(57)【要約】【課題】無電解堆積システムを提供する。【解決手段】システムは処理メインフレームと、そのメインフレーム上の少なくとも１つの基板洗浄部と、そのメインフレーム上に位置する無電解堆積部を含む。無電解堆積部は、環境が制御された処理筐体と、基板の表面を洗浄及び活性化するために配置された第１処理部と、基板表面に層を無電解で堆積するために配置された第２処理部と、第１処理部と第２処理部の間で基板を搬送するために位置する基板搬送シャトルを含む。システムは、メインフレーム上に位置し処理筐体の内部にアクセスするために配置された基板搬送ロボットも含む。システムは、処理筐体に搭載された基板へ噴霧プロセスを使用することにより、プロセス流体を搬送するように配置された流体搬送システムも含む。
2007519831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無電解堆積システムであって、
処理メインフレームと、
前記メインフレーム上に位置する少なくとも１つの基板洗浄部と、
前記メインフレーム上に位置する無電解堆積部と、
前記メインフレーム上に位置し、処理筐体の内部に出入りするように配置された基板搬送ロボットを含み、
その中で、前記無電解堆積部が、
環境が制御された処理筐体と、
前記処理筐体に位置する第１流体処理部と、
前記処理筐体に位置する第２流体処理部と、
第１流体処理部と第２流体処理部の間で基板を搬送するための前記筐体に位置する基板搬送シャトルを含む無電解堆積システム。
【請求項２】
前記第１及び第２流体処理部が、フェースアップの向きで処理するために基板を支えるように配置された回転可能な基板支持アセンブリを含む請求項１記載の堆積システム。
【請求項３】
前記回転可能な基板支持アセンブリが、
垂直リフトアセンブリと、
前記垂直リフトアセンブリとつながって位置する複数の基板固定フィンガーを含む請求項２記載の堆積システム。
【請求項４】
前記複数の基板固定フィンガー及び前記垂直リフトアセンブリが、少なくとも１つの前記第１及び第２流体処理部に位置する流体拡散部材に平行に前記基板を協調して位置するように配置された請求項３記載の堆積システム。
【請求項５】
少なくとも１つの前記第１及び第２流体処理部が、
流体拡散部材と、
ベースプレートが前記流体拡散部材の裏側の周囲に密閉されて固定されており、前記ベースプレートと前記流体拡散部材の前記裏側との間に流体体積を形成する、ベースプレートと、
前記流体体積と流体でつながる流体供給導管を含む請求項２記載の堆積システム。
【請求項６】
前記流体供給導管が温度制御された流体源と流体でつながっている請求項５記載の堆積システム。
【請求項７】
前記拡散部材が多孔性セラミックディスクを含む請求項５記載の堆積システム。
【請求項８】
前記拡散部材がディスク型部材を通して形成される複数の穴を有するディスク型部材を含む請求項５記載の堆積システム。
【請求項９】
前記複数の穴が約０．７ｍｍ〜約３ｍｍの直径を有する請求項８記載の堆積システム。
【請求項１０】
前記第１及び第２流体処理部の各々が温度制御されたプロセス流体源と流体でつながる可動な流体吐出アームを含む請求項１記載の流体堆積システム。
【請求項１１】
前記環境制御された処理筐体が、前記第１流体処理部の上に位置する第１処理容積及び前記第２流体処理部の上に位置する第２処理容積を含み、前記第１処理容積が、中心壁によって前記第２処理容積と少なくとも部分的に離れている請求項１記載の流体堆積システム。
【請求項１２】
前記第１及び第２処理容積の頭部空間体積が各々約１５００ｉｎ３〜約５０００ｉｎ３である請求項１１記載の堆積システム。
【請求項１３】
前記第１及び第２処理容積の各々が、前記処理容積とつながる環境制御アセンブリを有する請求項１１記載の堆積システム。
【請求項１４】
前記環境制御アセンブリが、プロセスガス供給源と、ヒータと、加湿器の少なくとも１つを含む請求項１３記載の堆積システム。
【請求項１５】
前記第１及び第２流体処理部の各々に位置する排気ポートを更に含む請求項１４記載の堆積システム。
【請求項１６】
前記プロセスガス供給源及び前記排気ポートが協調して配置され、処理工程の間、前記第１及び第２処理容積内の酸素含有量を約１００ｐｐｍ未満に維持する請求項１５記載の堆積システム。
【請求項１７】
前記第１及び第２流体処理部の少なくとも１つが、前記処理部の内部から前記フィンガー上に位置する前記基板の周囲に向けて延長された複数の流体捕獲リングを内側及び外側に含む請求項３記載の堆積システム。
【請求項１８】
半導体プロセス用の流体堆積システムであって、
環境が制御された処理容積を定める処理筐体と、
前記制御処理容積内に位置する第１流体処理セルと、
前記制御処理容積内に位置する第２流体処理セルと、
前記制御処理容積内に位置し、前記第１及び第２流体処理セル間で基板を軸を中心に搬送するために配置された基板シャトルを含み、
その中で、前記第１及び第２流体処理セルが各々、
流体浸透拡散部材と、
プロセスのための前記流体拡散部材と平行に基板を回転して支えるために配置された基板支持アセンブリと、
