実行するために、コントローラ１１１により使用される。メモリは、ＣＰＵに接続されるもので、容易に入手できるメモリ、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、或いは他の形式のデジタル記憶装置、ローカル又はリモート、の１つ以上でよい。ＣＰＵに命令するために、ソフトウェア命令及びデータをコード化してメモリ内に記憶することができる。また、プロセッサを従来のようにサポートするためにＣＰＵにはサポート回路（図示せず）も接続される。これらサポート回路は、この技術で全て良く知られたキャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステム等を含むことができる。コントローラ１１１により読み取ることのできるプログラム（又はコンピュータ命令）は、処理チャンバにおいてどのタスクを実行できるか決定する。好ましくは、プログラムは、コントローラ１１１により読み取りできるソフトウェアであり、規定のルール及び入力データに基づいて無電界プロセスをモニタし、制御するための命令を含む。
【００１８】
[0045]更に、処理セル位置１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６は、以下に述べる流体導入システム１２００のような流体配送システムとも連通し、このシステムは、処理中に各処理セル位置へ必要な処理流体を供給するように構成される。一般に、流体配送システム（１つ又は複数）は、システムコントローラ１１１により制御される。処理流体配送システムの一例が、２００３年５月１４日に出願された「」と題する共通に譲渡された米国特許出願第１０／４３８，６２４号に見ることができ、この出願は、本発明と矛盾しない程度に参考としてここにその全体を援用する。
【００１９】
[0046]図１に例示されたシステム１００では、処理セル位置１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６は、次のように構成することができる。処理セル位置１１４及び１１６は、メインフレーム１１３の湿式処理ステーションと、リンクトンネル１１５、アニールチャンバ１３５及びファクトリインターフェイス１３０における一般的な乾燥処理ステーション又は領域との間のインターフェイスとして構成することができる。このインターフェイスに置かれる処理セル位置１１４、１１６は、例えば、スピンすすぎ乾燥セル及び／又は基板洗浄セルでよい。処理セル位置１１４及び１１６の各々は、スピンすすぎ乾燥セル及び基板洗浄セルをスタック構成で含んでもよい。或いは又、処理セル位置１１４がスピンすすぎ乾燥セルを含む一方、処理セル位置１１６が基板洗浄セルを含んでもよい。更に別の実施形態では、セル位置１１４、１１６の各々がスピンすすぎ乾燥セル及び基板洗浄セルの組合せを含んでもよい。本発明の実施形態に使用できるスピンすすぎ乾燥セルの一例の詳細な説明が、２００３年１０月６日に出願された「SpinRinse Dry Cell」と題する共通に譲渡された米国特許出願第１０／６８０，６１６号の見ることができ、この出願は、本発明と矛盾しない程度に参考としてここにその全体を援用する。
【００２０】
[0047]処理セル位置１０６、１０８は、基板洗浄セルとして構成されてもよく、より詳細には、処理セル位置１０６、１０８は、基板ベベル洗浄セル、即ち堆積プロセスが完了された後に基板の周囲、及び任意であるが、背面から過剰堆積物を除去するように構成されたセル、として構成されてもよい。ベベル洗浄セルの一例が、２００４年４月１６日に出願された「IntegratedBevel Clean Chamber」と題する共通に譲渡された米国特許出願第１０／８２６，４９２号に説明されており、この出願は、本発明と矛盾しない程度に参考としてここにその全体を援用する。本発明の実施形態は、更に、もし必要であれば、処理セル位置１０６、１０８をシステム１００から省いてもよいことも意図する。更に、処理セル位置１０６、１０８は、以下に詳細に述べるように、無電界処理セル又はセル対として構成されてもよい。
【００２１】
[0048]処理セル位置１０２、１０４及び１１０、１１２は、無電界処理セルとして構成されてもよい。これらの無電界処理セル位置１０２、１０４、１１０、１１２は、２つの処理セルが各処理エンクロージャー３０２に位置されるという構成で、メインフレーム１１３において処理エンクロージャー３０２内に位置されてもよく、即ち処理セル位置１１０及び１１２は、第１処理エンクロージャー３０２において第１及び第２の処理セルとして動作してもよく、また、処理セル位置１０２及び１０４は、第２処理エンクロージャー３０２において第３及び第４処理セルとして動作してもよい。更に上述したように、本発明の実施形態は、処理セル位置１０６及び１０８が、これら処理セル位置１０６、１０８の上に処理エンクロージャー３０２を位置させてもよいと共に、これら処理セル位置１０６、１０８が、必要に応じて、処理セル位置１０２、１０４、１１０、１１２と同様に動作するよう構成されてもよいことも意図している。
【００２２】
[0049] 処理エンクロージャー３０２に位置された無電界処理セルは、メッキ又はメッキ支持セル、例えば、電気化学的メッキセル、無電界メッキセル、無電界活性化セル、及び／又は基板すすぎ又は洗浄セルを含んでもよい。ここに例示する無電界システム１００では、システム１００における各セル対の一方の流体処理セルが活性化セルとなり、また、その対の他方の処理セルが無電界堆積セルとなる。この構成は、一般に、システム１００の反対側でも、反対の処理エンクロージャー３０２において複製される。例えば、本発明は、特定の構成に限定されないが、処理セル位置１０２は、無電界活性化セルとして構成されてもよく、一方、処理セル位置１０４は、無電界堆積セルとして構成される。同様に、処理セル位置１１２は、無電界活性化セルとして構成されてもよく、一方、処理セル位置１１０は、無電界堆積セルとして構成される。各処理エンクロージャー３０２における処理セルは、一般に、システムコントローラ１１１の制御のもとで互いに独立して動作する。
【００２３】
[0050]図２は、無電界堆積システム１００と、例えば、処理セル位置１１０、１１２に示されたエンクロージャー３０２とを例示する斜視図である。処理セル位置１１０、１１２のハードウェアは、明瞭化のために図２から省かれている。処理エンクロージャー３０２は、一対の処理セル位置１１０、１１２の周りの制御された処理環境を画成する。処理エンクロージャー３０２は、処理体積部を２つの実質的に等しいサイズの処理体積部３１２、３１３へと一般的に二分する中央内壁３０８を含むことができる。中央内壁３０８は任意であるが、これが実施されるときには、この中央内壁３０８は、一般に、処理セル位置１１０の上の第１処理体積部３１２と、処理セル位置１１２の上の第２処理体積部３１３とを形成する。これらの第１及び第２の処理体積部３１２、３１３は、中央内壁３０８により互いに実質的に分離されるが、中央内壁３０８の下部には、ノッチ即ちスロット３１０が形成される。このスロット３１０は、処理セル位置１１０、１１２間に位置される基板移送シャトル３０５を受け容れるサイズにされる。この基板移送シャトル３０５は、一般に、メインフレームロボット１２０の使用を必要とせずに、各処理セル間（１１０←→１１２）で基板を移送するように構成される。また、基板移送シャトル３０５は、真空チャック型の基板支持部材で、ある点の周りで枢着運動するように構成されて、基板移送シャトル３０５の遠方の基板支持端が矢印３０３（図１に示す）の方向に移動して、各処理セル位置１１０、１１２間で基板を移送することができる。また、処理体積部３１２、３１３の各々は、シール可能なアクセスポート３０４を含んでもよく、これは、メインフレームロボット１２０のようなロボットが各処理体積部３１２、３１３にアクセスして、基板をそこに挿入したり取り出したりするのを許容するように構成される。
【００２４】
[0051]また、処理体積部３１２、３１３の各々は、各処理体積部３１２、３１３の上部に位置された環境制御アセンブリ３１５（図２には、明瞭化のために処理エンクロージャーとの接触から外れて示されている）も備えている。この環境制御アセンブリ３１５は、プロセスガス源（図示せず）を備え、これは、処理体積部３１２、３１３と流体連通すると共に、各処理体積部３１２、３１３へプロセスガスを供給するように構成される。このプロセスガス源は、一般に、窒素、ヘリウム、水素、アルゴン、及び／又はそれらの混合物、或いは半導体処理に通常使用される他のガスのような不活性ガスの制御された流れを各処理体積部３１２、３１３へ供給するように構成される。環境制御アセンブリ３１５は、更に、粒子濾過システム、例えば、高効率微粒子エア（ＨＥＰＡ）型濾過システムを備えている。この粒子濾過システムは、処理体積部３１２、３１３に入るガス流から汚染微粒子を除去するのに使用される。また、粒子濾過システムは、その下の処理セル位置に向かうプロセスガスの一般的に線形の等しい流れを発生するのに使用される。更に、環境制御アセンブリ３１５は、各処理体積部３１２、３１３における湿度、温度、圧力等を制御するように構成された装置を含んでもよい。システムコントローラ１１１は、環境制御アセンブリ及び排出ポート３１４の動作を、システム１００の他のコンポーネント共に調整して、処理体積部３１２、３１３内の酸素含有量を、処理体積部３１２、３１３に位置されたセンサ又は検出器（図示せず）から受け取られる入力又は処理レシピのいずれかに基づいて制御するように使用されてもよい。
【００２５】
[0052]動作中に、プロセスガスは、一般に、環境制御アセンブリ３１５により処理体積部３１２、３１３へ供給される。プロセスガスを各処理体積部３１２、３１３へ導入することは、包囲された処理環境の内部に不活性ガスを充填するように作用し、従って、無電界メッキプロセスの質低下を招くことのある例えば酸素のようなガスを処理体積部３１２、３１３の内部からパージする。一般に、プロセスガス源は、プロセスガスを、処理体積部３１２、３１３に向かって、処理セル位置１１０、１１２の上の処理体積部３１２、３１３の頂部又は上部付近に及び各処理体積部３１２、３１３の中央付近に導入する。プロセスガスは、一般に、空気随伴粒子を最小にすると共にプロセスガスの流量及び方向の両方を等化するように構成されたＨＥＰＡ型濾過システムを通して処理体積部３１２、３１３へ導入され、ガスが処理セル位置に向かって均一に且つ連続する流量で流れるようにする。
【００２６】
[0053]また、処理セル位置１１０、１１２の各々は、環境制御アセンブリ３１５内のガス供給源から処理セル位置１１０、１１２に向かいプロセスガスを容易に均一に流すように位置された少なくとも１つの排出ポート３１４（又は必要に応じて多数の半径方向に位置された排出ポート３１４）も備えている。この排出ポート３１４は、各処理セル位置１１０、１１２で処理される基板の下に位置されてもよいし、或いは排出ポート３１４は、各処理セル位置１１０、１１２から半径方向外方に位置されてもよい。その位置に関わりなく、排出ポート３１４は、各処理セル位置１１０、１１２から流体及び化学的蒸気を任意に抜きながら、プロセスガスを容易に均一に流すように構成される。
【００２７】
[0054]処理体積部３１２、３１３へ不活性ガスを供給するための典型的なプロセスは、約１０ｓｌｍ乃至約３００ｓｌｍ、又はより詳細には、約１２ｓｌｍ乃至約８０ｓｌｍの流量で不活性ガスを供給することを含む。一般に、流量は、発生され又は存在し又は処理体積部へと漏れる望ましからぬガスの量を最小にするに充分なものでなければならない。各処理体積部３１２、３１３が閉じたとき、即ちアクセスポート３０４が閉じたときには、不活性ガスの流量を減少してもよい。アクセスポート３０４が開いたとき、即ち基板を処理エンクロージャー３０２へ又はそこから移送するときには、プロセスガスの流量を増加して、処理エンクロージャー３０２からのガスの流出を生じさせる。このガスの流出は、周囲ガス、特に、酸素が、処理エンクロージャーの内部へ入り込むのを防止するように構成される。アクセスポート３０４が閉じると、プロセスガスの流量を、基板の処理を受け容れる流量へと減少してもよい。この流量を、基板の処理を開始する前に、ある時間周期中維持して、到来する酸素を処理シーケンスの開始前に処理体積部３１２、３１３から除去することができる。排出ポート３１４は、プロセスガス供給源と協働作用して、処理体積部３１２、３１３から酸素を除去する。排出ポート３１４は、一般に、標準的な製造ファシリティ排出システムと連通し、プロセスガスを処理体積部３１２、３１３から除去するように使用される。本発明の別の実施形態では、処理体積部３１２、３１３は、この処理体積部３１２、３１３と流体連通して位置された真空ポンプを備えてもよい。この真空ポンプは、処理体積部３１２、３１３における望ましからぬガスの存在を更に減少するように使用できる。排出構成又はポンプ構成に関わらず、環境制御アセンブリ３１５は、一般に、処理体積部３１２、３１３の内部の酸素含有量を、基板処理中に約５００ｐｐｍより低く、より詳細には、基板処理中に約１００ｐｐｍより低く維持するように構成される。
【００２８】
[0055]また、環境制御アセンブリ３１５、排出ポート３１４、及びシステムコントローラ１１１を組み合せることで、システム１００が特定の処理ステップ中に処理体積部３１２、３１３の酸素含有量を制御できるようにし、ここで、１つの処理ステップは、最適な結果のために第１酸素含有量を必要とするものであり、第２処理ステップは、最適な結果のために第２酸素含有量を必要とするものであり、更に、これら第１及び第２酸素含有量は互いに異なるものである。酸素含有量に加えて、システムコントローラ１１１は、特定の処理シーケンスに対して望まれる処理エンクロージャーの他のパラメータ、例えば、温度、湿度、圧力等を制御するように構成されてもよい。これら特定のパラメータは、ヒータ、冷却装置、加湿器、除湿器、真空ポンプ、ガス源、エアフィルタ、ファン等により変更することができ、これらは、全て、環境制御アセンブリ３１５に含まれて、処理体積部３１２、３１３と流体連通するように位置され、且つシステムコントローラ１１１により制御することができる。
【００２９】
[0056]処理体積部３１２、３１３は、一般に、無電界メッキプロセスを容易にするサイズとされ、即ち処理体積部３１２、３１３は、環境制御アセンブリ３１５のガス供給源が処理ステップ中に低い酸素含有量（一般に、約５００ｐｐｍ未満、又はより詳細には、約１００ｐｐｍ未満）を維持できる一方、処理体積部３１２、３１３を蒸気飽和させずに体積部内の流体溶液の蒸発を支援するに充分な体積を許容するようなサイズとされる。蒸気飽和を防止するのに一般に必要とされるヘッドスペースの体積について、本発明者は、各処理位置１１０、１１２に対するヘッドスペースが、一般に、３００ｍｍ基板の処理位置に対して約１０００立方インチ乃至約５０００立方インチであることが分かった。従って、３００ｍｍ基板の処理用に構成されたときの本発明の処理体積部３１２、３１３のヘッドスペースは、一般に、例えば、約１５００平方インチ乃至５０００平方インチ、又は約２０００平方インチ乃至約４０００平方インチ、或いは約２０００平方インチ乃至約３０００平方インチとなる。従って、処理位置のエリアにわたり処理セル位置１１０、１１２の１つに位置された基板の上面から処理体積部３１２、３１３の頂部へ至る垂直方向距離（この体積を一般にヘッドスペースと称する）は、一般に、約６インチ乃至約４０インチの高さで、且つ処理位置１１０、１１２の直径又は断面積を有する。より詳細には、ヘッドスペースは、高さが約１２インチ乃至約３６インチでよく、処理体積部３１２、３１３の水平方向寸法は、一般に、各処理セル位置１１０、１１２の周囲を近似し、これらは、一般に、各処理セル位置１１０、１１２で処理される基板の直径より約１０％ないし約５０％大きいサイズとされる。これらの寸法は、本発明の装置の動作にとって重要である。というのは、それより小さい処理体積部は、蒸気飽和を生じる傾向があって、無電界メッキプロセスに否定的な影響を及ぼすことが示されているからである。従って、本発明者は、蒸気飽和及びそれに関連し得る欠陥を防止するためには、充分なヘッドスペース（処理位置の断面積が基板からエンクロージャーの頂部までの距離にわたる）が重要であると決定した。
【００３０】
[0057]処理体積部３１２、３１３は、一般に、互いに分離されるが、スロット３１０は、一方の処理体積部のガスが隣接処理体積部へ通過するのを許容する。従って、本発明の実施形態は、一方の処理体積部に、隣接処理体積部より高い圧力を与える。この圧力差は、各処理体積部３１２、３１３間の混和(crosstalk)に対する制御を許容する。というのは、圧力差が維持された場合には、処理体積部間のガス流が同じ方向及び同じ流量となるからである。従って、処理セルの一方は、活性化セルのような冷たい処理セルとして構成することができ、また、他方の処理セルは、無電界堆積セルのような加熱処理セルとして構成することができる。この実施形態では、加熱処理セルが高い圧力に加圧され、従って、加熱流体処理セルは、常に、スロット３１０を通して冷たい流体処理セルへガスを流す。この構成は、冷たい処理セルが加熱処理セルの温度を下げるのを防止する。というのは、加熱処理セル、即ち無電界堆積セルの方が、一般に、温度変動の結果として、冷たい流体処理セル、即ち活性化セルより、欠陥を受け易いからである。
【００３１】
[0058]別の実施形態では、各処理体積部３１２、３１３は、中央内壁３０８により互いに完全に分離されてもよく、即ち基板移送シャトル３０５及びスロット３１０が除去されてもよい。この実施形態では、メインフレームロボット１２０を使用して、各アクセスポート３０４を経てその分離された処理体積部３１２、３１３の各々にサービスし又はそこにアクセスすることができると共に、メインフレームロボットを操作して、各処理体積部３１２、３１３間で基板を移送することができる。
【００３２】
[0059]図３は、処理エンクロージャー３０２を除去した状態で堆積ステーション４００を例示する斜視図である。堆積ステーション４００は、一般に、図１及び２に示された処理セルの実施形態を表わす。堆積ステーション４００に示された処理セルは、無電界活性化ステーション４０２及び無電界堆積ステーション４０４でよい。これらステーション４０２、４０４間には基板移送シャトル３０５が位置され、これは、各ステーション４０２、４０４間で基板を移送するように構成される。ステーション４０２、４０４の各々は、回転可能な基板支持アセンブリ４１４を備え、これは、基板４０１を各ステーションにおいてフェースアップした向きで処理するよう支持する構成とされ、即ち基板４０１の処理面は、基板支持アセンブリ４１４から離れた方を向く。図３において、ステーション４０２は、基板４０１が基板支持アセンブリ４１４上に示されておらず、一方、ステーション４０４は、基板４０１が基板支持アセンブリ４１４上に支持され、各ステーションをロード状態及び空き状態の両方で示している。一般に、各ステーション４０２、４０４のハードウェア構成は同じであるが、本発明の実施形態は、ステーション４０２、４０４が同一のハードウェアを有するような構成に限定されない。例えば、本発明者は、堆積ステーション４０４が、ここに詳細に説明するプラテンアセンブリ４０３を有してもよく、一方、無電界活性化ステーション４０２は、プラテンアセンブリ４０３をもたずに構成されてもよいことを意図する。
【００３３】
[0060]図４の断面図にも示された基板支持アセンブリ４１４は、複数の垂直方向に延びる基板支持フィンガー４１２が延び出しているリング４１１を備えている。基板支持フィンガー４１２は、図３の処理位置４０４に及び図４の断面図に一般的に示されたように、基板４０１の縁又はベベルを支持するように構成された水平上面を一般に含む。基板支持フィンガー４１２は、更に、各支持フィンガー４１２に基板４０１をセンタリングするように位置された垂直ポスト部材４１５を含んでもよい。基板支持アセンブリ４１４は、更に、図４に示され且つそれを参照してここに詳細に述べるリフトアセンブリ４１３も備え、これは、リング４１１、ひいては、支持フィンガー４１２を垂直方向に操作して、基板４０１を各ステーション４０２、４０４へロードしたりアンロードしたりするように構成される。
【００３４】
[0061]ステーション４０２、４０４の各々は、処理中に基板４０１の上へ枢着回転して基板４０１の前側即ち製造面に処理流体を吐出(dispense)するように構成されたディスペンスアーム４０６、４０８を備えている。また、この流体ディスペンスアーム４０６、４０８は、基板に対して垂直方向に位置されるように構成されてもよく、即ちディスペンスアーム４０６、４０８の流体吐出部分は、処理されている基板４０１の表面から、約０．５ｍｍ乃至約３０ｍｍ、又はより詳細には、約５ｍｍ乃至約１５ｍｍ、或いは約４ｍｍ乃至約１０ｍｍに位置されてもよい。ディスペンスアーム４０６、４０８の流体吐出部分の垂直及び／又は角度位置は、基板の処理中に、必要に応じて調整されてもよい。ディスペンスアーム４０６、４０８は、２つ以上の流体コンジットを含んでもよく、従って、ディスペンスアーム４０６、４０８は、そこから多数の処理流体を基板４０１に吐出するように構成されてもよい。一実施形態では、図９及び図９Ａ−Ｂを参照して以下に述べる１つ以上の流体導入システム１２００がディスペンスアーム４０６及び／又は４０８に接続され、処理流体を基板４０１の面に配送する。
【００３５】
[0062]ディスペンスアーム４０６又は４０８のいずれかのアームにより吐出できる溶液は、例えば、すすぎ溶液、洗浄溶液、活性化溶液、無電界メッキ溶液、及び無電界堆積プロセスをサポートするのに必要な他の流体溶液を含む。更に、各ディスペンスアーム４０６、４０８の流体コンジット（図示せず）を加熱／冷却して、そこから吐出される流体の温度を制御することができる。アームのコンジットの加熱／冷却は、流体が基板へと吐出される前に冷える時間がないという効果を与える。それ故、この構成は、温度に依存する無電界堆積の均一性を改善するように働く。更に、本発明の実施形態では、流体ディスペンスアーム４０６、４０８の終端、即ち処理流体が吐出される場所が、移動可能に位置される。従って、ディスペンスアーム４０６、４０８の流体吐出部分と基板面との間の間隔を調整することができる。この間隔は、処理溶液の飛散を最小にするように働き、且つ基板の製造面に対する流体吐出動作の位置付けを制御するのを許容する。
【００３６】
[0063]図４は、一対の処理ステーション４０２、４０４を例示する断面図である。また、図４の断面図は、図２を参照して上述したように、中央内壁３０８により分割される第１及び第２の処理体積部３１２、３１３を画成する処理エンクロージャー３０２も示している。処理ステーション４０２、４０４の各々は、処理中に基板の真下に位置されるように構成された実質的に水平の上面を形成する基板処理プラテンアセンブリ４０３を備えている。図５Ａの詳細な断面図にも示されたこのプラテンアセンブリ４０３は、ベースプレート部材４１７の上に位置された流体拡散部材４０５を集合的に備え、流体拡散部材４０５及びベースプレート部材４１７は、それらの間に流体体積部４１０を形成する。
【００３７】
[0064]図４及び図５Ａを参照すれば、流体供給コンジット４０９は、流体体積部４１０及び流体拡散部材４０５と流体連通するように位置される。１つの態様において、脱イオン（ＤＩ）水源又は不活性ガス源のような流体源４０９Ｂは、流体供給コンジット４０９を通して流体体積部４１０へ流体を配送するように適応される。別の態様では、流体源４０９Ｂから配送される流体は、流体体積部４１０に入る前にこの流体を流体ヒータ４０９Ａに通すことにより、加熱されてもよい。流体ヒータ４０９Ａは、流体体積部４１０へ配送される流体の温度を制御するように使用される。流体ヒータ４０９Ａは、温度制御される流体にエネルギーを与えるいかなる形式の装置でもよい。ヒータは、浸漬型ヒータ（例えば、ヒータ素子が溶液に接触する）ではなく、ジャケット被覆された形式の抵抗ヒータ（例えば、ヒータが入口管路の壁を通して流体を加熱する）であるのが好ましい。コントローラ１１１及び温度プローブ（図示せず）に関連して使用される流体ヒータ４０９Ａは、流体体積部４１０に入る流体の温度が希望の温度であることを保証するように使用できる。
【００３８】
[0065]１つの態様において、ベースプレート部材４１７には、任意の流体流バッフル４１６が取り付けられ、これは、流体供給コンジット４０９の終端と流体拡散部材４０５の下面との間で流体体積部４１０に位置される。この流体バッフル４１６は、流体源４０９Ｂ及び流体ヒータ４０９Ａから配送された温度制御された流体を流体拡散部材４０５へ均一に配送するのを許容するように適応される。
【００３９】
[0066]ベースプレート部材４１７及び流体拡散部材４０５は、セラミック材料（例えば、完全にプレスされた窒化アルミニウム、アルミナＡｌ２Ｏ３、炭化シリコン（ＳｉＣ））、ポリマー被覆金属（例えば、ＴｅｆｌｏｎＴＭポリマー被覆アルミニウム又はステンレススチール）、ポリマー材料、又は半導体流体処理に適した他の材料から製造することができる。好ましいポリマー被覆又はポリマー材料は、フッ素処理されたポリマー、例えば、Ｔｅｆｚｅｌ（ＥＴＦＥ）、Ｈａｌａｒ（ＥＣＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロプロピレン（ＦＥＰ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）等である。本発明の流体処理セル５００の構成、要素及び動作の更に詳細な説明は、２００３年１０月６日に出願された「Apparatusto Improve Wafer Temperature Uniformity for Face-up Wet Processing」と題する共通に譲渡された米国特許出願第１０／６８０，３２５号に見ることができ、この出願は、本発明と矛盾しない程度に参考としてここにその全体を援用する。
【００４０】
[0067]図５Ａを参照すれば、動作中に、基板４０１は、支持フィンガー４１２により固定され、垂直方向に流体拡散部材４０５のすぐ上に位置される。流体拡散部材４０５と基板４０１との間のスペース４５０には、流体源４０９Ｂ及び流体ヒータ４０９Ａから配送された温度制御された流体が充填され、これは、流体供給コンジット４０９及び流体拡散部材４０５を通して吐出される。この温度制御された流体は、基板４０１の背面に接触し、そこに熱を伝達して基板を加熱する。この実施形態では、基板は、流体拡散部材４０５の上面に対して平行関係で、流体拡散部材４０５の上面から約０．１ｍｍ乃至約１５ｍｍ離れて、より詳細には、流体拡散部材４０５の上面から約０．５ｍｍ乃至約２ｍｍ離れて、一般的に位置される。１つの態様において、基板４０１は、基板支持アセンブリ４１４に取り付けられた支持モータ４４３（図４）の使用により、拡散部材４０５及びそこから流れる温度制御される流体に対して回転される。流体拡散部材４０５及び温度制御された流体に対する基板４０１の回転は、温度制御された流体と基板４０１との間の熱伝達を改善するのに効果的である。
【００４１】
[0068]別の実施形態では、プラテンアセンブリ４０３の内部に、抵抗形式のヒータでよいヒータ４３３を含むことができ、これは、プラテンアセンブリ４０３の温度を増加して、処理されている基板４０１へ熱を伝達するように構成される。１つの態様では、流体供給源４０９Ｂ及び流体ヒータ４０９Ａは、温度制御された流体を、流体供給コンジット４０９を通して配送し、その後に流体が支持フィンガー４１２に位置された基板４０１に接触するように構成されてもよい。この構成では、ヒータ（例えば、素子４３３及び４０９Ａ）がシステムコントローラ１１１と通信し、システムコントローラ１１１が各ヒータの動作を調整して、温度制御される流体及び処理されている基板の温度を制御することができる。
【００４２】
[0069]流体拡散部材４０５には、複数のホール４０７が貫通形成されて、流体拡散部材４０５の下流側即ち頂面４５３を、流体拡散部材４０５の下面即ち上流側４０５Ａに接続している。流体拡散部材４０５周辺部は、一般に、ベースプレート部材４１７とシール状態で連通し、従って、流体は、流体供給コンジット４０９により流体体積部４１０へ導入され、この流体導入によりシール状態の流体体積部４１０に発生する流体背圧圧力の結果として、流体拡散部材４０５に形成されたホール４０７を経て均一に流れるようにされ得る。従って、流体体積部４１０は、流体拡散部材４０５の上流側４０５Ａと、ベースプレート部材４１７の内面４１７Ａとで包囲される。
【００４３】
[0070]一実施形態では、流体拡散部材４０５は、約１０乃至約２００個のホール４０７を含んでもよく、これらホールは、一般に、直径が約０．５ｍｍ乃至約１５ｍｍ、又はより詳細には、直径が約０．７ｍｍ乃至約３ｍｍである。ホール４０７は、垂直方向に位置されてもよいし、或いは又流体拡散部材４０５の頂面４５３に対してある角度で位置されてもよい。また、ホール４０７は、流体拡散部材４０５の面を横切る外向きの流体流パターンを促進するために、垂直から約５°乃至約４５°の角度に位置されてもよい。更に、角度付けされたホール４０７は、流体の乱流を減少するように構成することもできる。
【００４４】
[0071]図５Ｂは、支持フィンガー４１２に位置された基板の面にわたる温度制御された流体の分布均一性を改善するために複数の多小面付き(multifaceted)ホール４５２及びダム４５１を有する流体拡散部材４０５の別の実施形態を示す。図５Ｂ−図５Ｄに示すように、一実施形態では、多小面付きホール４５２は、その入口区分４５２Ａの直径（図５ＣのエレメントＤ１）がその出口区分４５２Ｂの直径（図５ＣのエレメントＤ２）より小さくされている。この構成では、多小面付きホール４５２の小さい入口区分４５２Ａは、多小面付きホール４５２を通る流れを制限して、流体拡散部材４０５及び基板の面にわたる流れの均一性を改善するサイズとされる。更に、出口区分４５２Ｂを出る温度制御された流体の速度を減少すると共に、流体拡散部材４０５の頂面４５３（図５Ｃ）即ち下流側の表面積も減少するために、出口区分４５２Ｂ（アイテム＃Ｄ２）は、入口区分４５２Ａ（アイテム＃Ｄ１）より大きくされる。頂面４５３の表面積の、この減少は、流動する温度制御された流体と接触しないエリア即ち「乾燥領域」を基板の背面に形成する機会を減少するので、効果的であることが分かった。これら「乾燥領域」の形成は、流動する温度制御された流体の表面張力と、温度制御された流体が基板面及び／又は流体拡散部材４０５の頂面４５３を「濡らす」能力とにより影響されると考えられる。１つの態様において、流体が頂面を「濡らす」能力を改善するために、流体拡散部材４０５の頂面４５３を、約１．６マイクロメータ（μｍ）乃至約２０マイクロメータ（μｍ）の粗面度（Ｒａ）に粗面化することが望まれてもよい。「乾燥領域」が充分に大きい場合には、基板にわたる温度均一性は、温度制御された流体から基板へ伝達される熱の欠如により影響され、ひいては、堆積プロセスの結果に影響を及ぼす。１つの態様において、頂面４５３は、ビードブラスティング又は砂粒ブラスティングプロセスの使用により粗面化される。上記説明では「直径」を有するホールの使用について述べたが、多小面付きホールの他の実施形態は、拡散部材４０５を貫通する一定又は可変断面積を有する他の形状の領域（例えば、方形、八角形等）の使用も意図している。本発明の１つの態様において、多小面付きホール４５２のサイズ及び形状は、希望の流体カバレージ、熱伝達プロフィール及び／又はプロセス結果を得るように、拡散部材４０５の面にわたって変更し得る。
【００４５】
[0072]ダム４５１即ち「持ち上がった部分」は、流体拡散部材４０５の頂面４５３の上に突出する環状リングであり、流動する温度制御された流体（図５Ｂのアイテム“Ａ”）が基板と頂面４５３との間に形成されたスペース４５０を出るときにその流れを収集して限定するように一般的に使用される。従って、ダム４５１は、「乾燥領域」の形成を最小にするか又は排除するように使用される。というのは、多小面付きホール４５２を出る温度制御された流体を収集した後に、それがダム４５１を越えて流れるようにするからである。従って、ダム４５１は、温度制御された流体を、流体拡散部材４０５の頂面４５３に保持し、又は「貯留」させる傾向がある。図５Ｃを参照すれば、１つの態様において、ダム４５１は、頂面４５３の上に距離「Ｘ」突出し、ここで、距離「Ｘ」は、約０．５ｍｍ乃至約２５ｍｍである。
【００４６】
[0073]また、図５Ｃは、図５Ｂに示す断面図の縁を拡大した図である。プラテンアセンブリ４０３の１つの態様において、ダム４５１及び流体拡散部材４０５の外径Ｄ３（即ち外面）は、基板の直径（アイテム＃Ｄ４）より小さい。この構成が望ましいのは、基板の頂面（アイテム＃Ｗ１）に吐出された流体が温度制御された流体に接触する機会を最小にし、基板の頂面に吐出された流体の成分が基板の背面（アイテム＃Ｗ２）を汚染しないよう保つからである。
【００４７】
[0074]図５Ｃは、上述したように入口区分４５２Ａ及び出口区分４５２Ｂの２つの特徴部を有する多小面付きホール４５２を距離「Ｌ」だけ等離間して含むプラテンアセンブリ４０３の一実施形態を示す。図５Ｃに示すように、入口区分４５２Ａは、深さがＨ１であり、出口区分４５２Ｂは、深さがＨ２である。図５Ｄは、入口区分４５２Ａから出口区分４５２Ｂへより穏やかに移行するように面（アイテム＃４５４Ａ−Ｃ）が互いに直角ではない多小面付きホール５４２を有する流体拡散部材４０５の別の実施形態を示す。例えば、一実施形態において、面４５４Ｂとホールの中心線との間の角度を約６０°にするのが効果的である。図５Ｄに示す面（図示されたアイテム＃４５４Ａ−Ｃ）の数と、面の形状（即ち直線的又は非直線的（例えば、指数関数、二次曲線、等））は、本発明の範囲を限定することを意図していない。図５Ｃ−Ｄは、同軸的な特徴部、例えば、対称軸が一致する特徴部を有する多小面付きホールを示しているが、他の実施形態は、本発明の基本的な範囲から逸脱せずに、対称的でないか又は一致する対称の中心をもたない特徴部を有してもよい。
【００４８】
[0075]図５Ｅは、プラテンアセンブリ４０３の等寸断面図で、流体拡散部材４０５にわたる多小面付きホールパターンの一実施形態を示す。図５Ｅに示す一実施形態では、多小面付きホール４５２のパターンは、方形タイプのホールパターン（例えば、Ｌ１ｘＬ１）に配列されている。他の実施形態では、流体拡散部材４０５は、基板にわたる温度プロフィールを改善又は調整して、基板面で実行される無電界堆積プロセスの均一性を改善するために、六角形の密接パックパターン（即ち、単一のホールの周りに６つの等離間されたホールがある繰り返しパターン）、長方形ホールパターン、半径方向対称的ホールパターン、及び／又は他の非均一ホールパターンで配列されたホールのアレイを有するセクタ、象限又は全面を有してもよい。
【００４９】
[0076]図５Ｆは、流体体積部４１０を２つのゾーンに分割して、これらゾーンが、異なる温度の１つ以上の温度制御された流体を流体拡散部材４０５と基板４０１との間のスペース４５０へ配送できるようにするプラテンアセンブリ４０３の一実施形態を示す断面図である。この構成は、基板にわたり希望の温度プロフィールを達成し、ひいては、無電界堆積プロセスの希望の結果を達成するのに有用であろう。この構成では、プラテンアセンブリ４０３は、第１ゾーンハードウェアアセンブリ４４７と、第２ゾーンハードウェアアセンブリ４４８とを含んでもよい。第１ゾーンハードウェアアセンブリ４４７は、第１流体供給コンジット４４６Ａと、第１流体ヒータ４４６Ｂと、第１流体源４４６Ｃと、第１ベース部材４４６Ｄとを含んでもよい。第２ゾーンハードウェアアセンブリ４４７は、第２流体供給コンジット４４５Ａと、第２流体ヒータ４４５Ｂと、第２流体源４４５Ｃと、第２ベース部材４４５Ｄとを含んでもよい。図５Ｆに示す構成では、第２ベース部材４４５Ｄは、図５Ａ及び図７に示すベース部材４１７である。１つの態様において、第１ゾーンハードウェアアセンブリ４４７は、第１の温度制御された流体（エレメント“Ｂ”）を配送するように構成され、また、第２ゾーンハードウェアアセンブリ４４８は、第２の温度制御された流体（エレメント“Ａ”）を、支持フィンガー４１２に位置された基板４０１へ配送するように構成され、ここで、第１及び第２の温度制御された流体は、異なる温度である。本発明の別の実施形態において、プラテンアセンブリ４０３の内部は、第１ゾーンハードウェアアセンブリ４４７の第１ベース部材４４６Ｄ及び／又は第２ゾーンハードウェアアセンブリ４４８の第２ベース部材４４５Ｄにおける流体の温度を上昇するように適応される１つ以上の抵抗形式のヒータ（図示せず）を含んでもよい。この構成では、ヒータ（例えば、抵抗ヒータ、エレメント４４５Ｂ、エレメント４４６Ｂ）は、システムコントローラ１１１と通信し、このシステムコントローラ１１１は、各ヒータの動作を調整して、温度制御される流体、ひいては、処理される基板の温度を制御することができる。図５Ｆは、２つのゾーンを含むプラテンアセンブリ４０３の一実施形態を示しているが、本発明の他の実施形態では、流体体積部４１０を３つ以上のゾーンに分割し、これらゾーンが基板に接触する流体の温度を別々に制御できることが望まれる場合もある。１つの態様において、個別の加熱流体が、個々のホール４０７又はそのグループを経て基板の背面の異なるエリアへ供給され、従って、個々のホール４０７の位置及び個々のホール４０７を経て流れる加熱流体の温度の結果として基板にわたる温度変動の制御を与える。この実施形態は、例えば、処理中に基板の中心又は縁付近に高い温度を発生するのに使用できる。
【００５０】
[0077]本発明の別の実施形態において、流体拡散部材４０５は、流体が貫通して流れるのを許容するように構成された例えば多孔性セラミックのような多孔性材料で構成されてもよい。１つの態様において、多孔性セラミック材料は、例えば、アルミナ酸化物材料である。この実施形態では、ホール４０７が一般的に要求されないが、本発明者は、必要に応じて流体流量を増加するために、多孔性の流体拡散部材４０５に関連して幾つかのホール４０７を実施することも意図している。１つの態様において、流体拡散部材４０５は、多孔性プラスチック材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＶＤＦ、ＰＴＦＥ、Ｔｅｆｌｏｎ、又は他の適合し得る多孔性プラスチック材料で構成されてもよい。親水性の表面を有するプラスチック材料は、流体拡散部材４０５の面の「濡れ」を促進するために効果的であろう。
【００５１】
[0078]一実施形態において、流体拡散部材４０５は、寸法が約０．１マイクロメータから約５００マイクロメータの孔をもつように設計される。流体拡散部材４０５を通る流体の流れ抵抗は、流れ流体拡散部材４０５を通して流体が進行する距離の関数であるから、流体拡散部材４０５の垂直方向高さを変更して、希望の流体流れ特性を与えることができる。