前記基板支持アセンブリ上に位置する前記基板上にプロセス流体を吐出するために位置する移動可能な流体吐出アーム部材を含む半導体プロセス用の流体堆積システム。
【請求項１９】
前記の制御された処理容積と流体でつながる、制御されたプロセスガス供給源及びプロセスガス排気部を更に含み、前記プロセスガス供給源及び前記プロセスガス排気部が、前記処理容積内に約１００ｐｐｍ未満の酸素しか生成しないように協調して配置される請求項１８記載の堆積システム。
【請求項２０】
前記の制御された処理容積を、前記第１流体処理セル上に位置する第１処理容積と前記第２流体処理セル上に位置する第２処理容積に隔てるために位置する中心壁を更に含む請求項１８記載の堆積システム。
【請求項２１】
前記第１及び第２処理容積の少なくとも１つが、約１０００ｉｎ３〜約５０００ｉｎ３の頭部空間体積を有する請求項２０記載の堆積システム。
【請求項２２】
前記基板から前記第１及び第２処理容積の低部表面までの垂直距離が、約１２インチ〜約３６インチである請求項２０記載の堆積システム。
【請求項２３】
前記流体拡散部材が、ディスク型部材を通して形成される複数個の放射状に隔てられた流体吐出穴を有するディスク型部材を含む請求項１８記載の堆積システム。
【請求項２４】
前記吐出穴が温度制御された流体源と流体でつながる請求項２３記載の堆積システム。
【請求項２５】
前記流体拡散部材が、流体が浸透できる多孔性セラミックディスク部材を含む請求項１８記載の堆積システム。
【請求項２６】
前記基板支持アセンブリが、複数個の垂直発動可能基板支持フィンガーを含む請求項１８記載の堆積システム。
【請求項２７】
前記流体吐出アームが温度制御されたプロセス流体源と流体でつながる請求項１８記載の堆積システム。
【請求項２８】
無電解処理システムであって、
複数個の流体処理セルを支えるために配置された処理メインフレームと、
前記メインフレームに位置し、前記複数個の流体処理セルの各々にアクセスするために配置されたメインフレームロボットと、
前記メインフレーム上に位置する少なくとも２つの処理筐体を含み、
前記処理筐体の各々が、
温度と、圧力と、湿度の少なくとも１つが制御された環境で、基板の表面を洗浄及び活性化するために配置された第１流体処理セルと、
温度と、圧力と、湿度の少なくとも１つが制御された環境で、洗浄し、前記基板の前記表面上に金属膜を堆積するために配置された第２流体処理セルと、
前記第１及び第２流体処理セル間で基板を搬送するために位置する基板シャトルを含む無電解処理システム。
【請求項２９】
前記処理筐体の各々が、前記処理筐体を第１処理容積と第２処理容積に隔てる中心壁を更に含み、前記第１及び第２処理容積が、前記中心壁に形成された基板シャトルスロットを経由して互いにつながる請求項２８記載の無電解処理システム。
【請求項３０】
前記処理容積の各々が約１５００ｉｎ３〜約５０００ｉｎ３の頭部空間を含む請求項２９記載の無電解処理システム。
【請求項３１】
前記第１及び第２流体処理セルの少なくとも１つが、
ほぼ平坦な上部表面及び流体拡散部材を通して形成される複数の流体吐出穴を有する流体拡散部材と、
基板が、無電解堆積処理の間、前記流体拡散部材から約１ｍｍ〜約５ｍｍ離れて位置するように配置された基板支持アセンブリを含む請求項２８記載の無電解処理システム。
【請求項３２】
前記流体吐出穴と流体でつながる加熱された流体源を更に含む請求項２８記載の無電解処理システム。
【請求項３３】
前記第１及び第２流体処理セルが、各々、温度制御されたプロセス流体源とつながる可動な流体吐出アームを含む請求項２８記載の無電解処理システム。
【請求項３４】
基板を処理するためのフェースアップ無電解メッキセルであって、
基板を支えるための基板支持アセンブリと、
流体入口と、前記基板支持アセンブリ上に留まっている前記基板の裏側に接触するように加熱された流体を流す拡散プレートを有する、流体拡散部材と、
蓋アセンブリと、
前記基板支持処理領域と前記蓋アセンブリの間に定められた流体処理領域と、
プロセス流体を前記流体処理領域に提供するための流体入口システムを含み、
その中で、プロセス流体を前記基板に搬送するために、前記流体入口システムが１つ又はそれ以上のノズルを含むフェースアップ無電解メッキセル。
【請求項３５】
前記基板支持アセンブリが、前記拡散プレート上の前記基板を支えるための基板支持フィンガーを更に含み、前記基板支持フィンガーが、支持フィンガーモータを使って回転することに適している請求項３４記載の無電解メッキセル。
【請求項３６】
前記流体拡散部材が前記拡散プレートとつながる加熱部材を更に含む請求項３４記載の無電解メッキセル。
【請求項３７】
前記拡散部材が、
前記拡散プレートの下のベースプレートと、
前記ベースプレートとつながる加熱要素を更に含み、
前記ベースプレートが、前記ベースプレートと前記拡散プレートとの間に流体体積領域を与え、前記流体入口から流体を受け取る請求項３４記載の無電解メッキセル。
【請求項３８】
前記流体入口システムが、