【００５２】
[0079]図４及び７を参照すれば、処理のために基板を位置させるプロセスは、一般に、リフトアセンブリ４１３をロード位置と処理位置との間で移動することを含む。リフトアセンブリ４１３は、図４の左側処理ステーション４０２ではロード位置で示されており、ここで、リフトアセンブリは、垂直位置にあって、支持フィンガー４１２が上部キャッチリング４１８の上に延びている。この位置では、ディスペンスアーム４０６が垂直方向に支持フィンガー４１２の上に離間され、基板４０１をロードするのを許容する。ディスペンスアーム４０６（及び無電界堆積システムの他の流体ディスペンスアーム）は、上部アーム部材４２５を伸縮自在に受け入れる固定ベース部材４２６を備えている。駆動モータは、その上部アーム部材４２５をベース部材４２６に対して伸縮自在に移動して、ディスペンスアーム４０６の垂直位置を調整する。基板４０１は、メインフレームロボット１２０又は基板移送シャトル３０５により支持フィンガー４１２の上に位置され、次いで、支持フィンガー４１２を垂直方向に操作して基板４０１を各ロボット／シャトル１２０、３０５から移動することができる。基板４０１が支持フィンガー４１２によりロボット／シャトル１２０、３０５より上に支持されると、ロボット／シャトル１２０、３０５を基板４０１の下から除去できると共に、支持フィンガー４１２を処理位置へ下げることができる。
【００５３】
[0080]リフトアセンブリ４１３は、図４の右側の処理ステーション４０４では処理位置で示されており、ここでは、リフトアセンブリ４１３は、支持フィンガー４１２が基板４０１をキャッチリング４１８、４１９の１つの付近の垂直位置に位置づけるように、垂直方向に位置される。処理位置では、図４の処理ステーション４０４に示されたように、流体ディスペンスアーム４０８が下げられて、基板４０１の上面付近に位置される。リフトアセンブリ４１３は、該リフトアセンブリ４１３及びこれに取り付けられたコンポーネントを垂直方向に操作するように構成された動力ジャッキスクリューアセンブリ４２７により一般的に操作される。より詳細には、流体処理セルの下部がリフトアセンブリ４１３に取り付けられ、それと協働して移動する。処理セルの下部は、一般に、基板支持アセンブリ４１４（支持フィンガー４１２及びリング４１１を含む）、下部のインターリーブ壁４２４、及び排出ポート３１４を備えている。
【００５４】
[0081]図４及び図７を参照すれば、一実施形態において、プラテンアセンブリ４０３は、静止したままであり、リフトアセンブリ４１３のコンポーネント（例えば、支持フィンガー４１２、リング４１１）と共に移動しない。この構成では、ベースプレート部材４１７及び流体拡散部材４０５に接続されたベースプレート支持体４４２は、１つ以上の構造上の支持体（図示せず）を介してメインフレーム１１３に装着される。従って、この実施形態では、ベースプレート支持体４４２、ベースプレート部材４１７及び流体拡散部材４０５は、基板リフトアセンブリ４１３が基板支持アセンブリ４１４を持ち上げるときに並進移動せず、又は支持モータ４４３が基板支持アセンブリ４１４を回転するときに回転しない。１つの態様において、基板支持アセンブリ４１４は、１つ以上のベアリング（図示せず、図９のエレメント１０５４Ａ−Ｂを参照）を使用して、ベースプレート支持体４４２に整列され、また、それらベアリングは、基板支持アセンブリ４１４のコンポーネントをベースプレート支持体４４２に対して支持し且つガイドする。この実施形態は効果的である。というのは、ベースプレート部材４１７及び流体拡散部材４０５の回転が要求されると、一般的に信頼性が低く且つ粒子を発生する回転流体シール（図示せず）の使用が必要になり、デバイス収率性能にとって有害となり得るからである。１つの態様において、ベースプレート支持体４４２は、電気ワイヤ（図示せず）及び流体供給コンジット（１つ又は複数）４０９（図５Ａ及び７）も収容する。
【００５５】
[0082]図６を参照すれば、基板支持アセンブリ４１４は、一般に、支持フィンガー４１２、垂直ポスト部材４１５、基板支持面４１５Ａ、及びリング４１１を備えている。基板支持面４１５Ａにのせられた基板は、垂直ポスト部材４１５により捕獲され又は保持される。本発明の１つの態様において、基板支持アセンブリ４１４は、種々のコンポーネントの熱膨張が、基板支持面４１５Ａにのせられた基板を保持するための基板支持アセンブリ４１４の能力に影響しないように、設計される。基板支持アセンブリ４１４の熱膨張は、垂直ポスト部材４１５間にのせられる基板の置き違え及び／又はダメージを招くことがある。熱膨張を減少する１つの方法は、熱膨張係数の低い材料、例えば、タングステン、アルミナ又は炭化ホウ素を使用して基板支持アセンブリ４１４を設計することである。別の態様において、リング４１１は、支持フィンガー４１２及び垂直ポスト部材４１５の移動を最小にする幾何学形状をもつように設計されてもよい。
【００５６】
[0083]図４及び図７を参照すれば、各処理ステーション４０２、４０４の下部は、複数のインターリーブ壁アセンブリ４２２を各々備えている。このインターリーブ壁アセンブリ４２２は、図４の位置４０２に示されたロード位置と、図４の位置４０４に示された処理位置との間でリフトアセンブリ４１３と協働して移動するように構成される。インターリーブ壁アセンブリ４２２は、一般に、メインフレーム１１３に堅牢に取り付けられた上部インターリーブ壁４２３と、リフトアセンブリ４１３に取り付けられてそれと共に移動するように構成された下部インターリーブ壁４２４とを備えている。下部インターリーブ壁４２４（より詳細には、セルに最も接近して位置された最も内側の一対のインターリーブ壁４２４）には、脱イオン水のような流体を充填することができ、これは、処理ステーション４０２、４０４の下部を包囲環境の外側の環境からシールするように働く。脱イオン水は、一般に、例えば、従来の「ドリップ」メカニズムを通して下部インターリーブ壁４２４間のスペースへ連続的に供給される。流体シールのインターリーブ壁アセンブリ４２２を使用すると、本発明の処理ステーション４０２、４０４は、信頼性の高いシールを形成すると共に、構造体が回転し及び直線的に移動する間に単一のシール４２８でシールする必要性を除去するのを許容する。従来の用途では、共通のガイドシャフトに位置された回転及び直線の両シールとして働くシールを使用することが一般的である。インターリーブ壁アセンブリ４２２は、図７に示すシール４２８が、単に回転用シールであり、流体処理システムにおいて確実に動作することがしばしば困難な回転シール及び垂直スライドシールの組合せでないことを許容する。
【００５７】
[0084]上述したように、ステーション４０２、４０４の各々は、図４、５及び７に示すように、上部キャッチリング４１８及び下部流体キャッチリング４１９を含んでもよい。各キャッチリング４１８、４１９は、一般に、各ステーション４０２、４０４の内壁から内方及び上方に延びる環形状の部材で構成される。リング４１８、４１９は、セルの内壁に取り付けられてもよいし、或いはセルの内壁の一体的部分であってもよい。キャッチリング４１８、４１９の内終縁４２１ａ、４２１ｂは、一般に、その直径が、処理されている基板４０１の直径より約５ｍｍ乃至約５０ｍｍ大きいサイズにされる。従って、基板４０１は、処理中に各リング４１８、４１９を通して垂直方向に上昇及び下降することができる。更に、キャッチリング４１８、４１９の各々は、これら流体キャッチリング４１８、４１９（図７）に到着する処理流体を収集するように各々構成された流体ドレイン４２０ａ、４２０ｂも備えている。これらの流体ドレイン４２０ａ、４２０ｂは、図７に示すように、排出ポート３１４と流体連通する。排出ポート３１４は、分離ボックス４２９（図４）へ接続され、ここで、ガス及び流体を互いに分離することができる。分離ボックス４２９は、この分離ボックス４２９の上部に位置されたガス排出ポート４３０と、このボックスの下部に位置された流体ドレイン４３１とを備えている。分離ボックス４２９は、更に、キャッチリング４１８の流体ドレイン４２０ａ又はキャッチリング４１９の流体ドレイン４２０ｂに収集された処理流体を、収集及び再使用のための回収装置（図示せず）へ配送するように構成された再捕獲ポート４３２（図４）も備えている。
【００５８】
[0085]図７を参照すれば、キャッチリング４１８及び４１９は、各処理ステーション４０２、４０４内の多数の垂直方向位置で基板４０１の流体処理を許容するように構成される。例えば、１つの位置において、基板４０１は、該基板４０１の上面が第１の流体処理ステップのために上部キャッチリング４１８の終縁４２１ａの若干上に位置されるように配置できる。この構成では、第１処理流体をディスペンスアーム４０６、４０８により基板４０１に吐出しながら、基板支持アセンブリ４１４、ひいては、基板４０１を、支持モータ４４３を使用して、約５ｒｐｍ乃至約１２０ｒｐｍの速度で回転することができる。基板４０１の回転は、基板に吐出された流体を基板から半径方向外方に流動させる。流体は、基板の縁を越えて流れると、外方及び下方に進行し、上部キャッチリング４１８に受け取られる。流体は、流体ドレイン４２０ａにより捕獲され、再捕獲ポート４３２へ送られるか、又はもし必要であれば、その後の処理のために再循環されてもよい。第１の流体処理ステップが完了すると、基板４０１は、第２の処理位置へと垂直方向に移動され、そこで、基板４０１の上面を、第２の流体処理ステップのために下部流体キャッチリング４１９の終端４２１ｂの若干上に位置することができる。基板４０１は、この構成では、第１の流体処理ステップと同様に処理され、そのプロセスに使用された流体を流体ドレイン４２０ｂにより収集することができる。この構成の効果は、単一の処理ステーションにおいて多数の流体処理化学物質を使用してもよいことである。更に、独立した流体ドレイン４２０ａ、４２０ｂを各々有する個別の流体キャッチリング４１８、４１９が、非適合性処理流体の個別の収集を許容するので、流体処理化学物質は適合性のものでも又は非適合性のものでもよい。
【００５９】
[0086]図８Ａは、本発明の種々の態様を実行するように適応できる流体処理チャンバ８００を例示する断面図である。この流体処理チャンバ８００は、図１に示された処理セル位置１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６のいずれの１つに位置されてもよい。或いは又、流体処理チャンバ８００は、スタンドアローンのメッキセルとして実施されてもよいし、又は別の基板処理プラットホームに関連して実施されてもよい。また、流体処理チャンバ８００は、一般に、頂部（任意のもので、図示されていない）、側壁１０及びベース２７を含む処理コンパートメント２８を備えている。円形側壁を有すると共に底部４Ｃの中央にアパーチャー４Ａを有するボウル４が、一般的に、ベース２７の中央位置に配置される。スピンドル１３が一般にボウル４のアパーチャー４Ａに配置される。ボウル４のアパーチャー４Ａ内に位置されたスピンドル１３には、複数の基板支持フィンガー１８が接続される。これら基板支持フィンガー１８は、摩擦によるか、及び／又は基板Ｗの基板背面Ｗ２に真空を付与することで基板を「チャック」することにより、基板Ｗを保持するように構成される。スピンドル１３及び基板支持フィンガー１８は、リニアスライダ３０の使用によりボウル４に対して上昇又は下降することができる。図８Ａに示すように、処理位置にあるときには、基板支持フィンガー１８に保持された基板Ｗは、リニアスライダ３０の使用により、ボウル４の側壁頂部４Ｄと基板Ｗの基板背面Ｗ２との間に調整可能なギャップ３３を形成するように位置される。このギャップ３３は、一般に、基板背面Ｗ２とボウル４との間に形成された流体体積部２５からの温度制御された流体の流れを制限及び制御するように調整される。流体源３は、温度制御された流体を流体体積部２５へ配送する。
【００６０】
[0087]一実施形態において、エッジダム１が、基板Ｗの周囲の半径方向外方に位置される。エッジダム１は、一般に、基板Ｗを取り巻く連続的な環状リングで、側壁１０に直接取り付けられてもよいし（図８Ｂに示すように）、或いはエッジダム１を垂直に上下できる垂直リフトアセンブリ２に取り付けられてもよい。エッジダム１は、一般に、流体ディスペンスポート２６から基板Ｗの処理面Ｗ１へ配送される流体の量を保持するように構成される。１つの態様において、基板Ｗの処理面Ｗ１及びエッジダム１の内壁１Ａは、処理面Ｗ１に保持される流体が収集される流体体積部領域２９を画成する。１つの態様において、エッジダム１は、その内径が基板Ｗの外径より大きくなるように構成され、基板Ｗの周囲とエッジダム１の内壁との間にギャップ３２が形成される。このギャップ３２は、一般に、そのサイズ、及び基板Ｗと、エッジダム１と、流体体積部領域２９に保持された流体との間に生じる表面張力により、ギャップ３２を通して流れる流体の量を最小にするサイズとされる。
【００６１】
[0088]１つの態様において、エッジダム１は、基板の処理面Ｗ１に流体を収集するのを許し、その流体が基板Ｗの基板背面Ｗ２を汚染するのを防止し、更に、流体体積部領域２９へ吐出される処理溶液の消費を制限するのに使用される。１つの態様において、ギャップ３２は、約０．５ｍｍ乃至約２ｍｍである。
【００６２】
[0089]一実施形態において、エッジダム１は、このエッジダム１を２つ以上の垂直位置に位置させるように適応される垂直リフトアセンブリ２により上昇又は下降させることができる。この垂直リフトアセンブリ２は、リードスクリュー（図示せず）に取り付けられた従来の空気アクチュエータ又はＤＣサーボモータでよい。１つの態様において、エッジダム１の上昇又は下降を利用して、流体体積部領域２９に保持される処理流体の量、ひいては、基板Ｗの処理面Ｗ１に存在する流体の量を調整することができる。別の態様において、エッジダム１の頂部が基板Ｗより低くなるような位置へエッジダム１が下降されるか、又はエッジダム１の底部が基板Ｗより高くなるような位置へエッジダム１が上昇されると、基板Ｗに保持された流体は、基板の回転により生じる遠心力又は重力により、基板Ｗの面から半径方向外方に流れることが許される。すすぎプロセス及び乾燥プロセスのような他のプロセスも、エッジダム１が下降又は上昇されたときに実行することができる。
【００６３】
[0090]図８Ｃ及び図８Ｄは、細長い部分１Ｃが基板Ｗの下に位置されたエッジダム１の一実施形態を示す。１つの態様において、細長い部分１Ｃは、エッジダム１の内壁１Ａから内方に延び、ひいては、エッジダム１に“Ｌ”字型断面を与える。また、細長い部分１Ｃは、一般に、その内径が基板Ｗの外径より小さくなるように構成される。１つの態様において、図８Ｃに示すように、エッジダム１は、処理中に流体体積部領域２９に保持された流体の流れを制限するためのギャップ３２を形成するように位置される。
【００６４】
[0091]１つの態様において、図８Ｄに示すように、エッジダム１は、該エッジダム１の細長い部分１Ｃが基板Ｗの面に接触して、吐出された流体の静的な「プール」を基板Ｗに形成するのを許容するに充分な高さに上昇される（図８Ｄ）。別の態様では、細長い部分１Ｃを使用して、基板支持フィンガー１８から基板Ｗを持ち上げ、流体体積部２５に収容された温度制御された流体により基板背面Ｗ２を加熱せずに基板Ｗを処理することが許される。別の態様では、垂直リフトアセンブリ２の使用により、エッジダム１を、エッジダム１の頂部が基板Ｗより低くなる位置まで下げて、基板に保持された処理流体を、重力又は基板の回転により、基板Ｗから半径方向外方へ流すことができる。すすぎプロセス及び乾燥プロセスのような他のプロセスも、エッジダム１が下降されたときに実行することができる。
【００６５】
[0092]図８Ａを参照すれば、一般的に、基板を支持するためにスピンドル１３の頂部には３つ以上の基板支持フィンガー１８が半径方向に取り付けられてもよい。１つの態様では、３つの基板支持フィンガー１８が半径方向に均一に配列され、即ちフィンガー間の角度は、１２０度離される。基板支持フィンガー１８は、一般に、スピンドル１３に形成されたスピンドルポート１３Ａと流体連通する中心チャンネル１７を有している。１つの態様では、スピンドルポート１３Ａ及び中心チャンネル１７は、真空ベンチュリーのような真空源１５と流体連通される。この構成では、基板の処理面Ｗ１の上の大気圧と、真空源１５により中心チャンネル１７に形成される真空との間に圧力降下を形成することにより、基板支持フィンガー１８上のシール１６（例えば、Ｏリング１６Ａ、エラストマーダイアフラム１６Ｂ）に基板を保持することができる。真空を使用して基板を保持することは、基板Ｗ及び支持フィンガー１８が基板支持フィンガーモータ２０により回転され及び／又は基板支持リフトアセンブリ５０により垂直方向に移動されるときに、基板が基板支持フィンガー１８から滑り落ちるのを防止するのに使用できる。
【００６６】
[0093]図８Ｅは、基板Ｗを支持するためにＯ−リング１６Ａが位置される基板支持フィンガー１８の尖端をより詳細に示す図である。Ｏ−リング１６Ａの形状及び材料の硬度は、半導体ウェハにしばしば見られる平坦さの問題や表面の不規則性を補償するために基板支持フィンガー１８の各々において最適化することができる。大きな断面積を有し、「非滑り」材料（例えば、ＶｉｔｏｎＴＭ、ｂｕｎａ−Ｎ、等）で作られた軟エラストマーシールは、Ｏ−リング１６Ａにとって望ましい選択肢である。この構成では、シール１６Ａは、基板Ｗをフィンガー１８に保持するために真空源１５により真空が印加されるときに一次シールとして働く。また、Ｏ−リング１６Ａは、流体体積部２５に保持された流体が中心チャンネル１７へ漏れるのを防止することもできる。
【００６７】
[0094]図８Ｆは、エラストマーダイアフラム１６Ｂに基板を保持させる基板支持フィンガー１８の別の実施形態を示す。この構成では、エラストマーダイアフラム１６Ｂは、基板支持フィンガー１８の端に流体密シールを設けて流体が真空源１５へ進行するのを防止するために、基板支持フィンガー１８の各々に位置させることができる。エラストマーダイアフラム１６Ｂは、基板背面Ｗ２とエラストマーダイアフラム１６Ｂの上面１６Ｃとの間に形成された領域１６Ｆに生じる大気圧より低い圧力又は真空を使用することで、そこに位置された基板を保持するように適応される。大気圧より低い圧力又は真空は、真空源１５の使用によりエラストマーダイアフラム１６Ｂの背面１６Ｄの後方に大気圧より低い圧力が発生することでエラストマーダイアフラム１６Ｂが変位（例えば、伸張又は歪み）されたときに形成される。エラストマーダイアフラム１６Ｂのこの変位は、基板背面Ｗ２との間に「真空」を形成させると共に、エラストマーダイアフラム１６Ｂの上面１６Ｃの接点１６Ｅ間にシールを形成させる。一般的に、エラストマーダイアフラム１６Ｂは、柔軟な「非滑り」材料、例えば、ＶｉｔｏｎＴＭ及びｂｕｎａ−Ｎで形成されるのが望ましい。
【００６８】
[0095]図８Ａを参照すれば、流体処理チャンバ８００は、更に、基板支持フィンガーモータ２０を備え、これは、スピンドル１３に接続されると共に、基板支持フィンガー１８及びスピンドル１３を回転及び支持するように一般的に構成される。スピンドル１３と真空源１５との間に回転シールを設けるためにロータリシールアセンブリ１４が位置されてもよい。モータ２０からスピンドル１３及び基板支持フィンガー１８を経て基板Ｗへ回転運動が与えられる。基板支持フィンガー及びスピンドル１３の回転速度は、実行されている特定のプロセス、例えば、堆積、すすぎ及び乾燥に基づいて変化することができる。堆積の場合には、基板支持フィンガーは、処理流体の粘性に基づき、比較的低い速度、例えば、約５ｒｐｍ乃至約１５０ｒｐｍで回転するように適応されてもよい。すすぎプロセス中には、基板支持フィンガー１８は、比較的適度な速度、例えば、約５ｒｐｍ乃至約１０００ｒｐｍでスピンするように適応されてもよい。乾燥の場合には、基板支持フィンガーは、そこに位置された基板Ｗをスピン乾燥するために、比較的速い速度、例えば、約５００ｒｐｍ乃至約３０００ｒｐｍでスピンするように適応されてもよい。
【００６９】
[0096]基板支持フィンガーモータ２０は、基板支持リフトアセンブリ５０に接続することができ、これは、一般に、リードスクリュー３１に結合されたリニアスライダ３０と、基板支持リフトモータ１９とを備えている。１つの構成において、基板支持リフトモータ１９は、リードスクリュー３１に回転運動を伝達する高精度モータである。リードスクリュー３１の回転運動は、リニアスライダ３０の直線運動に変換され、これは、スピンドル１３の移動に変換される。
【００７０】
[0097]図８Ａを参照すれば、ボウル４は、複数のボルトアセンブリ１２でベース２７に装着されてもよい。ボウル４の形状は、ボウル４の底部の１つ以上の入口４Ｂを経て流体源３と流体連通する流体体積部２５を形成する。流体源３は、加熱されたＤＩ水のような流体を配送するように適応されてもよい。１つの態様において、流体源３は、１つ以上の入口４Ｂを通り、次いで、流体体積部２５を通り、更に、ボウル４の側壁頂部４Ｄを越えて流体を通流させるように適応される。１つの態様において、基板背面Ｗ２と、流体源３から配送され又は流れる流体との間を確実に接触させるために、基板背面Ｗ２とボウル４の側壁頂部４Ｄとの間にギャップ３３が形成されるように基板Ｗが位置される。このギャップ３３のサイズは、側壁頂部４Ｄを越えて流体が流れるのを許し（“Ａ”で示された矢印を参照されたい）、且つ流体が基板背面Ｗ２に確実に接触するように構成される。１つの態様において、ボウル４は、流体体積部２５内に、特に、基板背面Ｗ２の付近に、均一温度の流体を発生して維持するように構成される。一般に、これは、流体体積部２５のサイズ及び形状を最適化し、及び／又は１つ以上の入口を基板背面Ｗ２から離れて位置することにより達成される。均一な基板温度を達成するための流体体積部２５の最適なサイズは、流体体積部２５へ配送される流体の形式、流体体積部２５を通る流体の流量、流体の設定点温度、基板支持フィンガー１８の物理的サイズ、及び基板支持フィンガー１８の回転速度に基づいて変化し得る。層流機構は、不充分な熱伝達特性を示すことが分かっているので、基板支持フィンガー１８の回転は、流体体積部２５に乱流を維持するように適応されてもよい。１つの態様において、流体体積部２５へ配送される流体は、流体ヒータ４１の使用により温度制御される。この流体ヒータ４１は、流体源３に取り付けられたインライン流体ヒータ４２、及び／又はボウル４に取り付けられ又は埋設されたヒータ素子４３を含んでもよい。
【００７１】
[0098]１つの態様において、流体源３からギャップ３３を通る流体の外方への流れは、流体体積部領域２９から流出する処理流体が基板Ｗの背面に望ましからず接触するのを防止し又はそれを最小にするように設計される。処理流体と基板の背面との接触を防止することで、粒子や望ましからぬ材料が基板の背面に堆積して半導体デバイスの収率に影響し得るのを防止する。
【００７２】
[0099]一実施形態において、スピンドル１３とボウル４のアパーチャー４Ａとの間には、ボウル４に対するスピンドル１３の回転運動を許容するためにギャップ５が構成されてもよい。このギャップ５は、巾が約０．１ｍｍ乃至約０．５ｍｍでよい。しかしながら、それより大きな又は小さなギャップが使用されてもよい。ボウル４の下で、スピンドル１３の周りに、アパーチャー９Ａを有するキャッチ部材９が位置される。このキャッチ部材９の内部には、シールド７とキャッチ部材９との間に迷路シールが形成される。迷路シールとは、一般に、オーバーラップ特徴部（即ち、図８Ａのエレメント７及び８）のグループとして定義され、これは、オーバーラップ特徴部の幾何学形状及び構成により流体がシールを貫通して進行するのを防止する。ギャップ５を通して流れる流体は、キャッチ部材９により収集領域８に収集され、次いで、キャッチ部材９の底部付近に位置されたドレイン６に向けられる。或いは又、スピンドル１３とボウル４のアパーチャー４Ａとの間にシールを使用して、迷路シールの必要性を排除してもよい。
【００７３】
[00100]エッジダム１、ボウル４、基板支持フィンガー１８及びスピンドル１３は、セラミック材料（例えば、完全にプレスされた窒化アルミニウム、アルミナＡｌ２Ｏ３、炭化シリコン（ＳｉＣ））、ポリマー被覆金属（例えば、ＴｅｆｌｏｎＴＭポリマー被覆アルミニウム又はステンレススチール）、ポリマー材料、又は半導体流体処理に適した他の材料から製造することができる。好ましいポリマー被覆又はポリマー材料は、フッ素処理されたポリマー、例えば、Ｔｅｆｚｅｌ（ＥＴＦＥ）、Ｈａｌａｒ（ＥＣＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロプロピレン（ＦＥＰ）、ＰＶＤＦ、等である。
【００７４】
[00101]流体処理チャンバ８００は、更に、ベース２７の上で、ボウル４の外壁４Ｅと側壁１０の内面との間に位置させることのできる穿孔プレート１１を備えている。ボウル４の側壁４Ｅと、ベース２７と、側壁１０と、穿孔プレート１１とで、コンパートメント３４が画成される。このコンパートメント３４は、穿孔プレート１１の複数のホール１１Ａを経て処理コンパートメント２８と流体連通する。ベース２７にはドレインポート２４が一般的に位置されて、排出ポート２１に接続され、これは、従来の集塵排出システム２３及び流体ドレイン２２に接続できる。
【００７５】
[00102]１つの態様において、堆積プロセス中に、処理コンパートメント２８における酸素又は他のガスの量は、プロセスガス、例えば、窒素、ヘリウム、水素、アルゴン、及び／又はそれらの混合物、或いは半導体処理に一般に使用される他のガスを配送することにより制御される。プロセスガスは、ＨＥＰＡ型の濾過システム（図２のエレメント３１３を参照）を通して処理コンパートメント２８へ導入し、また、排出ポート２１から除去することができる。複数のホール１１Ａが貫通形成された穿孔プレート１１の存在は、処理コンパートメント２８を通るプロセスガス流の均一性を改善する。
【００７６】
[00103]流体処理チャンバ８００は、更に、基板Ｗが基板支持フィンガー１８に位置されている間に基板Ｗに処理流体を吐出するように構成された流体ディスペンスポート２６を備えている。この流体ディスペンスポート２６は、流体導入システム１２００（図９、９Ａ、９Ｂ等を参照して以下に述べる）と同様に、少なくとも１つの流体供給バルブ（例えば、図９に示すバルブ１２０９）を経て少なくとも１つの流体供給源（例えば、図９に示す溶液源１２０２、１２０４、１２０６）と一般的に流体連通する。従って、多数の化学物質を混合して流体ディスペンスポート２６から供給し、以下に述べる種々の無電界メッキプロセスを実行することができる。
【００７７】
システムの動作
[00104]動作に際し、本発明のシステム１００の実施形態は、無電界前洗浄プロセス、無電界活性化プロセス、無電界メッキプロセス、無電界後洗浄プロセス、及び／又は無電界プロセスに使用できる他の処理ステップを実施するのに使用できる。本発明の実施形態を使用して無電界メッキプロセスを実施するためのプロセスシーケンス例を、ここに述べる本発明の実施形態に関して以下に説明する。無電界メッキプロセスは、一般に、包囲された処理エンクロージャー３０２（図２を参照）へ基板を挿入することで始まる。この挿入プロセスは、一般に、バルブ付きのアクセスポート３０４を開き、メインフレームロボット１２０で処理エンクロージャー３０２へ基板４０１を挿入することを含む。基板４０１は、フェースアップした向きで挿入され、即ちメッキされるべき基板４０１の面が上に向けられる。
【００７８】
[00105]包囲された処理エンクロージャー３０２に基板が挿入されると、メインフレームロボット１２０は、基板を処理ステーション４０４の支持フィンガー４１２に位置させ、次いで、メインフレームロボットは、処理エンクロージャー３０２から引っ込む。次いで、支持フィンガー４１２は、バルブ付きのアクセスポート３０４が閉じている間に、基板４０１を処理のために垂直方向に位置することができる。挿入プロセス中に、即ちバルブ付きのアクセスポート３０４が開いている時間周期中に、環境制御アセンブリ３１５のガス供給源が「オン」となり、包囲された処理エンクロージャー３０２に不活性のプロセスガスを充填するようにされる。処理体積部へ不活性ガスを流し込むプロセスは、アクセスポート３０４を経てプロセスガスを外方に流させ、これは、周囲のガス、特に、酸素が、包囲された処理エンクロージャー３０２に入るのを防止するように構成される。というのは、酸素は、メッキされる材料、特に、銅に、有害な影響（酸化）を及ぼすことが知られているからである。プロセスガスの流れは、バルブ付きのアクセスポート３０４が閉じた後も続けられ、一般的に、バルブ付きのアクセスポート３０４が開くまでオンである。プロセスガスの流れは、無電界洗浄、活性化及びメッキシーケンス中に続けられ、また、バルブ付きのアクセスポート３０４が閉じると、排出ポート３１４、ガス通気口、及び／又は真空ポンプを使用して、包囲された処理エンクロージャー３０２に希望の処理圧力を維持することができる。また、ガス供給源、ＨＥＰＡフィルタ、及び排出ポート３１４の組合せを使用して、特定の処理ステップ中に、包囲された処理エンクロージャー３０２内の酸素含有量を制御し、即ち必要に応じて個々の処理ステップごとに処理エンクロージャー３０２内の酸素含有量を制御し最適なものとすることができる。
【００７９】
[00106]基板が処理セルに位置されると、本発明の無電界メッキプロセスは、一般に、基板前洗浄プロセスで開始される。この前洗浄プロセスは、基板の上面が上部キャッチリング４１８の終縁４２１ａより若干上に位置され、一般的に、約２ｍｍ乃至約１０ｍｍ上に位置された状態で、開始される。この洗浄プロセスは、ディスペンスアーム４０６により基板面に吐出される洗浄溶液により遂行される。この洗浄溶液は、処理時間を節減し且つセルのスループットを高めるために、下降プロセス中に基板面に吐出されてもよい。また、洗浄溶液は、希望の洗浄特性に基づいて酸性溶液でも塩基性溶液でもよく、更に、洗浄溶液の温度は、処理レシピに基づいて制御（加熱又は冷却）されてもよい。更に、洗浄溶液は、表面活性剤添加物を含んでもよい。一般的に約１０ｒｐｍ乃至約６０ｒｐｍで基板を回転すると、洗浄溶液は、基板から半径方向外方に上部キャッチリング４１８へと流され、そこで、洗浄溶液は、捕獲され、ドレイン４２０ａへ送り込まれ、次いで、必要に応じて分離及びリサイクルのために排出ポート３１４を経て分離ボックス４２９へ連通される。
【００８０】
[00107]基板が洗浄されると、基板面のすすぎが一般的に行われる。すすぎプロセスは、基板を回転しながら基板面に脱イオン水のようなすすぎ溶液を吐出することを含む。すすぎ溶液は、基板面から残留洗浄溶液を効率的に除去するように構成された流量及び温度で吐出される。基板は、基板面からすすぎ溶液を押し流すに充分な速度、即ち、例えば、約５ｒｐｍ乃至約１２０ｒｐｍで回転される。
【００８１】
[00108]基板のすすぎが終わると、第２のすすぎステップが使用されてもよい。より詳細には、酸性の活性化溶液を基板面に付与することを一般的に含む活性化ステップの前に、最初に、酸性のコンディショニングすすぎ溶液で基板面を処理してもよい。コンディショニングすすぎ溶液は、一般に、酸性の活性化溶液の付与に対して基板面をコンディショニングするように作用する酸、例えば、活性化溶液に使用される酸を含む。コンディショニング溶液として使用できる酸は、例えば、硝酸、塩化物系の酸、メチルスルフォン酸、及び無電界活性化溶液に通常使用される他の酸を含む。基板コンディショニングプロセスは、上部キャッチリング４１８付近の処理位置で行われてもよいし、或いはコンディショニングプロセスに使用される化学物質と、前洗浄プロセスに使用される化学物質との適合性に基づいて、下部キャッチリング４１９付近の処理位置へ基板が下降されてもよい。
【００８２】
[00109]基板がコンディショニングされると、基板が下部キャッチリング４１９付近に位置された状態で基板面に活性化溶液が付与される。活性化溶液は、一般に、その後の堆積プロセスに対する触媒層として働き、及び／又は基板面とその後に堆積される層との間の接着を促進するように使用される。活性化溶液は、アーム４０８により基板に吐出され、次いで、基板が回転される結果として基板の縁を越えて半径方向外方へキャッチリング４１９へと流れるようにされる。活性化溶液は、次いで、流体ドレイン４２０により再循環のために収集される。活性化溶液は、一般に、酸性ファンデーションを有するパラジウム系溶液を含む。活性化ステップ中に、一般的に円形で且つ直径が流体拡散部材４０５と同様の基板背面は、一般的に、流体拡散部材４０５の上面から約０．５ｍｍ乃至約１０ｍｍに位置される。基板の背面と流体拡散部材４０５との間のスペースには、形成されたホール４０７から流体拡散部材４０５へと吐出される脱イオン水でよい温度制御された流体が充填される。ホール４０７から吐出される温度制御された流体（一般的に加熱流体であるが、冷却流体でもよい）は、基板の背面に接触し、流体への／流体からの熱を基板に伝達して、基板を処理のために加熱／冷却する。温度制御された流体は、連続的に供給されてもよいし、或いは又所定量の流体が供給され、次いで、流体の供給が終了されてもよい。基板の背面に接触する温度制御された流体の流量は、活性化プロセス中に一定の基板温度を維持するように制御されてもよい。更に、活性化プロセス中に、均一な加熱／冷却及び流体拡散を容易にするために、基板を約１０ｒｐｍ乃至約１００ｒｐｍで回転してもよい。
【００８３】
[00110]基板面が活性化されると、付加的なすすぎ及び／又は洗浄溶液を基板面に付与して、そこから活性化溶液を洗浄することができる。活性化の後に使用できる第１のすすぎ及び／又は洗浄溶液は、好ましくは活性化溶液の酸に一致するように選択された別の酸を含む。酸性の後すすぎの後、脱イオン水のような中性溶液で基板をすすいで、残留する酸を基板面から除去することもできる。後活性化洗浄及びすすぎステップは、化学物質の適合性に基づいて、上部処理位置又は下部処理位置のいずれかで行うことができる。
【００８４】
[00111]活性化ステップが完了すると、基板を無電界活性化ステーション４０２から堆積ステーション４０４へ基板移送シャトル３０５により移送することができる。移送プロセスは、基板を支持フィンガー４１２で無電界活性化ステーション４０２から持ち上げ、基板移送シャトル３０５を基板の下に移動し、基板を基板移送シャトル３０５へと下降し、次いで、基板を無電界活性化ステーション４０２から堆積ステーション４０４へ移送することを含む。基板が堆積ステーション４０４に来ると、堆積ステーション４０４の基板支持フィンガー４１２を使用して、基板移送シャトル３０５から基板を取り出し、基板を処理のために位置させることができる。
【００８５】
[00112]基板の位置付けは、一般に、基板を前洗浄プロセスのために上部キャッチリング４１８付近に位置させることを含む。前洗浄プロセスは、前洗浄溶液をアーム４０８で基板に吐出することを含み、ここで、前洗浄溶液は、一般に、その後に付与される無電界メッキ溶液と同様のｐＨを有するように選択され、前洗浄溶液が堆積溶液のｐＨに対して基板面をコンディショニングできるようにする。また、前洗浄溶液は、コンディショニングステップの後に付与されるべき無電界堆積溶液のファンデーションと同じである塩基性溶液でよい。メッキ溶液と同じｐＨを有する溶液で基板面を前洗浄することで、堆積プロセスに対する基板面の「濡れ性」も改善する。前洗浄溶液は、処理レシピにより必要に応じて加熱されても冷却されてもよい。
【００８６】
[00113]基板面が塩基性溶液によりコンディショニングされると、無電界堆積プロセスにおける次のステップは、メッキ溶液を基板面に付与することである。メッキ溶液は、一般に、純粋な金属又は多数の金属の合金の形態で基板面に堆積されるべきコバルト、タングステン及び／又は燐、等の金属を含む。また、メッキ溶液は、一般に、ｐＨが塩基性で、無電界メッキプロセスを容易にするように構成された表面活性剤及び／又は還元剤を含んでもよい。基板は、一般に、堆積ステップのために下部流体キャッチリング４１９の若干上の位置まで下降される。従って、アーム４０８により付与された堆積溶液は、基板の縁を越えて外方に流れて、キャッチリング４１９により受け取られ、そこで、考えられるリサイクルのためにドレイン４２０ｂにより収集することができる。更に、基板の背面は、一般に、堆積ステップ中に流体拡散部材４０５の上面から約０．５ｍｍ乃至約１０ｍｍ、又は約１ｍｍ乃至約５ｍｍ離れて位置される。基板の背面と流体拡散部材４０５との間のスペースには、形成されたホール４０７を通して流体拡散部材４０５へ吐出される脱イオン水でよい温度制御された（一般に加熱された）流体が充填される。ホール４０７から吐出される温度制御された流体は、基板の背面に接触して、流体から基板へ熱を伝達し、堆積プロセスのために基板を加熱する。温度制御された流体は、一般に、堆積プロセス全体にわたり連続的に供給される。堆積プロセス中に基板の背面に接触する温度制御された流体の流量は、堆積プロセス中に一定の基板温度を維持するように制御される。更に、基板面に付与される堆積溶液の均一な加熱及び拡散を容易にするために、堆積プロセス中に基板を約１０ｒｐｍ乃至約１００ｒｐｍで回転することができる。
【００８７】
[00114]堆積プロセスが完了すると、堆積後洗浄溶液を基板に付与することを含む堆積後洗浄プロセスにおいて基板面が一般に洗浄される。この堆積後洗浄プロセスは、処理化学物質の適合性に基づいて上部又は下部の処理位置で行うことができる。堆積後洗浄溶液は、一般に、メッキ溶液とほぼ同じｐＨを有する塩基性溶液を含む。洗浄溶液を基板面から押しやるために洗浄プロセス中に基板が回転される。洗浄プロセスが完了すると、基板面を、例えば、脱イオン水ですすぎ、次いで、スピン乾燥して、残留化学物質を基板面から除去することができる。或いは又、アセトンやアルコール等の溶媒を高い蒸気圧で付与することにより基板を蒸気乾燥してもよい。
【００８８】
[00115]ここに例示する本発明のシステム１００では、処理セル位置１０２及び１１２は、無電界前洗浄プロセス、無電界活性化プロセス、及び無電界活性化後洗浄プロセスを行うように構成されてもよく、一方、処理セル位置１０４、１１０は、無電界堆積セル及び無電界堆積後洗浄セルとして構成されてもよい。この構成においては、各活性化及び堆積化学物質が各処理位置で分離されるので、各プロセスから化学物質を再生利用することが考えられる。この構成の別の効果は、流体処理セル位置１０２、１０４、１１０、１１２の処理スペースが包囲された処理エンクロージャー３０２内にあるので、基板が不活性環境において活性化溶液から無電界堆積溶液へと移送されることである。更に、処理エンクロージャーは、ロード及び処理中に不活性ガスが溢れ、従って、包囲された処理エンクロージャー３０２の内部は、酸素の割合が実質的に減少し、例えば、約１００ｐｐｍ未満の酸素であり、より詳細には、約５０ｐｐｍ未満の酸素、更には、約１０ｐｐｍ未満の酸素である。実質的に減少された酸素含有量と、活性化セルとメッキセルとの間の密接接近性及び高速移送時間（一般的に約１０秒未満）とが結合されることで、活性化ステップと堆積ステップとの間での基板面の酸化を防止するように働き、これは、従来の無電界システムにとって顕著な問題であった。