前記流体搬送システムに沿って配置される少なくとも１つのノズルを伴う流体搬送アームと、
前記無電解メッキセルの前記処理領域内で前記流体搬送アームを回転するための流体搬送アームモータを更に含む請求項３４記載の無電解メッキセル。
【請求項３９】
前記流体入口システムが、ノズルと接続されたガス源と、前記ノズルと接続された流体源を更に含み、
前記ガス源が、イナートガス又は水素と混合されたイナートガスを前記ノズルに搬送することに適しており、
前記ガス源及び前記流体源が、プロセスガスを前記流体源から前記基板表面に搬送することに適している請求項３４記載の無電解メッキセル。
【請求項４０】
前記蓋アセンブリが、前記基板支持アセンブリに対して、前記蓋アセンブリを任意に上昇又は下降するための蓋アセンブリモータを含む請求項３４記載の無電解メッキセル。
【請求項４１】
前記蓋アセンブリが、無電解処理の間、前記セル内の前記基板上のプロセス流体分布の確証を与えるためのカメラを更に含む請求項３４記載の無電解メッキセル。
【請求項４２】
前記カメラが、前記基板の前記表面が実質的に前記プロセス流体で覆われていることを確証するために、前記カメラの前記出力信号を監視することに適したコントローラを更に含む請求項４１記載の無電解メッキセル。
【請求項４３】
前記カメラが赤外線カメラである請求項４１記載の無電解メッキセル。
【請求項４４】
前記蓋アセンブリが、頂上部蓋部材と、前記頂上部蓋部材の下に配置されたプレートを含み、その中で、前記頂上部蓋部材及び前記プレートが、ともに空間を形成する請求項３４記載の無電解メッキセル。
【請求項４５】
前記プレートが、セラミック材料、ポリエステル、ポリプロピレンから成る群から選択された材料から作製される請求項４４記載の無電解メッキセル。
【請求項４６】
前記流体入口システムが、前記プレート内に配置された複数個のノズルを更に含み、各ノズルが、前記流体入口ラインから無電解プロセス流体を受け、それらを前記流体処理領域に搬送する請求項４４記載の無電解メッキセル。
【請求項４７】
前記蓋アセンブリが、流体を前記プレートの表面から取り除くために、負の圧力を前記空間に任意に加えるような真空ラインを更に含む請求項４４記載の無電解メッキセル。
【請求項４８】
フェースアップした基板を処理するためのフェースアップ無電解メッキセルであって、
基板を支えるための基板支持アセンブリと、
流体入口と、前記基板支持アセンブリ上に留まっている前記基板の裏側に接触するように、加熱された流体を流す拡散プレートを有する流体拡散部材と、
蓋アセンブリと、
前記基板支持アセンブリと前記蓋アセンブリの間に定められた流体処理領域と、
前記空間及び前記プレートを通して、プロセス流体を前記基板の前記表面に提供するために、前記空間とつながる流体入口システムを含み、
前記蓋アセンブリが、
頂上部蓋部材と、
前記頂上蓋部材及び前記プレートが空間を形成する、前記頂上部蓋部材の下に配置されたプレートを含むフェースアップ無電解メッキセル。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明の実施例は、一般に、半導体プロセス用の無電界堆積システムに関する。
【関連技術の説明】
【０００２】
サブ１００ナノメートルのサイズを特徴とする金属薄膜化は、現在及び次世代の集積回路製造プロセスに向けた基礎技術である。特に、超大規模集積型デバイス、即ち数百万個の論理ゲートを備えた集積回路を有するデバイス内では、一般に、銅のような導電物質を用いて、約２５：１を超えるアスペクト比の相互接続の特性を満たすことにより、これらのデバイスの中心にある相互接続が多数の段階で形成される。これらの範囲において、化学気相蒸着及び物理気相蒸着のような従来の蒸着技術は、相互接続の特性を確実には充たすことができない。結果として、集積回路製造プロセスにおいて、ボイドフリーで、サブ１００ナノメートルのサイズの高アスペクト比の相互接続の特性を充たす有望なプロセスとして、メッキ技術つまり電気化学メッキ及び無電解メッキが現れてきた。加えて、キャップ層のようなポスト蒸着層に向けた有望なプロセスとしても、電気化学及び無電解メッキプロセスが現れてきた。
【０００３】
しかしながら、無電解メッキプロセスに関して、従来の無電解システム及び方法は、堆積プロセスとその結果生じる堆積層内の欠陥比率を正確に制御するというような、幾つかの課題に直面した。更に特定すると、従来のシステムは、基板温度制御が貧弱であることから欠陥を被り、例えば、従来の無電解セル上で使用される抵抗型ヒータ及び加熱ランプは、無電解堆積プロセスを均一に行うことに極めて重要な要素である、基板表面への均一な温度を提供することができなかった。加えて、従来の無電解システムでは、無電解堆積チャンバ内の環境の制御は行われていなかったが、その制御は、欠陥比率に対して多大な影響を及ぼすことが最近示された。
【０００４】