【００８９】
[00116]本発明の流体処理ステップ全体にわたり、基板の位置が変更されてもよい。より詳細には、流体拡散部材４０５に対する基板の垂直位置が変更されてもよい。例えば、基板の温度を処理中に必要に応じて下げるために、流体拡散部材４０５からの距離を増加してもよい。同様に、処理中に基板の温度を上げるために、流体拡散部材４０５に対する基板の接近性を減少してもよい。
【００９０】
[00117]本発明の実施形態の別の効果は、適合性のある化学物質又は非適合性の化学物質をシステム１００に使用できることである。例えば、非適合性の化学物質、例えば、酸性の活性化溶液と塩基性のメッキ溶液を使用する処理シーケンスでは、酸性溶液が一般に１つのセル又はステーションに排他的に使用され、一方、塩基性溶液が別のセルに排他的に使用される。これらセルは隣接して位置させることができ、且つシャトル３０５の１つにより各セル間で基板を移送することができる。基板は、一般に、各セルにおいて洗浄された後に、その隣接セルへと移送され、これは、あるセルからの化学物質が別のセルを汚染するのを防止する。更に、各処理ステーション又はセル内の多数の処理場所、例えば、キャッチリング４１８、４１９の位置は、単一セル又はステーションに非適合性の化学物質を使用するのを許容する。というのは、各化学物質を異なるキャッチリング４１８、４１９で収集して、互いに分離状態に保つことができるからである。
【００９１】
[00118]また、本発明の実施形態は、単一使用形式の化学物質セルとして構成されてもよく、即ち処理化学物質の単一ドーズを単一基板に使用し、次いで、溶液を再生利用せずに、即ち付加的な基板の処理に使用せずに、廃棄してもよい。例えば、システム１００は、基板を活性化し、洗浄し及び／又は後処理するのに共通のセルを使用する一方、無電界堆積及び／又は堆積後洗浄プロセスを行うのに他のセルを使用してもよい。これらプロセスの各々が異なる化学物質を使用してもよいので、セルは、一般に、所要の化学物質の各々を必要なときに基板へ供給し、次いで、プロセスが完了したときに使用済み化学物質をそこから排出するように構成される。しかしながら、セルは、一般に、化学物質を再捕獲するようには構成されない。というのは、単一のセルから異なる化学物質を再捕獲することにより実質的な汚染の問題が生じるからである。
【００９２】
[00119]本発明の実施形態に使用できる付加的な処理セルが、２００１年７月１０日発行の「In-SituElectroless Copper Seed Layer Enhancement in an Electroplating System」と題する共通に譲渡された米国特許第６，２５８，２２３号、及び２００１年１２月２６日出願の「ElectrolessPlating System」と題する共通に譲渡された米国特許出願第１０／０３６，３２１号に見ることができ、これらの両方は、本発明と矛盾しない程度に参考としてここにその全体を援用する。
【００９３】
スプレーディスペンスシステム
[00120]図９は、上述した各ステーション４０２、４０４と同様のフェースアップ型の流体処理セル１０１０の一実施形態を示す断面側面図である。図９では、フェースアップした向きにされた基板１２５０が見られる。ここに示す種々の実施形態は、フェースアップ状態で処理を完了するように構成された処理セル１０１０を示しているが、本発明の種々の態様に関して基板の向きを制限することは意図していない。「無電界プロセス」（又は無電界堆積プロセス）という用語は、一般に、無電界堆積膜を基板に堆積するために行われるプロセスステップであって、例えば、１つ以上の前洗浄プロセスステップ（基板準備ステップ）、無電界活性化プロセスステップ、無電界堆積ステップ、並びに堆積後洗浄及び／又はすすぎステップを含む全てのプロセスステップを包含することを意味する。
【００９４】
[00121]流体処理セル１０１０は、セル本体１０１５を備えている。このセル本体１０１５は、流体処理（無電界又は電気化学的メッキ）溶液と反応しないと分かっている種々の物質から製造されてもよい。このような物質は、プラスチック、ポリマー及びセラミックを含む。図９の構成において、セル本体１０１５は、セル１０１０の側壁を形成する円形又は長方形の本体を画成する。セル本体１０１５は、その上端に蓋アセンブリ１０３３を受け入れて支持する。セル本体１０１５には、その底端に沿って一体的な底壁１０１６が設けられる。この底壁１０１６は、基板支持アセンブリ１２９９を受け入れるための開口を有する。基板支持アセンブリ１２９９の特徴は、以下に説明する。
【００９５】
[00122]一実施形態において、基板支持アセンブリ１２９９は、一般に、ベースプレート部材１３０４と、これに取り付けられた流体拡散部材１３０２とを備えている。図９−図１２に示す基板支持アセンブリ１２９９は、上述したプラテンアセンブリ４０３の別の実施形態を示す。Ｏ−リング型シールのような環状シール１１２１が流体拡散部材１３０２の周囲付近に位置される。この環状シール１１２１は、一般に、ベースプレート部材１３０４の頂部外縁に係合して、流体拡散部材１３０２とベースプレート部材１３０４との間に流体密シールを生成し、流体配送プロセスを容易にするように構成される。
【００９６】
[00123]ベースプレート部材１３０４は、一般に、該ベースプレート部材１３０４の中央部分又は別の場所を貫通して流体入口１３０８が形成された内実の円板状部材を画成する。ベースプレート部材１３０４は、セラミック材料又は被覆された金属で製造されるのが好ましい。また、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）材料が使用されてもよい。ベースプレート部材１３０４の上で且つ流体拡散部材１３０２の下には、流体体積部１３１０が形成される。このように、流体拡散部材１３０２がベースプレート部材１３０４の上に位置される。流体体積部１３１０は、一般に、流体拡散部材１３０２とベースプレート部材１３０４との間に約２ｍｍ乃至約１５ｍｍの間隔をもつことができるが、それより大きな又は小さな間隔を使用してもよい。
【００９７】
[00124]流体拡散部材１３０２は、図４、図５Ａ−Ｅ及び図７に関連して上述したように、複数の流体通路１３０６が貫通形成されている。使用中に、流体は、流体入口１３０８からシールされた流体体積部１３１０へ流され、次いで、流体拡散部材１３０２に形成された流体通路１３０６を通して、基板１２５０の背面と流体拡散部材１３０２との間の熱伝達領域１３１２へと流される。１つの態様において、流体ヒータ１１６４をコントローラ１１１及び温度プローブ（図示せず）に関連して使用して、流体源１２０３から熱伝達領域１３１２に入る流体の温度が希望の温度となるように確保する。１つの態様において、流体源１２０３は、脱イオン（ＤＩ）水を配送するように適応される。従って、基板１２５０の後方に暖かい流体が存在すると、基板１２５０の背面が暖められる。均一で且つ高い基板温度は、無電界メッキ動作を容易にする。任意であるが、複数の加熱コイル１１１２をベースプレート部材１３０４に埋設し、必要に応じて個々に制御して、熱伝達領域１３１２に流れ込むＤＩ水の温度、ひいては、処理中の基板温度をより正確に制御することができる。より詳細には、加熱コイル１１１２を個々に制御することで、基板面を正確に制御することが許され、これは、無電界メッキプロセスにとって重要である。
【００９８】
[00125]図９Ｂを参照すれば、上述した加熱構成体とは別に、任意の加熱コイル１１１２をベースプレート部材１３０４から除去して、流体拡散部材１３０２へ設置することができる。この再設計を受け容れるために、ベースプレート部材１３０４を薄くする一方、流体拡散部材１３０２の幾何学形状を増加してもよい。脱イオン水は、流体入口１３０８を通して流れると、加熱された流体拡散部材１３０２の下を通り、流体通路１３０６を通り、次いで、基板１２５０の背面と流体拡散部材１３０２との間の熱伝達領域１３１２へと流れ込む。この配置では、個別の流体ヒータ１１６４が任意に除去されてもよい。基板１２５０の背面に対してＤＩ水を向けるように流体通路１３０６を構成できることを追加しておく。基板１２５０の背面に水が存在すると、基板１２５０を暖めるだけでなく、無電界流体が基板１２５０の背面に望ましからず接触するのを防止する。
【００９９】
[00126]ベースプレート部材１３０４及び流体拡散部材１３０２は、セラミック材料（例えば、完全にプレスされた窒化アルミニウム、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、炭化シリコン（ＳｉＣ））、ポリマー被覆金属（例えば、ＴｅｆｌｏｎＴＭポリマー被覆アルミニウム又はステンレススチール）、ポリマー材料、又は半導体流体処理に適した他の材料から製造することができる。好ましいポリマー被覆又はポリマー材料は、フッ素処理されたポリマー、例えば、Ｔｅｆｚｅｌ（ＥＴＦＥ）、Ｈａｌａｒ（ＥＣＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロプロピレン（ＦＥＰ）、ＰＶＤＦ、等である。
【０１００】
[00127]流体拡散部材１３０２の周囲付近には、複数の基板支持フィンガー１３００が一般的に位置される。この基板支持フィンガー１３００は、流体拡散部材１３０２上の希望の距離に基板１２５０を支持するように構成されて、熱伝達領域１３１２を形成する。基板除去及び／又は挿入プロセスの間に、ロボットブレード（図示せず）を基板１２５０の下及び基板支持フィンガー１３００間に挿入して基板１２５０を持ち上げ及び除去することができる。別の構成では、基板支持フィンガー１３００に代わって連続リング（図示せず）を使用して基板を支持してもよい。この構成では、連続リングから基板を持ち上げるのにリフトピンアセンブリ（図示せず）を使用してもよい。このようにして、ここでも、ロボットブレードが基板１２５０の底部にアクセスして、基板をセル１０１０内へ及びセルから移送することができる。流体処理セル１０１０は、更に、スロット１１０８も備えている。このスロットは、側壁１０１５を貫通して形成された開口を画成し、ロボット（図示せず）が基板１２５０をセル１０１０内へ配送し及びセルから回収するためのアクセス口を形成する。
【０１０１】
[00128]図９のセル１０１０の構成では、基板支持アセンブリ１２９９は、上部ベアリング１０５４Ａ及び下部ベアリング１０５４Ｂの使用により、ベースプレート支持体１３０１に対して選択的に軸方向に並進移動すると共に回転することができる。これらの目的のために、基板リフトアセンブリ１０６０が最初に設けられる。この基板リフトアセンブリ１０６０は、基板支持アセンブリモータ１０６２を備えている。１つの構成において、基板支持アセンブリモータ１０６２は、リードスクリュー１０６１を回転する高精度モータである。支持アセンブリモータ１０６２の回転運動は、フィンガースライド１０６４の直線運動に変換される。フィンガースライド１０６４は、溝付きハウジング１０６６に沿ってまたがり、スライドを上下に駆動させる。この実施例では、支持アセンブリモータ１０６２は、電気的に動作されるのが好ましい。或いは又、基板支持アセンブリモータ１０６２は、空気圧で動作されるエアシリンダーでもよい。
【０１０２】
[00129]また、基板リフトアセンブリ１０６０は、基板支持フィンガーモータ１０５２も備えている。このフィンガーモータ１０５２は、基板支持フィンガー１３００及びそれに支持された基板１２５０を回転させる。基板支持フィンガー１３００は、非回転のベースプレート支持体１３０１により形成された軸の周りで回転する。基板支持フィンガー１３００の回転速度は、実行されている特定プロセス（例えば、堆積、すすぎ、乾燥）に基づいて変更されてもよい。堆積の場合には、基板支持部材は、流体の粘性に基づいて約５ｒｐｍ乃至約１５０ｒｐｍの比較的遅い速度で回転し、流体の慣性により基板１２５０の面を横切って流体を拡散するように適応されてもよい。すすぎの場合には、基板支持フィンガー１３００は、約５ｒｐｍ乃至約１０００ｒｐｍの比較的中間の速度でスピンするように適応されてもよい。乾燥の場合には、基板支持体は、約５００ｒｐｍ乃至約３０００ｒｐｍの比較的速い速度でスピンして基板１２５０をスピン乾燥するように適応されてもよい。
【０１０３】
[00130]ベースプレート支持体１３０１は、ベース部材１０１３及び１０１４を通してチャンバベース又はプラットホーム１０１２に装着される。従って、好ましい実施形態では、ベースプレート部材１３０４は、基板リフトアセンブリ１０６０によって並進移動されず、基板支持フィンガー１３００のガイドとして働く。上部ベアリング１０５４Ａ及び下部ベアリング１０５４Ｂは、このような支持を可能にするために設けられている。また、ベースプレート支持体１３０１は、電気ワイヤ（図示せず）及び管１１６６により供給される流体入口１３０８に対するコンジットとしても働く。ワイヤ及び配管は、ベース部材１０１４におけるベースプレートコンジット１３０５に通される。
【０１０４】
[00131]図９Ａは、図９のフェースアップ型無電界処理チャンバの断面側面図である。この図では、基板リフトアセンブリ１０６０は、その持ち上がった位置にある。基板１２５０は、流体処理セル１０１０の周囲温度での処理を許容するために、ベースプレート部材１３０４の面から持ち上げられる。というのは、流体体積部１３１０及びベースプレート部材１３０４に接触する流体により基板が暖められないからである。これは、ロボットが処理済基板１２５０をピックアップするために入って来る前に基板１２５０が通常置かれる位置でもある。
【０１０５】
[00132]流体処理セル１０１０は、流体導入システム１２００も備えている。この流体導入システム１２００は、種々の処理流体（例えば、溶液源１２０２、溶液源１２０４及び溶液源１２０６、等）を基板１２５０の受け取り面へ配送するように動作する。流体処理セル１０１０に使用できる処理流体の数は、用途に基づいて変化し、図９に示す３個よりおそらく多くなろう。各溶液源１２０２、１２０４、１２０６に関連して計量ポンプ１２０８が設けられる。更に、各溶液源１２０２、１２０４、１２０６を各フォアライン(foreline)１２１０へ解放するのを制御するためにディスペンス１２０９が設けられている。溶液源１２０２、１２０４、１２０６からの処理流体は、フォアライン１２１０から入口管路１２２５を経てセル１０１０へ選択的に導入される。図９に一般的に示されたように、ディスペンスバルブ１２０９は、該ディスペンスバルブ１２０９の上流の処理流体源から化学物質が配送された後にフォアライン１２１０をすすぐように構成できる。１つの態様において、入口管路１２２５は、該入口管路１２２５に接続されたガス源１２０７からのガスの注入により残留流体を洗浄することができる。
【０１０６】
[00133]流体導入システム１２００にはフィルタ１１６２が任意に組み込まれ、該フィルタ１１６２の上流で発生した粒子が、流体処理セル１０１０、及び最終的には、基板１２５０を汚染するのを防止する。基板を取り出す前、又はプロセスステップとプロセスステップとの間に、入口管路１２２５をすすぐ必要がある場合には、フィルタを追加すると、フィルタメンブレーンの表面積が大きいために管路をすすぐに要する時間が著しく増加することになり、従って、これを使用しなくてもよい。
【０１０７】
[00134]本発明の別の態様では、流体が処理エリア１０２５に入る前にそれを加熱するために、流体導入システム１２００にヒータ１１６１が組み込まれる。本発明に意図されたヒータ１１６１は、処理流体にエネルギーを与えるものであれば、いかなる形式の装置でもよい。ヒータ１１６１は、浸漬型ヒータ（例えば、ヒータ素子が溶液に接触する）ではなく、ジャケット被覆された形式の抵抗ヒータ（例えば、ヒータが入口管路の壁を通して流体を加熱する）であるのが好ましい。コントローラ１１１に関連して使用されるヒータ１１６１は、流体処理セル１０１０の処理エリア１０２５に入る処理流体の温度が希望の温度であることを保証するように使用できる。
【０１０８】
[00135]本発明の別の態様では、ヒータ１１６１は、処理流体にエネルギーを迅速に与えるように使用されるマイクロ波電源及びフロースルーマイクロ波キャビティである。一実施形態において、マイクロ波電源は、２．５４ＧＨｚにおいて約５００Ｗ乃至約２０００Ｗの電力で動作される。インラインマイクロ波キャビティヒータの一実施形態では、種々の溶液（例えば、洗浄化学物質、すすぎ溶液及び後洗浄溶液）の温度が、処理セルに入る直前に、最適なレベルまで上昇される。一実施形態において、２つ以上の個別のマイクロ波ヒータを使用して、流体導入システム１２００から到来する個別の流体管路で配送される個別の流体を選択的に加熱することができる。それ故、使用中に、溶液源１２０２、１２０４、１２０６の各々から配送される異なる流体を、異なる温度で基板の面に配送することができる。
【０１０９】
[00136]本発明の別の態様において、処理流体中に捕獲され又は溶解したガスを、それが処理エリア１０２５に入る前に除去するために、流体導入システム１２００に流体ガス抜きユニット１１７０が組み込まれる。溶解した酸素は、無電界堆積反応を阻止し、露出した金属面を酸化させ、且つ無電界洗浄プロセス中にエッチングレートに影響を及ぼす傾向があるので、流体ガス抜きユニットを使用すると、処理流体中に存在する溶解した酸素により引き起こされる浸食及び／又はプロセス変動を減少する上で助けとなり得る。流体ガス抜きユニットとは、一般に、例えば、ガス透過性メンブレーン及び真空源の使用により、溶解したガスを溶液から抽出することのできるユニットとして定義される。流体ガス抜きユニットは、例えば、マサチューセッツ州ビレリカのマイクロリス・コーポレーションから購入することができる。
【０１１０】
[00137]流体処理セル１０１０の一実施形態では、図９、９Ａ及び９Ｂに示すように、流体導入システム１２００は、１つ以上のスプレーノズル１４０２を通して基板１２５０の面へ処理流体（１つ又は複数）を配送するように適応される。より詳細には、溶液源１２０２、１２０４、１２０６からの処理流体は、流体配送アーム１４０６を経て基板１２５０の受け取り面へ選択的に配送される。複数のノズル１４０２が流体配送アーム１４０６に沿って形成される。これらノズル１４０２は、入口管路１２２５から流体を受け入れ、その処理流体を基板１２５０の受け取り面へ向ける。ノズル１４０２は、配送アーム１４０６の端に配置されてもよいし、又は流体配送アーム１４０６の長さに沿って配置されてもよい。図９、図９Ａ及び図９Ｂの構成では、一対のノズル１４０２が等距離離間された配列で置かれる。一実施形態では、１つ以上の流体導入システム１２００及び／又はノズル１４０２が、図３及び図４に示されたディスペンスアーム４０６及び／又は４０８に接続される。
【０１１１】
[00138]図９の構成では、流体配送アーム１４０６は、その遠方端が基板１２５０の中心を越えて延び得るような長さを有する。ノズル１４０２の少なくとも１つが流体配送アーム１４０６の遠方端に位置されるのが好ましい。また、流体配送アーム１４０６がディスペンスアームモータ１４０４の周りで移動可能であり、該モータが流体配送アーム１４０６を基板１２５０の中心へ及び中心から枢着回転させるように適応されるのが好ましい。図９、図９Ａ及び図９Ｂにおいて、流体配送アーム１４０６は、ディスペンスアームモータ１４０４の動きに応答して枢着回転する。ディスペンスアームモータ１４０４は、このディスペンスアームモータ１４０４をチャンバの処理エリア１０２５から部分的に分離させるために、ガード部材１４１０の後方に配置されるのが好ましい。
【０１１２】
[00139]一実施形態において、流体配送アーム１４０６は、枢着回転だけでなく、軸方向に移動もするように適応される（図９）。図９Ｂは、図９のフェースアップ型無電界処理チャンバを別の実施形態において示す断面側面図である。ここでは、流体配送アーム１４０６は、軸方向モータ１０８０（例えば、リニアモータ）に接続される。軸方向における流体配送アーム１４０６の移動は、流体配送アーム１４０６を、必要に応じて、基板１２５０に接近して選択的に位置させるのを許容する。
【０１１３】
[00140]図１０は、図９のフェースアップ型無電界処理チャンバの上面図である。ここでは、流体導入システム１２００の流体配送アーム１４０６は、装着された基板１２５０に対して見ることができる。説明上、支持フィンガー１３００は、基板１２５０を支持して示されている。流体配送アーム１４０６は、この図では、基板１２５０から離れるように回転されている。この位置では、上述した基板リフトアセンブリ１０６０の使用によりリフトフィンガー１３００を使用して基板１２５０を持ち上げることが許される。しかしながら、矢印１００４は、流体配送アーム１４０６の回転移動経路を示し、流体配送アーム１４０６が処理中に基板１２５０の上にノズル１４０２を回転できることを立証している。１つの態様において、流体配送アーム１４０６の回転移動及び／又は垂直移動は、基板面にわたる処理溶液の均一な分布又は希望の分布を達成するように基板面に処理流体を吐出するプロセス中に完了される。回転及び／又は垂直移動は、ディスペンスアームモータ１４０４及び軸方向モータ１０８０の使用により完了されてもよい。基板１２５０上で流体配送アーム１４０６を移動することは、基板１２５０の希望の面の流体カバレージの均一性及び速度を改善する上で助けとなり得る。ノズル１４０２から流体を吐出する間に基板支持フィンガー１３３０及び基板１２５０を回転して、流体分布均一性及びシステムのスループットを高めるのが好ましい。
【０１１４】
[00141]別の実施形態では、基板の回転軸に接近して流体配送アーム１４０６に配置された１つ以上のノズルを通して処理流体が配送されると同時に、基板の外縁付近に位置されて流体配送アーム１４０６に配置されたノズルを通してキャリアガス（例えば、Ｎ２又はアルゴン）が配送される。流体配送動作中に、基板を回転するのが好ましい。基板１２５０の縁の周りにキャリアガスを注入することで、処理エリア１０２５の周りにガスブランケットが形成される。ガスブランケットは、処理領域内に居残ることのある残留Ｏ２を押しのける。無電界堆積プロセスの当業者であれば、酸素が、化学的活性化ステップのようなある処理ステップに有害な影響を及ぼし得ることが明らかであろう。
【０１１５】
[00142]一実施形態において、ノズル１４０２は、超音波スプレーノズルであるか、又は「エア噴霧ノズル」である。図１３は、エア噴霧ノズルの１つの設計を示す断面図である。これは、内部流体混合型ノズルである。これは、流体が内部で混合されて、完全に霧化されたスプレー、即ち処理流体の霧を発生することを意味する。従って、この構成では、キャリアガスは、基板面に向けられる処理溶液の小滴を含む。一実施形態では、キャリアガスは、霧化された処理流体を基板面へ搬送するのに使用されるアルゴン、窒素、又はヘリウムのような不活性ガスである。
【０１１６】
[00143]図１３のノズル設計において、ノズル１４０２は、本体１４２６と、尖端１４２４とを含む。尖端１４２４は、一般に、直径が約１０μｍ乃至約２００μｍである。一実施形態では、尖端１４２４は、直径が約１０μｍ乃至約５０μｍである。ノズルガス供給源１２４４から高圧ガスが配送されるときに生じるベンチュリー効果で形成される吸引により、流体が先端１４２４を通して配送される。図１３の構成では、本体１４２６は、個別の液体及びガス流を各々受け取るための個別のチャンネル１４２２、１４２０を備えている。流体チャンネル１４２２及びガスチャンネル１４２０は、尖端１４２４で合流し、２つの流れの混合を許容する。これは、「同心的ベンチュリー設計」と称することができる。この配置では、ノズル１４０２から分布される流体は、予め混合されて、完全に霧化されたスプレーを形成する。図１３の特定尖端１４２４の設計は、丸みのあるスプレーパターンを発生する。しかしながら、他の先端構成を使用して、他のスプレーパターン、例えば、フラット又は扇状のスプレーパターンも発生できることを理解されたい。
【０１１７】
[00144]図１４は、異なる設計のエア噴霧ノズル１４０２の断面図である。これは、外部流体混合ノズルである。図１４のノズル設計でも、ノズル１４０２は、本体１４２６と、尖端１４２４とを備えている。尖端１４２４は、この場合も、一般的に直径が約１０μｍ乃至約２００μｍであり、或いは別の実施形態では、直径が約１０μｍ乃至約５０μｍである。図１４の配置でも、本体１４２６は、個別の液体及びガス流を各々受け取るための個別のチャンネル１４２２、１４２０を備えている。しかしながら、この配置では、流体チャンネル１４２２は、ガスチャンネル１４２０とは独立してノズル１４０２を通して液体を配送し、２つの流れは本体１４２６内では混合せず、尖端１４２４の外部で混合する。これは、「並列ベンチュリー設計」と称される。この配置は、ガス及び液体の流れを独立して制御できるという利点を有し、これは、粘性の高い液体及び研磨材懸濁液に対して有効である。これは、ガス流の変化が液体流に影響する内部混合型ノズル１４０２とは対照的である。
【０１１８】
[00145]１つの態様において、図１３及び１４のノズルと同様の従来の超音波ノズルの使用が、基板の受け取り面に向けられる処理流体の霧化された霧を発生するように適応される。液体流とは反対の、霧の方向は、高価な無電界処理流体を保存するように働く。また、これは、受け取り面にわたりより均一なカバレージも与える。また、基板１２５０が基板支持フィンガーモータ１０５２の使用により回転されるときに生成される流体力学境界層は、基板１２５０の面における霧化された処理流体の分布を改善することができる。というのは、回転する円板の表面における乱流境界層の形状が一般的にフラットであるか又は基板面に対していかなる方向にも平行だからである。霧化された処理流体から見た境界層の作用は、流体の流れを基板の面に当てさせる従来のスプレー設計に勝る効果となり得る。というのは、１つ以上のノズルにより生成される非均一なスプレーパターンを、基板面への霧化された流体の搬送に対する境界層の制御によって最小にできるからである。
【０１１９】
[00146]ノズル１４０２へ配送される流体のための流体供給源が設けられる。図１３及び図１４には、タンク１２１２が示されている。このタンク１２１２は、流体入口１２１８と、通気口１２１４とを備えている。通気口１２１４は、大気圧と流体連通する。更に、流体出口１２１６が設けられる。流体配送中に、ノズルガス供給源１２４４からのガスが高速度でノズル１４０２へ配送される。これは、通気口１２１４を経て大気圧と連通するために流体チャンネル１４２２に相対的に負の圧力を形成する。次いで、流体が流体出口１２１６を経てノズル１４０２へ押し出される。
【０１２０】
[00147]一般に、流体導入システム１２００から配送される処理流体は、処理中に基板面に吐出される活性化溶液、無電界堆積溶液及び／又は洗浄溶液でよい。一実施形態では、処理流体が活性化溶液である。活性化溶液は、例えば、パラジウム塩を含み、これは、塩化物、臭化物、フッ化物、フルオボレート、ヨウ化物、硝酸塩、硫酸塩、カルボニル、金属酸の塩、及びその組合せを含む。一実施形態において、パラジウム塩は、塩化パラジウム（ＰｄＣｌ２）のような塩化物である。別の実施形態では、パラジウム塩は、Ｐｄ＋２の硝酸塩、アルカンサルフォネート、又は別の可溶性派生物で、溶液中でも金属面でもクラスター形成の傾向がない非配位結合アニオンを含むものである。一実施形態では、銅洗浄溶液が付与されるときの終了時と、活性化溶液が付与されるときの開始時との間の待ち時間（又は待機時間）が、一般に、約１５秒未満であり、好ましくは、約５秒未満である。活性化溶液は、一般に、活性化された金属種子層を、露出した特徴部の露出した銅に堆積するように働く。洗浄後に銅層の露出部分が酸化すると、その後のプロセスステップにとって有害なことがある。というのは、銅の酸化物は、銅より電気抵抗率が高いことが知られているからである。銅の洗浄と活性化との間の待ち時間が短いと、酸化を最小にするが、流体処理セルの周りにキャリアガス環境を使用することも、上述したように、銅層の露出部分の酸化を防止する上で助けとなろう。
【０１２１】
[00148]一実施形態において、処理流体は、無電界堆積溶液である。一実施形態において、無電界堆積キャッピング層が堆積され、これは、ＣｏＰ、ＣｏＷＰ、ＣｏＢ、ＣｏＷＢ、ＣｏＷＰＢ、ＮｉＢ、又はＮｉＷＢを含む合金であり、ＣｏＷＰ又はＣｏＷＰＢを含むのが好ましい。キャッピング層を形成するのに使用される無電界堆積溶液は、堆積されるべきキャッピング層材料に基づいて、１つ以上の金属塩及び１つ以上の還元剤を含むことができる。また、無電界堆積溶液は、この技術で一般的に知られたように、酸又は塩基のようなｐＨ調整剤を含んでもよい。選択されたキャッピング層がコバルトを含むときには、無電界堆積溶液は、一般に、コバルト塩を含む。コバルト塩は、例えば、塩化物、臭化物、フッ化物、アセテート、フルオボレート、ヨウ化物、硝酸塩、硫酸塩、他の強い又は弱い酸の塩、及び／又はその組合せを含む。コバルト塩は、硫酸コバルト、塩化コバルト、又はその組合せを含むのが好ましい。タングステン含有のキャッピング材料を堆積すべき場合には、無電界堆積溶液は、タングステン酸塩を含む。好ましくは、タングステン酸塩は、タングステン酸の塩、例えば、タングステン酸アンモニウム又はタングステン酸テトラメチルアンモニウムを含み、又はタングステン酸の中性化により発生されてもよい。ニッケル含有のキャッピング材料を堆積すべき場合には、無電界溶液は、一般に、ニッケル塩を含む。ニッケル塩は、例えば、塩化物、臭化物、フッ化物、アセテート、フルオボレート、ヨウ化物、硝酸塩、硫酸塩、カルボニル、強い又は弱い酸の塩、及び／又はその組合せを含む。
【０１２２】
[00149]選択されたキャッピング層材料が、燐、例えば、ＣｏＰ、ＣｏＷＰ又はＣｏＷＰＢを含むときには、還元剤は、燐化合物、例えば、次燐酸塩アニオン（Ｈ２ＰＯ２）を含むのが好ましい。キャッピング材料が、ホウ素、例えば、ＣｏＢ、ＣｏＷＢ、ＣｏＷＰＢを含む場合には、還元剤は、一般に、ホウ素化合物、ジメチルアミン−ボラン（ＤＭＡＢ）、ボロヒドライド（ＢＨ４）アニオンの非アルカリ金属塩、又はその組合せを含む。上述した還元剤に加えて又はそれとは別に、ヒドラジンのような他の還元剤を使用してもよい。一実施形態では、銅において開始されるプロセスに対してボラン共還元剤が使用される。
【０１２３】
[00150]上述したように、無電界堆積溶液（処理流体）及び／又は基板は、ある温度に加熱されてもよい。温度は、例えば、約４０℃乃至約９５℃である。１つの態様では、無電界堆積溶液及び／又は基板構造体を加熱して、無電界堆積率を高める。これは、処理流体がノズル１４０２を出るときに経験する温度降下を相殺する上で役立つ。一実施形態では、キャッピング材料の堆積率は、約１００Å／分以上である。一実施形態では、キャッピング材料は、約１００Å乃至３００Å、好ましくは約１５０Å乃至約２００Åの厚みに堆積される。しかしながら、無電界プロセスの堆積率は、温度に依存することが知られているので、基板にわたる温度を均一の温度に維持することが望ましい。従って、図９に示すベースプレート部材１３０４の加熱コイル１１１２、及び／又はヒータ１１６４を使用することができる。
【０１２４】
[00151]流体処理セル１０１０は、流体放出システム１２４０も備えている。この流体放出システム１２４０は、一般に、流体ドレイン１２４９に接続された出口管路１２２７を含む。任意であるが、セル１０１０を通してより均一に流体を排出するために、セル１０１０の周りに２つ以上の出口管路１２２７が配置されてもよい。図１０において、一般的に等距離に離間された４つの出口管路１２２７が設けられていることが明らかである。多数の出口管路１２２７を単一の排出充満部及び流体ドレイン１２４９に結合してもよい。流体ドレイン１２４９は、次いで、チャンバの排水を廃棄物収集ドレイン（図示せず）へ配送する。要約すれば、処理流体は、一般に、入口管路１２２５を通り、次いで、流体配送アーム１４０６に装着されたノズル１４０２を通り、次いで、外方に処理エリア１０２５を経て基板１２５０に向かい、更に、１つ以上の出口管路１２２７から流出される。
【０１２５】
[00152]流体放出システム１２４０は、ガス排出口を含む。側壁１０１５を貫通して排出口１２４６が延びている。排出システム１２４８が処理エリア１０２５からガスを引き出す。一実施形態では、排出口１２４６は、基板１２５０の面の下に均一にガスを引き込んで、基板１２５０の面付近のガスの流れを改善するリング／充満部である。
【０１２６】
[00153]図１１は、フェースアップ型流体処理セル１０１０の別の実施形態を示す断面側面図である。この場合も、基板１２５０の受け取り面に流体を配送するために流体吸い込みシステム１２００が設けられる。この場合も、処理流体は、１つ以上のノズル１４０２を経て配送される。しかしながら、この実施形態では、ノズル１４０２は、チャンバ蓋アセンブリ１０３３内の多孔性プレート１０３０に配置される。
【０１２７】
[00154]図９、図９Ａ−Ｂ、図１１及び図１１Ａ−Ｂを参照すれば、チャンバ蓋アセンブリ１０３３は、先ず、多孔性プレート１０３０を備えている。この多孔性プレート１０３０は、これを貫通して流体を移動するのを許容するためにホール又は孔が形成されたプレートであるのが好ましい。多孔性プレートの材料は、例えば、流体連通を許容するために孔が形成されるか又はホールが製造されたセラミック材料（例えば、アルミナ）、ポリエチレン（ＰＥ）、及びポリプロピレン、ＰＶＤＦを含む。一実施形態では、ＨＥＰＡフィルタ構成体が使用されてもよい。一般に、ＨＥＰＡフィルタは、ガラスファイバをペーパー状の材料へとロール化したものを使用する。図９、９Ａ−Ｂ、１１及び１１Ａ−Ｂの多孔性プレート１０３０は、上部支持リング１０３１により支持される。次いで、チャンバ蓋アセンブリ１０３３は、一般に、蓋１０３２、上部支持リング１０３１、及び多孔性プレート１０３０を備えている。蓋１０３２は、蓋アセンブリ１０３３と多孔性プレート１０３０との間の体積部に充満部１０３４を形成する。１つの態様において、多孔性プレート１０３０は、２つのＯ−リングシール（エレメント１０３６及び１０３７）の使用により蓋１０３２に対してシールされる。蓋１０３２は、図１１の構成では、多孔性プレート１０３０及び上部支持リング１０３１の両方により支持される。
【０１２８】
[00155]蓋アセンブリ１０３３の一実施形態では、図１１に示すように、処理溶液が、溶液源１２０２、１２０４、１２０６から、蓋１０３２を貫通して延びる入口管路１２２５を通り、次いで、マニホールドを通して多孔性プレート１０３０の１つ以上のノズル１４０２へ至り、これが、処理溶液を基板面へ向けることで、基板１２５０へ配送される。１つの態様では、処理領域１０２５に均一なガスの流れを与えるために、管路１０４０を使用して、ガス供給源１０３８から充満部１０３４及び多孔性プレート１０３０を通して処理領域１０２５へガスを配送するための流路が与えられる。バルブ１０３５は、充満部１０３４とガス供給源１０３８との間の流体連通を選択的に開閉するように適応される。１つの態様では、ガス供給源１０３８は、アルゴン、窒素、ヘリウム又はその組合せのような不活性ガスを処理領域１０２５に与える。別の態様では、ガス供給源１０３８は、酸素含有ガスを処理領域１０２５に与える。酸素は、無電界堆積プロセスのある段階では問題がなく、例えば、活性化ステップ中には酸素を添加してもよいことに注意されたい。この構成では、水素及び酸素を希望の比率で含むキャリアガスを形成し、又はそれを、多孔性プレート１０３０を経て処理領域１０２５へ配送するのが好ましい。
【０１２９】
[00156]充満部１０３４及び多孔性プレート１０３０は、基板１２５０の上に位置され、キャリアガスの層流が基板１２５０の上に配送されるのを許容する。ガスの層流は、基板１２５０に均一で且つ垂直のガス流を形成する。このようにして、基板１２５０の半径に沿って均一の境界層が設けられる。これは、ひいては、ウェハの半径にわたるより均一な熱ロスを許し、ウェハ上及びそれより上で水及び化学蒸気が凝縮するのを減少するように働く。多孔性プレート１０３０は、ガス流ディフューサーとして働く。従って、多孔性プレート１０３０を通して流れるガスは、ノズル１４０２から流れる処理流体の霧を基板１２５０の受け取り面へ向け且つ均一に分布させる上で助けとなり得る。最終的に、ガスは、排出システム１２４８により排出口１２４６を経て排出される。排出システム１２４８は、一般に、流体処理セル１０１０からガスを引き出すために排出ファン又は真空ポンプを含んでもよい。排出口１２４６は、基板１２５０を通り過ぎるガス流が層流となるように確保する上で助けとなることに注意されたい。
【０１３０】
[00157]一実施形態では、充満部１０３４付近で蓋アセンブリ１０３３に加熱素子（図示せず）が置かれる。例えば、多孔性プレート１０３０内に加熱コイル（図示せず）が配置されてもよい。これは、管路１０４０から配送されるガスの加熱を行い、ひいては、基板１２５０の上の凝縮及び小滴形成を最小にする。
【０１３１】
[00158]一実施形態では、管路１０４０は、ガスではなく流体（例えば、処理流体）を、多孔性プレート１０３０を経て押し出すのを許容するために、流体導入システム１２００に接続される。このように、多孔性プレート１０３０は、シャワーヘッドのように作用して、処理流体を基板１２５０の面へ配送する。
【０１３２】
[00159]一実施形態において、管路１０４０は、真空源１０３９の使用で充満部１０３４に真空圧力を形成することにより、流体配送管路として働くと共に流体除去管路として働くこともできる。真空源１０３９は、基板１２５０をセル１０１０から移送する直前に、多孔性プレート１０３０に残留する流体が滴下するのを防止するのに使用されてもよい。この点に関して、真空ベンチュリーのような真空源１０３９は、充満部１０３４に真空を生成するように操作され、これは、ひいては、多孔性プレート１０３０の下面の流体を充満部１０３４に向かって「吸い上げる」用にさせる。
【０１３３】