そのうえ、環境と導入・維持・管理費が関心事であるために、基板の受流表面上に十分均一な被覆範囲を得るために必要なフローを削減することで、高価な無電解メッキ処理用化学物質の廃棄物を削減することが望まれている。無電解プロセス溶液が基板表面に搬送される際、その速度及び均一性は、堆積プロセスの結果に影響を与えることがありえるので、様々なプロセス溶液を均一に搬送するための装置及び方法が必要とされる。そのうえ、流体が基板と支持ベースプレート部材に接触し、それらの間を流れる際、基板の裏面上に伝導性及び対流性の熱伝搬を用いることによって、基板温度を制御することが望まれる。
【０００５】
更に、欠陥を最小にし、均一な層を堆積することを可能にする、無電解堆積プロセス用の機能的及び効果的な集積プラットフォームが開発された。そのように、欠陥を最小にし、均一な層を堆積することを可能にする集積化無電解堆積装置への要求がある。
【本発明の概要】
【０００６】
本発明の実施例は、無電解堆積システムを提供する。このシステムは、処理メインフレームと、そのメインフレーム上に位置し、少なくとも一つの基板洗浄部と、そのメインフレーム上に位置し、少なくとも一つの無電解堆積部を含む。無電解堆積部は、環境が制御された処理筐体と、基板表面を洗浄し活性化するために配置された第１処理部と、基板表面上に層を無電解で堆積するために配置された第２処理部と、第１処理部と第２処理部間で基板を搬送するために配置された基板搬送シャトルを含む。このシステムは、メインフレーム上に位置し、処理筐体の内部にアクセスするために配置された基板搬送ロボットも含む。
【０００７】
本発明の実施例は、そのうえ、最小の欠陥で半導体基板上に導電層を効率良く堆積することを目的に配置された無電解堆積システムを提供する。このシステムは、処理メインフレーム上に位置する無電解堆積筐体を含む。堆積筐体の内部環境は、圧力及び温度が制御されており、第１及び第２基板処理部を含む。第１基板処理部は、基板を洗浄し、活性化するために配置され、第２基板処理部は、基板上に層を無電解で堆積するために配置されている。基板シャトルは、筐体内に位置し、各部間で基板を搬送するために配置されている。
【０００８】
本発明の実施例は、更に、半導体プロセス用の堆積システムを提供する。堆積システムの実施例は、一般に、環境が制御された処理容積を定める処理筐体と、その処理容積内に位置する第１流体処理セルと、その処理容積内に位置する第２流体処理セルと、その処理容積内に位置し、第１流体処理セルと第２流体処理セル間で基板を旋回しながら搬送する基板シャトルを含む。第１及び第２流体処理セルは、一般に、流体拡散部材と、流体拡散部材に平行に基板を支えるために配置された基板支持アセンブリと、基板上にプロセス流体を吐出するために配置された流体吐出アーム可動部を含む。
【好ましい実施例の詳細な記述】
【０００９】
図１は、無電解堆積システム１００の実施例を示す。システム１００は、基板を含むカセットと接触するように配置された複数の基板積載部１３４を含む製造インターフェース１３０を含む。製造インターフェースロボット１３２は、製造インターフェース１３０に位置し、積載部１３４に位置するカセット内へ及びそのカセットから基板１２６を出入りさせ、搬送するために配置されている。ロボット１３２は、そのうえ、製造インターフェース１３０と処理メインフレーム１１３をつなぐ接続トンネル１１５へと延びる。ロボット１３２の位置は、積載部１３４へのアクセスを可能にし、そこから基板を取り出し、次にメインフレーム１１３に位置する処理セル部１１４、１１６へ、又は代わりに、アニール部１３５へ、基板１２６を搬送する。同様に、基板処理シーケンスが完了した後、処理セル部１１４、１１６又はアニール部１３５から基板１２６を取り出すために、ロボット１３２を使用できる。この場合、システム１００から基板を取り除くために、ロボット１３２は、積載部１３４上に位置するカセットの一部へ基板１２６を搬送できる。
【００１０】
製造インターフェース１３０は、測量検査部１０５も含むことができ、その測量検査部は、システム１００での工程の前及び／又は後に基板を検査するために使用できる。例えば、基板上に堆積された物質の厚さや、平坦度や、結晶構造や、トポロジーなどの特性を分析するために、測量検査部１０５を使用できる。本発明の実施例として使用可能な好ましい例の測量検査部は、ＢＸ−３０最新インターコネクト測定システムと、ＣＤ−ＳＥＭ又はＤＲ−ＳＥＭ検査ステーションを含み、すべてカリフォルニア、サンタ・クララのアプライド・マテリアル社から市場で入手可能である。好ましい例の形状検査システムは、「集積基板検査を伴うメッキシステム」の題で２００３年１０月２１日に出願され、出願人に共通して譲渡された米国特許出願第６０／５１３，３１０号にも示され、本発明と矛盾しない程度に本明細書に参考としてそのまま組み込まれている。
【００１１】