[00160]図１１Ａは、図１１のフェースアップ型無電界処理チャンバの断面側面図である。この図において、セル１０１０内にガス流転向器１１０２が設けられる。このガス流転向器１１０２は、従来のリフトメカニズム（図示せず）を使用することにより選択的に上昇及び下降される。図１１Ａに示すように、ガス流転向器１１０２は、その下降位置にあって、基板１２５０を流体処理セル１０１０へ及び／又はそこから移送するのを許容することができる。
【０１３４】
[00161]図１１Ｂは、ガス流転向器１１０２を有する図１１のフェースアップ型無電界処理チャンバの別の断面図である。ここでは、ガス流転向器１１０２は、その上昇位置にあり、ノズル１４０２から通過するときの処理溶液の流れ（例えば、処理溶液の霧）を、且つガス供給源１０３８及び多孔性プレート１０３０から通過するときのガスの流れを、処理中に基板１２５０に向けて「直線化」し及び／又は指向するように使用できる。従って、ガス流転向器１１０２は、障害物の数を制限すると共に、到着する流体の流れパターンを制御することにより、処理中の処理流体及びガス流パターンの再現性及び粒子性能を改善するのに使用される。
【０１３５】
[00162]基板１２５０に吐出される流体の進行をセル１０１０の外部から視覚点検するための手段を設けることが望まれる。図１１の構成では、セル１０１０の内部にカメラ１３６０が設けられる。このカメラは、側壁１０１５に沿って、又は多孔性プレート１０３０の下に、又は上部支持リング１０３１に沿って、或いは基板１２５０の充分な視覚化を得ることのできる他の場所に配置することができる。カメラ１３６０は、蓋の固定部分に置くのが好ましい。図１１の実施形態では、カメラ１３６０は、上部支持リング１０３１に固定される。カメラ１３６０は、コントローラ１１１と通信し、一連のピクセルを使用してデジタル映像を記録する電荷結合表示カメラ（ＣＣＤカメラ）であるのが好ましい。基板１２５０の面の光学的視覚化を与えるためにセル１０１０の外部にモニタ（図示せず）が設定される。このように、処理流体の吐出プロセス中、又は堆積プロセス中に、基板１２５０の無電界処理流体のカバレージのタイミング及び適切さに関して視覚確認を行うことができる。
【０１３６】
[00163]カメラ１３６０の助けとして、光源（図示せず）を設けることが望ましい。また、光源は、蓋の固定部分に置くのが好ましいが、処理エリア１０２５付近のいかなる位置に位置されてもよい。光源は、処理中に基板１２５０を照明するように働く。１つの態様において、カメラ１３６０は、可視スペクトル内の光を検出するように使用される。
【０１３７】
[00164]視覚確認は、人間の監視により行われるのが好ましい。しかしながら、１つの構成では、視覚確認プロセスが、マシン視覚制御型プロセスにより行われる。この配置では、充分にカバーされた基板１２５０の映像がコントローラ１１１へプログラムされる（上記エレメント１１１を参照）。１つの態様において、コントローラ１１１は、次いで、流体吐出プロセス中にカメラ１３６０により発生されるピクセル映像を監視し、それら映像を、予め記録された映像又は他のデータと比較して、プロセスに関する種々の判断をコントローラ１１１により行えるようにする。例えば、流体吐出プロセスは、少なくとも、カメラ１３６０のピクセルで検出された実際の基板映像が、予め記録された映像に一致するまで、「時間切れ」又は終了することが許されない。
【０１３８】
[00165]１つの態様において、カメラ１３６０は赤外線カメラである。赤外線カメラは、可視波長をフィルタ除去するが、熱波長を確認する。温度の差は、主題、即ち基板１２５０における温度差の指示として、検出された映像内で検出された信号のカラー又は強度に変換することができる。吐出されている流体が、基板１２５０の面とは異なる温度にある場合には、温度差がカラーの差として記録される。流体の吐出は、温度差が消えて、基板１２５０の完全なカバレージの指示が与えられるまで、続けられる。また、コントローラ及びカメラ１３６０の使用により形成されるマシン視覚型制御により温度差が監視されるのが好ましい。それ故、基板の完全なカバレージを保証することができる。
【０１３９】
[00166]別の態様において、カメラ１３６０は、到来する光を受けて、種々の光波長及びそれらの強度を示すデータを出力するのに使用される分光計でよい。例えば、赤い光は、可視スペクトルの低い波長内でグループ編成される大きな光成分強度を有する。分光計は、通常、光学プリズム（又は格子）界面を備えていて、到来する信号をその成分に光学的に分割し、これが、次いで、直線的ＣＣＤ検出器アレイに投影される。分光計の一実施形態は、プリズム（又は格子）から合成スペクトルを受け取るために数千の個々の検出素子（例えば、ピクセル）で構成されるＣＣＤ検出アレイを備えてもよい。強度対波長データを収集すると、カメラ１３６０と通信するコントローラ１１１は、次いで、現在受信される情報を、過去の値又はユーザが定義した値と比較して、プロセス結果を最適なものとするように、無電界堆積プロセスステップ及びプロセス変数（例えば、流体カバレージ、処理時間、基板温度、基板回転速度）を制御することができる。
【０１４０】
[00167]１つの構成において、カメラ１３６０を閉ループ制御のもとで動作し、流体配送アーム１４０６の動き及び化学的ノズル１４０２からの流れ構成をソフトウェアで最適化して、基板１２５０の面が連続的な化学的カバレージをもつように保証することができる。この閉ループ制御は、カメラ１３６０、ディスペンスアームモータ１４０４、及び流体導入システム１２００内のコンポーネントを使用することで実行でき、これらは、全て、コントローラ１１１により接続されて制御される。
【０１４１】
[00168]図１２は、フェースアップ型流体処理セル１０１０の更に別の実施形態を示す断面図である。ここでも、処理流体は、多孔性プレート１０３０に配置されたノズル１４０２を通して流体をスプレーすることにより基板１２５０の受け取り面に付与される。この実施形態では、多孔性プレート１０３０は、基板１２５０に対して選択的に上昇及び下降される。より詳細には、チャンバ蓋アセンブリ１０３３が基板１２５０に対して軸方向に移動する。この軸方向移動を達成するために、チャンバ蓋リフトアセンブリ１０７９が使用される。チャンバ蓋アセンブリ１０３３に接続されたチャンバ蓋アクチュエータ（アイテム１０８０’で概略的に表わされた）は、チャンバ蓋リフトアセンブリ１０７９の一部分として使用されてもよい。アクチュエータ１０８０’は、電気的アクチュエータであるのが好ましく、一実施形態では、リニアＤＣサーボモータである。しかしながら、アクチュエータ１０８０’は、空気圧作動式のエアシリンダーでもよい。この構成では、モータ１０８０’を作動することにより、チャンバ蓋リフトアセンブリ１０７９は、多孔性プレート１０３０と、その下の基板１２５０との間の処理エリア１０２５の体積を制御する。このような構成は、基板１２５０の面付近のガス流及び酸素レベルを制御するのに有用である。
【０１４２】
[00169]上述したフェースアップ型無電界メッキセルに対する種々の実施形態は、基板１２５０の処理に関して説明した。しかしながら、あるメンテナンス活動中に、支持フィンガー１３００（又は支持リング）に基板をのせずに処理セル１０１０の動作を希望する場合があることに注意されたい。より詳細には、流体導入システム１２００及び流体放出システム１２４０は、処理領域１０２５内に基板を配置せずに動作することができる。例えば、脱イオン水又は他の洗浄又はすすぎ流体を、流体配送アーム（図９の流体配送アーム１４０６のような）又は流体配送プレート（図１１の多孔性プレート１０３０のような）を通して、基板支持フィンガー１３００及び他のチャンバコンポーネントへ注入することができる。このステップは、基板支持フィンガー１３００及び他のチャンバ部品を洗浄して、処理セル１０１０の粒子レベルを下げるように完了することができる。この洗浄ステップを更に助けるために、流体配送アームを下降してもよく（図９Ｂ）、流体配送ヘッドを下降してもよく（図１２）、又は基板支持アセンブリを上昇してもよい（図９Ａ）。
【０１４３】
[00170]以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の基本的な範囲から逸脱せずに、他の及び更に別の実施形態を案出することもでき、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって限定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】基板処理システムを例示する平面図である。
【図２】基板処理システムに含まれる無電界堆積システム及びエンクロージャーを例示する斜視図である。
【図３】エンクロージャーを除去した無電界堆積システムを例示する斜視図である。
【図４】無電界堆積システム及びエンクロージャーを例示する縦断面図である。
【図５Ａ】流体処理ステーションを例示する縦断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す流体処理ステーションに位置されるプラテンアセンブリを例示する断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｂに例示したプラテンアセンブリの一部分の拡大縦断面図である。
【図５Ｄ】流体処理ステーションに位置されたプラテンアセンブリの別の実施形態の一部分を例示する拡大縦断面図である。
【図５Ｅ】図５Ａに示す流体処理ステーションに位置されたプラテンアセンブリを例示する縦断面図である。
【図５Ｆ】流体処理ステーションを例示する縦断面図である。
【図６】基板支持アセンブリを例示する等寸図である。
【図７】流体処理ステーションを例示する縦断面図である。
【図８Ａ】流体処理ステーションを例示する拡大断面図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示す流体処理ステーションに位置されるエッジダムを例示する縦断面図である。
【図８Ｃ】図８Ａに示す流体処理ステーションに位置されるエッジダムの別の実施形態を示す縦断面図である。
【図８Ｄ】図８Ｃに示すエッジダムを例示する断面図で、エッジダムが基板に接触する状態を示す図である。
【図８Ｅ】図８Ａに示す流体処理ステーションに位置されるウェハホルダーアセンブリのフィンガーの尖端を例示する断面図である。
【図８Ｆ】図８Ａに示す流体処理ステーションに位置されるウェハホルダーアセンブリのフィンガーの尖端の別の実施形態を示す断面図である。
【図９】フェースアップした無電界処理チャンバの縦断面図で、チャンバ内の流体配送アームに配置されたノズルを使用するものを示す図である。
【図９Ａ】図９に示す無電界処理チャンバの縦断面図で、基板支持アセンブリがその持ち上がった位置にある状態を示す図である。
【図９Ｂ】図９の無電界処理チャンバの別の実施形態を示す縦断面図である。
【図１０】図９の無電界処理チャンバの横断面図である。
【図１１】無電界処理チャンバの別の実施形態の縦断面図である。
【図１１Ａ】図１１の無電界処理チャンバの断面図で、チャンバ内にガス流転向器が位置されたところを示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの無電界処理チャンバの別の縦断面図で、ガス流転向器がその持ち上がった位置にある状態を示す図である。
【図１２】チャンバ蓋アセンブリを除去できるような無電界処理チャンバの別の実施形態を示す縦断面図である。
【図１３】処理流体配送システムの実施形態を示す図で、ここに述べる無電界処理チャンバに関連して使用できるノズルの実施形態を断面で示した図である。
【図１４】処理流体配送システムの実施形態を示す図で、ここに述べる無電界処理チャンバに関連して使用できるノズルの実施形態を断面で示した図である。
【符号の説明】
【０１４５】
２３…従来の集塵排出システム、２４…ドレインポート、２５…流体体積部、２６…流体ディスペンスポート、２７…ベース、２８…処理コンパートメント、２９…流体体積部領域、３０…リニアスライダ、３１…リードスクリュー、３２…ギャップ、３３…ギャップ、３４…コンパートメント、４１…流体ヒータ、４２…インライン流体ヒータ、４３…加熱素子、５０…基板支持リフトアセンブリ、１００…システム、１０２…処理セル位置、１０４…処理セル位置、１０５…計測点検ステーション、１０６…処理セル位置、１０８…処理セル位置、１１０…処理セル位置、１１１…システムコントローラ、１１２…処理セル位置、１１３…メインフレーム、１１４…処理セル位置、１１５…リンクトンネル、１１６…処理セル位置、１２０…メインフレームロボット、１２２…ブレード、１２４…ブレード、１２６…基板、１３０…ファクトリインターフェイス、１３２…ファクトリインターフェイスロボット、１３４…基板ロードステーション、１３５…アニールチャンバ、１３６…冷却プレート、１３７…加熱プレート、１４０…基板移送ロボット、１５０…ロボットトラック、３０２…処理エンクロージャー、３０３…矢印、３０４…バルブ付きアクセスポート、３０５…基板移送シャトル、３０８…中央内壁、３１０…スロット、３１２…第１処理体積部、３１３…第２処理体積部、３１４…排出ポート、３１５…環境制御アセンブリ、４００…堆積ステーション、４０１…基板、４０２…処理ステーション、４０３…プラテンアセンブリ、４０４…処理位置、４０５…流体拡散部材、４０５Ａ…上流側、４０６…ディスペンスアーム、４０７…ホール、４０８…流体ディスペンスアーム、４０９…流体供給コンジット、４０９Ａ…流体ヒータ、４０９Ｂ…流体供給源、４１０…流体体積部、４１１…リング、４１２…基板支持フィンガー、４１３…リフトアセンブリ、４１４…基板支持アセンブリ、４１５…垂直ポスト部材、４１５Ａ…基板支持面、４１６…流体流バッフル、４１７…ベースプレート部材、４１７Ａ…内面、４１８…上部キャッチリング、４１９…下部流体キャッチリング、４２０…流体ドレイン、４２０ａ…流体ドレイン、４２０ｂ…流体ドレイン、４２１ａ…終縁、４２１ｂ…終端、４２２…インターリーブ壁アセンブリ、４２３…上部インターリーブ壁、４２４…下部インターリーブ壁、４２５…上部アーム部材、４２６…ベース部材、４２７…動力ジャッキスクリューアセンブリ、４２８…シール、４２９…分離ボックス、４３０…ガス排出ポート、４３１…流体ドレイン、４３２…再捕獲ポート、４３３…ヒータ、４４２…ベースプレート支持体、４４３…支持モータ、４４５Ａ…第２流体供給コンジット、４４５Ｂ…ヒータ、４４５Ｃ…第２流体源、４４５Ｄ…第２ベース部材、４４６Ａ…第１流体供給コンジット、４４６Ｂ…ヒータ、４４６Ｃ…第１流体源、４４６Ｄ…第１ベース部材、４４７…ハードウェアアセンブリ、４４８…ハードウェアアセンブリ、４５０…スペース、４５１…ダム、４５２…多小面付きホール、４５２Ａ…入口区分、４５２Ｂ…出口区分、４５３…頂面、４５４Ａ…面、４５４Ｂ…面、４５４Ｃ…面、５４２…多小面付きホール、８００…流体処理チャンバ、１００４…矢印、１０１０…セル、１０１２…プラットホーム、１０１３…ベース部材、１０１４…ベース部材、１０１５…側壁、１０１６…底壁、１０２５…チャンバ処理エリア、１０３０…多孔性プレート、１０３１…上部支持リング、１０３２…蓋、１０３３…チャンバ蓋アセンブリ、１０３４…充満部、１０３５…バルブ、１０３６…Ｏ−リングシール、１０３７…Ｏ−リングシール、１０３８…ガス供給源、１０３９…真空源、１０４０…管路、１０５２…基板支持フィンガーモータ、１０５４Ａ…上部ベアリング、１０５４Ｂ…下部ベアリング、１０６０…基板リフトアセンブリ、１０６１…リードスクリュー、１０６２…基板支持アセンブリモータ、１０６４…フィンガースライド、１０６６…溝付きハウジング、１０７９…チャンバ蓋リフトアセンブリ、１０８０…軸方向モータ、１０８０’…アクチュエータ、１１０２…ガス流転向器、１１０８…スロット、１１１２…加熱コイル、１１２１…環状シール、１１６１…ヒータ、１１６２…フィルタ、１１６４…流体ヒータ、１１６６…管、１１７０…流体ガス抜きユニット、１２００…流体導入システム、１２０２…溶液源、１２０３…流体源、１２０４…溶液源、１２０６…溶液源、１２０７…ガス源、１２０８…計測ポンプ、１２０９…ディスペンスバルブ、１２１０…フォアライン、１２１２…タンク、１２１４…通気口、１２１６…流体出口、１２１８…流体入口、１２２５…入口管路、１２２７…出口管路、１２４０…流体放出システム、１２４４…ノズルガス供給源、１２４６…排出口、１２４８…排出システム、１２４９…流体ドレイン、１２５０…基板、１２９９…基板支持アセンブリ、１３００…基板支持フィンガー、１３０１…ベースプレート支持体、１３０２…流体拡散部材、１３０４…ベースプレート部材、１３０５…ベースプレートコンジット、１３０６…流体通路、１３０８…流体入口、１３１０…流体体積部、１３１２…熱伝達領域、１３３０…基板支持フィンガー、１３６０…カメラ、１４０２…ノズル、１４０４…ディスペンスアームモータ、１４０６…流体配送アーム、１４１０…ガード部材、１４２０…チャンネル、１４２２…チャンネル、１４２４…尖端、１４２６…本体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理するように適応される処理領域を有する無電界（electroless）処理チャンバにおいて、
上記処理領域に位置されたプラテンアセンブリであって、
流体アパーチャーが貫通形成されたベース部材、
上記ベース部材にシール可能に位置されて、上流側と下流側を有する流体拡散部材であって、その上流側と下流側の間を流体連通する複数の流体通路を有する流体拡散部材、
上記ベース部材と上記流体拡散部材の上流側との間に形成された流体体積部、
上記流体拡散部材の下流側の上に第１距離だけ突出する特徴部、
を含むようなプラテンアセンブリと、
上記処理領域に位置されて、基板支持面を有する回転可能な基板支持アセンブリであって、上記プラテンアセンブリに対して回転するように適応される回転可能な基板支持アセンブリと、
を備えた無電界処理チャンバ。
【請求項２】
上記流体拡散部材は、実質的に円板形状であり、上記特徴部の面は、上記円板形状の流体拡散部材の外縁と一致する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
上記第１距離は、約０．５ｍｍ乃至約２５ｍｍである、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
上記流体拡散部材の下流面は、表面の粗面度（Ｒａ）が約１．６μｍ乃至約２０μｍである、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
基板を処理するように適応される処理領域を有する無電界処理チャンバにおいて、
上記処理領域に位置されたプラテンアセンブリであって、
流体アパーチャーが貫通形成されたベース部材、
上記ベース部材にシール可能に位置されて、上流側と下流側を有する流体拡散部材、
上記ベース部材と上記流体拡散部材の上流側との間に形成された流体体積部、及び
上記流体拡散部材に形成された複数の流体通路、
を含み、上記複数の流体通路は、上記流体拡散部材の下流側と上流側との間に流体連通し、また、上記複数の流体通路の少なくとも１つは、更に、
上記上流側と流体連通し且つ第１の断面積を有する第１特徴部、及び
第２の断面積を有する第２特徴部、
を含み、該第１特徴部及び第２特徴部が流体連通するようなプラテンアセンブリと、
上記処理領域に位置されて、基板支持面を有している回転可能な基板支持アセンブリであって、上記プラテンアセンブリに対して回転するように適応される回転可能な基板支持アセンブリと、