アニール部１３５は、一般に２カ所アニール部を含み、その中で、冷却プレート１３６及び加熱プレート１３７は、それらの部の近傍に、例えば２つの部の間に、位置する基板搬送ロボット１４０とともに、互いに隣接して位置する。基板搬送ロボット１４０は、一般に、冷却プレート１３７と加熱プレート１３６の間で基板を搬送するために配置される。システム１００は、複数のアニール部１３５を含むことができ、その中で、アニール部１３５は、積層形態でありえる。更に、アニールチャンバ１３５は、接続トンネル１１５からアクセスするような位置に示されているが、本発明の実施例は、アニール部１３５のいずれの特定の形態又は位置にも限定されない。そうであるから、アニール部１３５を、メインフレーム１１３と直接通じる位置に置くことができる、つまりメインフレームロボット１２０によってアクセスできる、又は代わりに、アニール部１３５を、メインフレーム１１３と通じる位置に置くことができる、即ちアニール部を、メインフレーム１１３と同じシステム上に配置できる、しかし、メインフレーム１１３と直接接触せず、メインフレームロボット１２０からアクセスできない。例えば、図１に示されるように、アニール部１３５を、接続トンネル１１５と直接通じる位置に置くことができ、ロボット１３２及び／又は１２０を経由してメインフレーム１１３へアクセスできる。アニールチャンバ１３５及びその操作の追加の記述は、「２カ所アニールチャンバ」の題で２００４年４月１３日に出願され、出願人に共通して譲渡された米国特許出願第１０／８２３、８４９号に見ることができ、本発明と矛盾しない程度に本明細書で参考としてそのまま組み込まれている。
【００１２】
処理メインフレーム１１３は、中央に位置するメインフレーム基板搬送ロボット１２０を含む。メインフレームロボット１２０は、一般に基板を支え、搬送するために配置された１つ又はそれ以上のブレード１２２、１２４を含む。加えて、メインフレームロボット１２０及びそれに伴うブレード１２２、１２４は、一般に、独立して延長、回転、旋廻、及び垂直移動するために配置され、その結果、メインフレームロボット１２０は、メインフレーム１１３上に位置する複数の処理セル部１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６へ／から基板を同時に挿入及び除去できる。同様に、製造インターフェースロボット１３２は、基板支持ブレードを延長、回転、旋廻、及び垂直移動する性能も含むが、製造インターフェース１３０からメインフレーム１１３に延びるロボット軌道１５０に沿った線形移動も可能である。
【００１３】
一般に、処理セル部１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６は、基板処理システムで使用されるいずれの数の処理セルでありえる。更に特定すると、処理セル又は部を、電気化学メッキセル、リンスセル、ベベル洗浄セル、スピンリンス乾燥セル、基板表面洗浄セル（洗浄、リンス、及びエッチングセルを総合的に含む）、無電解メッキセル（プレ及びポスト洗浄セル、活性化セル、堆積セル、などを含む）、測量検査部、及び／又は堆積処理システム及び／又はプラットフォームと合わせて効果的に使用可能な他の処理セルとして配置できる。
【００１４】
各処理セル部１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６及びロボット１３２、１２０は、一般にコントローラ１１１と通じており、そのコントローラは、マイクロプロセッサを使用した制御システムでありえ、ユーザー及び／又はシステム１００上に位置する様々なセンサからの入力を受信し、入力及び／又は予め定められた処理レシピに従って、システム１００の操作を適切に制御するために配置されている。加えて、処理セル部１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６は、そのうえプロセス中各処理セル部に必要なプロセス流体を供給するために配置された流体搬送システム（図示せず）に通じており、その流体搬送システムは、一般にシステムコントローラ１１１の制御下にある。好ましい例のプロセス流体搬送システムは、「マルチ化学電気化学処理システム」の題で２００３年５月１４日に出願され、出願人に共通して譲渡された米国特許出願第１０／４３８，６２４号に見ることができ、本発明と矛盾しない程度に本明細書に参照としてそのまま組み込まれている。
【００１５】
図１に示される好ましい例の無電解堆積システム１００において、処理セル部１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６を、次のように配置できる。メインフレーム１１３のウェット処理部と、接続トンネル１１５とアニール部１３５と製造インターフェース１３０内の一般ドライ処理部又は領域との間のインターフェースとして、処理セル部１１４及び１１６を配置できる。そのインターフェースに位置する処理セル部１１４及び１１６は、例えばスピンリンス乾燥セル及び／又は基板洗浄セルでありえる。処理セル部１１４及び１１６の各々は、スピンリンス乾燥セル及び積層形態の基板洗浄セルを含んでもよい。代わりに、処理セル部１１４は、スピンリンス乾燥セルを含んでもよいし、処理セル部１１６は、基板洗浄セルを含んでもよい。更に他の実施例において、処理セル部１１４及び１１６の各々は、スピンリンス乾燥セルと基板洗浄セルの組み合わせを含んでもよい。本発明の実施例で使用可能な好ましい例のスピンリンス乾燥セルの詳細な記述は、「スピンリンス乾燥セル」の題で２００３年１０月６日に出願され、出願人に共通して譲渡された米国特許出願第１０／６８０，６１６号に見ることができ、本発明と矛盾しない程度に本明細書に参照としてそのまま組み込まれている。
【００１６】
処理セル部１０６、１０８を、基板洗浄セルとして配置でき、更に特定すると、基板ベベル洗浄セル、つまり堆積処理が完了した後、基板の周囲及び任意に裏側から余分な堆積を取り除くために配置されたセルとして、処理セル部１０６、１０８を配置できる。好ましい例のベベル洗浄セルは、「集積ベベル洗浄セル」の題で２００４年４月１６日に出願され、出願人に共通して譲渡された米国特許出願第１０／８２６，４９２号に記述され、本発明と矛盾しない程度に本明細書に参照としてそのまま組み込まれている。更に本発明の実施例は、要望がある場合、システム１００から処理セル部１０６、１０８を省略できることを意図している。加えて、無電解処理セル又はセル対として、処理セル部１０６、１０８を配置することもでき、本明細書で更に議論される。
【００１７】
処理セル部１０２、１０４及び１１０、１１２を、無電解処理セルとして配置できる。２つの処理セルが各処理筐体部３０２に位置する、つまり処理セル１１０及び１１２が第１処理筐体部３０２内の第１及び第２処理セルとして機能し、処理セル１０２及び１０４が第２処理筐体部３０２内の第３及び第四処理セルとして機能する形態において、無電解処理セル部１０２、１０４、１１０、１１２を、処理筐体部３０２内のメインフレーム１１３上に配置できる。加えて、上記のように、本発明の実施例は、処理セル部１０６及び１０８が、処理セル部１０６、１０８上に位置する処理筐体部３０２を有することができること、要望がある場合、これらの処理セル部１０６及び１０８を、処理セル部１０２、１０４、１１０、１１２と類似の様式で操作するために配置できることを意図している。
【００１８】
処理筐体部３０２に位置する無電解処理セルは、メッキ又はメッキ支持セルを含むことができ、例えば電気化学メッキセル、無電解メッキセル、無電解活性化セル、及び／又は基板リンス又は洗浄セルがある。好ましい例の無電解処理システム１００において、プラットフォーム１００上のセルの各対の１つの流体処理セルは、活性化セルであり、その対の他の処理セルは、無電解堆積セルである。この形態は、一般に反対の処理筐体部３０２のプラットフォーム１００の反対側で二重化される。例えば、本発明は、いずれの特定の形態に限定されないけれども、処理セル部１０２を無電解活性化セルとして配置でき、処理セル部１０４を無電解堆積セルとして配置する。同様に、処理セル部１１２を無電解活性化セルとして配置でき、処理セル部１１０を無電解堆積セルとして配置する。各処理筐体部３０２の処理セルは、一般にシステムコントローラ１１１の制御の下で、互いに独立に機能する。
【００１９】
図２は、明確化のために省かれた処理セル部１１０、１１２のハードウェアを伴う好ましい例の堆積システムの斜視図である。筐体３０２は、処理セル部１１０、１１２の対の周りの制御処理環境を定める。処理筐体３０２は、一般に処理容積を２つの等しい寸法の処理容積３１２、３１３に二分する中央内部壁３０８を含むことができる。中央内部壁３０８は、任意であるが、実装される際、中央内部壁３０８は、一般に処理セル部１１０の上に第１処理容積３１２及び処理セル部１１２の上に第２処理容積３１３を創る。第１及び第２処理容積３１２、３１３は、中央内部壁３０８によってほぼ互いに孤立化しているが、中央内部壁３０８の低部分は、その中に形成されるノッチ又はスロット３１０を含む。ノッチ３１０は、処理セル部１１０、１１２間に位置する基板搬送シャトル３０５を収容する寸法である。基板搬送シャトル３０５は、一般に、メインフレームロボット１２０を使用する必要なく、各処理セル間（１１０＜−＞１１２）で基板を搬送するために配置される。基板搬送シャトル３０５は、真空チャック型基板支持部材でありえ、その部材は、ある点に対して旋廻するように配置され、シャトル３０５の中心から遠い基板支持端が、処理セル部１１０、１１２間で基板を搬送するように（図１に示される）矢印３０３方向に動く。処理容積３１２、３１３の各々は、バルブ付ポート３０４も含み、そのポートは、メインフレームロボット１２０のようなロボットが、基板を挿入したり、取り出しするために、各処理容積３１２、３１３に出入りできるように配置されている。
【００２０】