を備えた無電界処理チャンバ。
【請求項６】
上記第２断面積は上記第１断面積より大きい、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
上記複数の流体通路は、
上記下流側にわたり実質的に均一に分布された少なくとも４つの流体通路のアレイと、
上記下流面の上に第１距離だけ突出する環状特徴部であって、上記第１距離が約０．５ｍｍ乃至約２５ｍｍであるような環状特徴部と、
を含む請求項５に記載の装置。
【請求項８】
上記流体通路のアレイは、方形、長方形、半径方向、又は六角形の密接にパックされた配向で配列される、請求項５に記載の装置。
【請求項９】
上記複数の流体通路の少なくとも２つ以上は、更に、上記上流側から延びるその長さの一部分に対する第１円筒形状と、該第１円筒形状と流体連通する第２円筒形状とを含み、該第２円筒形状は、その断面積が上記第１円筒形状より大きい、請求項５に記載の装置。
【請求項１０】
基板を処理するように適応される無電界処理チャンバにおいて、
無電界処理チャンバの処理領域に位置されて、１つ以上の基板支持面を有している回転可能な基板支持アセンブリと、
上記処理領域に位置されて、第１面を有しているエッジダムであって、該エッジダム、及び／又は上記１つ以上の基板支持面に位置された基板を、上記エッジダムの上記第１面と基板の縁との間にギャップを形成するように配置することのできるエッジダムと、
上記基板支持体に位置された基板の面に無電界処理溶液を配送するように適応される流体源と、
を備えた無電界処理チャンバ。
【請求項１１】
上記流体源は、更に、上記流体源から配送される無電界処理溶液と熱連通する流体ヒータを備えた、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
上記エッジダムは、更に、上記１つ以上の基板支持面に位置された基板の面に対して上記エッジダムを位置させるように適応されるリフトアセンブリを備えた、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
基板を処理するように適応される無電界処理チャンバにおいて、
上記無電界処理チャンバの処理領域に位置された回転可能な基板支持アセンブリであって、基板支持面を各々有する１つ以上の基板支持特徴部を有している回転可能な基板支持アセンブリと、
上記処理領域に位置されて、流体体積部を形成する１つ以上の壁を有するボウルアセンブリであって、上記流体体積部は、該流体体積部に位置された流体に上記１つ以上の基板支持特徴部を浸漬するのを許容するサイズにされているボウルアセンブリと、
上記流体体積部、及び上記１つ以上の基板支持面に位置された基板と流体連通する流体源と、
を備えた無電界処理チャンバ。
【請求項１４】
上記無電界処理チャンバは、更に、上記流体体積部に位置された流体と熱連通する流体ヒータを備えた、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
上記無電界処理チャンバは、更に、上記ボウルアセンブリの１つ以上の壁に対して上記回転可能な基板支持アセンブリを位置させるように適応されるリフトアセンブリを備えた、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
上記回転可能な基板支持アセンブリは、更に、
上記基板支持面と流体連通する充満部と、
上記充満部、及び上記基板支持面に位置された基板と流体連通する真空源と、
を備えた請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
基板を処理するように適応される無電界処理チャンバにおいて、
上記無電界処理チャンバの処理領域に位置された基板支持アセンブリであって、基板支持面を各々有する１つ以上の離間された基板支持特徴部を有する基板支持アセンブリと、
上記処理領域に位置されて、流体体積部を形成する１つ以上の壁を有するボウルアセンブリであって、上記流体体積部は、該流体体積部に位置された流体に上記１つ以上の離間された基板支持特徴部を浸漬するのを許容するサイズにされているボウルアセンブリと、
上記１つ以上の離間された基板支持特徴部を回転するように適応されるモータと、
上記１つ以上の離間された基板支持特徴部に位置された基板の面と、上記ボウルの１つ以上の壁の面との間に形成されたギャップと、
上記流体体積部、及び上記１つ以上の基板支持面に位置された基板の面と流体連通する流体源と、
を備えた無電界処理チャンバ。
【請求項１８】
基板を処理するように適応される無電界処理チャンバにおいて、
処理領域に位置されたプラテンアセンブリであって、
上流側及び下流側を有し、且つその上流側と下流側との間に流体連通を与えるよう適応された複数の流体通路を有する流体拡散部材、
第１流体アパーチャーが貫通形成された第１ベース部材であって、この第１ベース部材が上記流体拡散部材にシール可能に位置され、且つ上記第１流体アパーチャーが上記流体拡散部材に形成された複数の流体通路の少なくとも１つと流体連通するような第１ベース部材、及び
第２流体アパーチャーが貫通形成された第２ベース部材であって、この第２ベース部材が上記流体拡散部材にシール可能に位置され、且つ上記第２流体アパーチャーが上記流体拡散部材に形成された複数の流体通路の少なくとも１つと流体連通するような第２ベース部材、
を含むようなプラテンアセンブリと、
上記処理領域に位置されて、基板支持面を有している回転可能な基板支持アセンブリであって、上記プラテンアセンブリに対して回転するように適応される回転可能な基板支持アセンブリと、
を備えた無電界処理チャンバ。
【請求項１９】
無電界処理チャンバで基板を処理する方法において、
基板支持体の基板受け取り面に基板を位置させるステップと、
上記基板支持体を拡散部材からある距離に位置させるステップと、
上記拡散部材に形成された複数の流体通路を通して温度制御された流体を流して、その温度制御された流体が上記基板の第１面に接触するようにするステップと、
上記基板及び基板支持体を上記拡散部材に対して回転するステップと、
上記基板の第２面に無電界堆積処理流体を吐出して、上記第２面に無電界層を堆積するステップと、
を備えた方法。
【請求項２０】
無電界堆積処理流体を吐出する上記ステップは、更に、
無電界堆積処理流体をその供給源から流す段階と、
移動可能なアームアセンブリを使用して上記基板の上記第２面の上にノズルを位置させる段階と、
ノズルから上記基板に無電界堆積処理流体を吐出する段階と、
を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
上記基板の第２面に無電界堆積処理流体を吐出する前に無電界堆積処理流体をガス抜きするステップを更に備えた、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
処理領域を有する無電界処理チャンバで基板を処理する方法において、
上記処理領域に保持された基板支持体の基板受け取り面に基板を位置させるステップと、
上記処理領域に保持された拡散部材からある距離に上記基板受け取り面を位置させるステップと、
上記基板及び基板支持体を上記拡散部材に対して回転するステップと、
処理ガス源から上記処理領域へガスを流し込むステップと、
上記拡散部材に形成された複数の流体通路を通して流体を流すステップと、
拡散部材からある距離に上記基板受け取り面を位置させて、上記基板の第１面が上記流れる流体に接触するようにさせるステップと、
上記基板の第２面に第１無電界堆積処理流体を吐出するステップと、
を備えた方法。
【請求項１】
基板を処理するように適応される処理領域を有する無電界（electroless）処理チャンバにおいて、
上記処理領域に位置されたプラテンアセンブリであって、
流体アパーチャーが貫通形成されたベース部材、
上記ベース部材にシール可能に位置されて、上流側と下流側を有する流体拡散部材であって、その上流側と下流側の間を流体連通する複数の流体通路を有する流体拡散部材、
上記ベース部材と上記流体拡散部材の上流側との間に形成された流体体積部、
上記流体拡散部材の下流側の上に第１距離だけ突出する特徴部、
を含むようなプラテンアセンブリと、
上記処理領域に位置されて、基板支持面を有する回転可能な基板支持アセンブリであって、上記プラテンアセンブリに対して回転するように適応される回転可能な基板支持アセンブリと、
を備えた無電界処理チャンバ。
【請求項２】
上記流体拡散部材は、実質的に円板形状であり、上記特徴部の面は、上記円板形状の流体拡散部材の外縁と一致する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
上記第１距離は、約０．５ｍｍ乃至約２５ｍｍである、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
上記流体拡散部材の下流面は、表面の粗面度（Ｒａ）が約１．６μｍ乃至約２０μｍである、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
基板を処理するように適応される処理領域を有する無電界処理チャンバにおいて、
上記処理領域に位置されたプラテンアセンブリであって、
流体アパーチャーが貫通形成されたベース部材、
上記ベース部材にシール可能に位置されて、上流側と下流側を有する流体拡散部材、
上記ベース部材と上記流体拡散部材の上流側との間に形成された流体体積部、及び
上記流体拡散部材に形成された複数の流体通路、
を含み、上記複数の流体通路は、上記流体拡散部材の下流側と上流側との間に流体連通し、また、上記複数の流体通路の少なくとも１つは、更に、
上記上流側と流体連通し且つ第１の断面積を有する第１特徴部、及び
第２の断面積を有する第２特徴部、
を含み、該第１特徴部及び第２特徴部が流体連通するようなプラテンアセンブリと、
上記処理領域に位置されて、基板支持面を有している回転可能な基板支持アセンブリであって、上記プラテンアセンブリに対して回転するように適応される回転可能な基板支持アセンブリと、
を備えた無電界処理チャンバ。
【請求項６】
上記第２断面積は上記第１断面積より大きい、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
上記複数の流体通路は、
上記下流側にわたり実質的に均一に分布された少なくとも４つの流体通路のアレイと、
上記下流面の上に第１距離だけ突出する環状特徴部であって、上記第１距離が約０．５ｍｍ乃至約２５ｍｍであるような環状特徴部と、
を含む請求項５に記載の装置。
【請求項８】
上記流体通路のアレイは、方形、長方形、半径方向、又は六角形の密接にパックされた配向で配列される、請求項５に記載の装置。
【請求項９】
上記複数の流体通路の少なくとも２つ以上は、更に、上記上流側から延びるその長さの一部分に対する第１円筒形状と、該第１円筒形状と流体連通する第２円筒形状とを含み、該第２円筒形状は、その断面積が上記第１円筒形状より大きい、請求項５に記載の装置。
【請求項１０】
基板を処理するように適応される無電界処理チャンバにおいて、
無電界処理チャンバの処理領域に位置されて、１つ以上の基板支持面を有している回転可能な基板支持アセンブリと、
上記処理領域に位置されて、第１面を有しているエッジダムであって、該エッジダム、及び／又は上記１つ以上の基板支持面に位置された基板を、上記エッジダムの上記第１面と基板の縁との間にギャップを形成するように配置することのできるエッジダムと、
上記基板支持体に位置された基板の面に無電界処理溶液を配送するように適応される流体源と、
を備えた無電界処理チャンバ。
【請求項１１】
上記流体源は、更に、上記流体源から配送される無電界処理溶液と熱連通する流体ヒータを備えた、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
上記エッジダムは、更に、上記１つ以上の基板支持面に位置された基板の面に対して上記エッジダムを位置させるように適応されるリフトアセンブリを備えた、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
基板を処理するように適応される無電界処理チャンバにおいて、
上記無電界処理チャンバの処理領域に位置された回転可能な基板支持アセンブリであって、基板支持面を各々有する１つ以上の基板支持特徴部を有している回転可能な基板支持アセンブリと、
上記処理領域に位置されて、流体体積部を形成する１つ以上の壁を有するボウルアセンブリであって、上記流体体積部は、該流体体積部に位置された流体に上記１つ以上の基板支持特徴部を浸漬するのを許容するサイズにされているボウルアセンブリと、
上記流体体積部、及び上記１つ以上の基板支持面に位置された基板と流体連通する流体源と、
を備えた無電界処理チャンバ。
【請求項１４】
上記無電界処理チャンバは、更に、上記流体体積部に位置された流体と熱連通する流体ヒータを備えた、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
上記無電界処理チャンバは、更に、上記ボウルアセンブリの１つ以上の壁に対して上記回転可能な基板支持アセンブリを位置させるように適応されるリフトアセンブリを備えた、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
上記回転可能な基板支持アセンブリは、更に、
上記基板支持面と流体連通する充満部と、
上記充満部、及び上記基板支持面に位置された基板と流体連通する真空源と、
を備えた請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
基板を処理するように適応される無電界処理チャンバにおいて、
上記無電界処理チャンバの処理領域に位置された基板支持アセンブリであって、基板支持面を各々有する１つ以上の離間された基板支持特徴部を有する基板支持アセンブリと、
上記処理領域に位置されて、流体体積部を形成する１つ以上の壁を有するボウルアセンブリであって、上記流体体積部は、該流体体積部に位置された流体に上記１つ以上の離間された基板支持特徴部を浸漬するのを許容するサイズにされているボウルアセンブリと、
上記１つ以上の離間された基板支持特徴部を回転するように適応されるモータと、
上記１つ以上の離間された基板支持特徴部に位置された基板の面と、上記ボウルの１つ以上の壁の面との間に形成されたギャップと、
上記流体体積部、及び上記１つ以上の基板支持面に位置された基板の面と流体連通する流体源と、
を備えた無電界処理チャンバ。
【請求項１８】
基板を処理するように適応される無電界処理チャンバにおいて、
処理領域に位置されたプラテンアセンブリであって、
上流側及び下流側を有し、且つその上流側と下流側との間に流体連通を与えるよう適応された複数の流体通路を有する流体拡散部材、
第１流体アパーチャーが貫通形成された第１ベース部材であって、この第１ベース部材が上記流体拡散部材にシール可能に位置され、且つ上記第１流体アパーチャーが上記流体拡散部材に形成された複数の流体通路の少なくとも１つと流体連通するような第１ベース部材、及び
第２流体アパーチャーが貫通形成された第２ベース部材であって、この第２ベース部材が上記流体拡散部材にシール可能に位置され、且つ上記第２流体アパーチャーが上記流体拡散部材に形成された複数の流体通路の少なくとも１つと流体連通するような第２ベース部材、
を含むようなプラテンアセンブリと、
上記処理領域に位置されて、基板支持面を有している回転可能な基板支持アセンブリであって、上記プラテンアセンブリに対して回転するように適応される回転可能な基板支持アセンブリと、
を備えた無電界処理チャンバ。
【請求項１９】
無電界処理チャンバで基板を処理する方法において、
基板支持体の基板受け取り面に基板を位置させるステップと、
上記基板支持体を拡散部材からある距離に位置させるステップと、
上記拡散部材に形成された複数の流体通路を通して温度制御された流体を流して、その温度制御された流体が上記基板の第１面に接触するようにするステップと、
上記基板及び基板支持体を上記拡散部材に対して回転するステップと、
上記基板の第２面に無電界堆積処理流体を吐出して、上記第２面に無電界層を堆積するステップと、
を備えた方法。
【請求項２０】
無電界堆積処理流体を吐出する上記ステップは、更に、
無電界堆積処理流体をその供給源から流す段階と、
移動可能なアームアセンブリを使用して上記基板の上記第２面の上にノズルを位置させる段階と、
ノズルから上記基板に無電界堆積処理流体を吐出する段階と、
を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
上記基板の第２面に無電界堆積処理流体を吐出する前に無電界堆積処理流体をガス抜きするステップを更に備えた、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
処理領域を有する無電界処理チャンバで基板を処理する方法において、
上記処理領域に保持された基板支持体の基板受け取り面に基板を位置させるステップと、
上記処理領域に保持された拡散部材からある距離に上記基板受け取り面を位置させるステップと、
上記基板及び基板支持体を上記拡散部材に対して回転するステップと、
処理ガス源から上記処理領域へガスを流し込むステップと、
上記拡散部材に形成された複数の流体通路を通して流体を流すステップと、
拡散部材からある距離に上記基板受け取り面を位置させて、上記基板の第１面が上記流れる流体に接触するようにさせるステップと、
上記基板の第２面に第１無電界堆積処理流体を吐出するステップと、
を備えた方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図８Ｆ】
【図９】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図８Ｆ】
【図９】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−４６１５６（Ｐ２００７−４６１５６Ａ）
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００６−１８６９５３（Ｐ２００６−１８６９５３）
【出願日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．フロッピー
【出願人】（３９００４０６６０）アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド (1,346)
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８６９５３（Ｐ２００６−１８６９５３）
【出願日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．フロッピー
【出願人】（３９００４０６６０）アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド (1,346)
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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