処理容積３１２、３１４の各々は、各筐体３１２、３１４の上部に位置する環境制御アセンブリ３１５（図２に示され、明確化のため処理筐体との接触から外されている）も含む。環境制御アセンブリ３１５は、各処理容積３１２、３１３にプロセスガスを提供するために配置されたプロセスガス源を含む。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／又はそれら又は半導体プロセスで通常使用される他のガスとの混合物のような、制御された体積のイナートガスを各処理容積３１２、３１３に提供するために配置される。環境制御アセンブリ３１５は、更にＨＥＰＡ型フィルタシステムのような粒子フィルタシステムを含む。粒子フィルタシステムは、処理容積３１２、３１３に入るガスフローから粒子汚染物を取り除くために使用される。粒子フィルタシステムは、下の処理セル部へ向けた一般的に線形で等しいフローのプロセスガスを生成するためにも使用される。環境制御アセンブリ３１５は、更に、各処理容積３１２、３１３で湿度、温度、圧力、などを制御するために配置されたデバイスを含むことができる。処理システム１００の他の構成要素とともに環境制御アセンブリ及び排気ポート３１４の操作を制御するために、処理レシピ又は処理容積３１２、３１３に位置するセンサ又は検出器（示されておらず）のいずれかに従って、処理容積３１２、３１３内の酸素含有量を制御するために、コントローラ１１１を使用できる。
【００２１】
操作中、プロセスガスは、一般に、環境制御アセンブリ３１５によって処理容積３１２、３１３へ供給される。プロセスガスの各処理容積３１２、３１３への注入は、囲まれた処理環境の内部をイナートガスで充たすために操作され、したがって、例えば酸素のような、無電解メッキ処理を劣化させる処理容積３１２、３１３の内部のガスをパージする。一般に、プロセスガス源は、処理セル部３１２、３１３上の処理容積３１２、３１３の頂上又は上部付近、及び各処理容積３１２、３１３の中心付近の処理容積３１２、３１３内にプロセスガスを注入する。プロセスガスは、一般にＨＥＰＡ型フィルタシステムを通して処理容積３１２、３１３に注入され、そのフィルタシステムは、空中に浮かんだ粒子を最小化し、ガスが処理セル部１１０、１１２へ向け線形に連続したフローレートで流れるように、プロセスガスのフローレート及び方向を均一化するために配置されている。
【００２２】
各処理セル部１１０、１１２は、環境制御アセンブリ３１５内のガス供給部から処理セル部１１０、１１２に向けたプロセスガスの均一な流れを容易にするために位置する少なくとも１つの排気ポート３１４（要望がある場合、放射状多ポート３１４）も含む。排気ポート３１４を、各処理部１１０、１１２で処理された基板の下に配置できる、又は代わりに、排気ポート３１４を、各処理部１１０、１１２から外に向かい放射状に配置できる。その位置付けに関わらず、排気ポート３１４は、任意に各処理部１１０、１１２から流体及び化学気相を排気する間、プロセスガスの均一な流れを容易にするように配置される。
【００２３】
イナートガスを処理容積３１２、３１３へ供給するための典型的な処理は、約１０ｓｌｍ〜約３００ｓｌｍ、又は更に特定すると、約１２ｓｌｍ〜約８０ｓｌｍのフローレートで、イナートガスを供給することを含む。各処理容積３１２、３１３が閉じている場合、つまりバルブアクセスポート３０４が閉じている場合、イナートガスのフローレートを縮小できる。バルブアクセスポート３０４が開いている場合、つまり基板が処理筐体３０２内へ又はそこから搬送される場合、プロセスガスフローレートは、処理筐体３０２からガスの流出を創るために増加する。このガス流出は、大気ガス、特に酸素が処理筐体の内部に入るのを妨げるために設けられる。いったんバルブポート３０４が閉じると、プロセスガスフローレートを、基板処理を許容するフローレートまで減少できる。このフローレートを、基板処理に先立ち一定時間維持でき、そのため、処理シーケンスの初期化に先立ち、処理容積３１２、３１３から流入酸素を取り除くことができる。排気ポート３１４は、処理容積３１２、３１３から酸素を取り除くために、プロセスガス供給源とともに機能する。排気ポート３１４は、一般に標準の製造設備排気システムに通じ、処理容積３１２、３１３からプロセスガスを取り除くために使用される。本発明の他の実施例において、処理容積３１２、３１３は、処理容積３１２、３１３と流体で通じて位置する真空ポンプを含むことができる。真空ポンプを、処理容積３１２、３１３内の好まれないガスの存在を更に削減するために使用できる。排気又はポンプ形態に関わらず、環境制御アセンブリ３１５は、一般に、処理容積３１２、３１３内の酸素含有量を基板処理中約５００ｐｐｍ、更に特定すると基板処理中約１００ｐｐｍ以下に維持するために配置される。
【００２４】
環境制御アセンブリ３１５と、排気ポート３１４と、システムコントローラ１１１との組み合わせは、システム１００が特定の処理段階で処理容積３１２、３１３の酸素含有量を制御することを可能にし、その中で、１つの処理ステップは、最適化された効果のための第１酸素含有量を必要とし、第２処理ステップは、最適化された効果のための第２酸素含有量を必要とし、第１及び第２酸素含有量は、互いに異なる。酸素含有量に加えて、コントローラ１１１を、特定の処理シーケンスで要求される温度や、湿度などの、処理筐体部の他のパラメータを制御するために配置できる。これらの特定のパラメータを、ヒータや、チラーや、加湿器や、除湿器や、真空ポンプや、ガス源や、エアフィルタや、ファンなどで変更でき、これらのものはすべて、環境制御アセンブリ３１５に含まれ、処理容積３１２、３１３と流体で通じて位置し、システムコントローラ１１１によって制御される。
【００２５】
処理容積３１２、３１３は、一般に、無電解メッキ処理を容易にするために寸法が定められる、即ち、環境制御アセンブリ３１５のガス供給が、処理段階中、低酸素含有量（一般に約５００ｐｐｍ未満、更に特定すると、約１００ｐｐｍ未満）を維持できるように、処理容積３１２、３１３は寸法が定められ、そのうえ、処理容積３１２、３１３で蒸気飽和することなく、体積中の流体水溶液の蒸発を支える十分な体積を許容する。そうであるから、処理部１１０、１１２の１つに位置する基板の上部表面から、処理部の領域を横切る処理容積３１２、３１３の頂上部までの垂直距離（この体積は一般に頭部空間とされる）は、一般に約６インチ〜約４０インチの高さであり、処理部１１０、１１２の直径又は断面積を有する。更に特定すると、頭部空間は、約１２インチ〜約３６インチの高さでもよく、処理容積３１２、３１３の水平寸法は、一般に各処理部１１０、１１２の周囲長に近く、一般に各処理部１１０、１１２で処理される基板直径よりも約１０％〜約５０％大きい寸法である。これらの寸法は、本発明の装置の操作のために重要であり、より小さな処理容積では、蒸気飽和の傾向にあり、無電解メッキ処理において負の影響を与える。そうであるから、発明者は、蒸気飽和及びそれに関連する欠陥を防止するために、適切な頭部空間（基板から筐体の頂上部までの距離に渡る処理部の断面積）が重要であることを把握していた。
【００２６】
蒸気飽和を防止するために一般に必要とされる頭部空間の体積に関して、発明者は、各処理部１１０、１１２に対する頭部空間が、一般に３００ｍｍ処理部に対して約１０００ｉｎ３〜約５０００ｉｎ３であることを発見した。そうであるから、３００ｍｍ基板処理に対して配置される際、本発明の処理容積３１２、３１３に対する頭部空間は、一般に、例えば約１５００ｉｎ３〜約５０００ｉｎ３、又は約２０００ｉｎ３〜約４０００ｉｎ３、又は約２０００ｉｎ３〜約３０００ｉｎ３である。
【００２７】
処理容積３１２、３１３は一般に互いに孤立化しているが、スロット３１０は、１つの処理容積内のガスが隣接する処理容積に通過することを可能にする。そうであるから、本発明の実施例は、隣接する処理容積内よりも１つの処理容積内により高い圧力を提供する。この圧力差異は、各処理容積３１２、３１３間のクロストーク上の制御を可能にし、処理容積間のガスフローは、圧力差異が維持される場合、同じ方向であり、同じレートである。したがって、処理セルの１つを、活性化セルのような冷却処理セルとして配置でき、他の処理セルを、無電解堆積セルのような加熱処理セルとして配置できる。この実施例いおいて、加熱処理セルは、より高い圧力に加圧され、そうであるから、加熱流体処理セルは、常にガスをスロット３１０を通して冷却流体処理セルへ送る。加熱処理セル、即ち無電解堆積セルは、一般に、温度変化の結果、冷却流体処理セル即ち活性化セルよりも欠陥を被りやすく、この形態は、冷却処理セルが温度を加熱処理セルの温度を下げることを防止する。
【００２８】
他の実施例において、各処理堆積３１２、３１３は、中央内部壁３０８によって互いに孤立化される、即ち基板シャトル３０５及びスロット３１０は、取り除かれる。この実施例において、メインフレームロボット１２０を、各アクセスバルブを経由して、孤立化処理容積３１２、３１３の個々にサービス又はアクセスするために使用でき、個々の処理容積３１２、３１３間で基板を搬送するために機能する。
【００２９】
図３は、そこから取り除かれた筐体３０２を伴う好ましい例の堆積部４００の斜視図である。堆積部４００は、一般に図１及び２に示された処理セルの実施例を示す。堆積部４００に示される処理セルは、無電解活性化部４０２及び無電解堆積部４０４でありえる。基板搬送シャトル３０５は、部４０２、４０４間に位置し、各部４０２、４０４間で基板を搬送するために配置される。各部４０２、４０４は、各部で処理用の基板４０１を表が上の方向で支えるために配置された回転可能な基板支持アセンブリ４１４を含む、即ち、基板４０１の処理表面は、支持アセンブリ４１４とは反対に面する。図３において、積載及び空の状態の各部を示すために、部４０２は、基板支持アセンブリ４１４上に示された基板４０１を有せず、部４０２は、基板支持アセンブリ４１４上に支えられた基板４０１を有する。一般に、各部４０２、４０４のハードウェア形態は、同じであるが、本発明の実施例は、部４０２、４０４が内部に同等のハードウェアを有する形態に限定されない。例えば、発明者は、堆積部４０４は、本明細書で更に記述される温度制御圧盤４０３を有することができることを、他方、温度制御圧盤４０３を伴わず、活性化部４０２を配置できることを意図している。
【００３０】
図４の断面で示される基板支持アセンブリ４１４は、そこから延長される複数の垂直に延長された基板支持フィンガー４１２を有する支持リング構造４１１を含む。基板支持フィンガー４１２は、一般に上部水平表面を含み、図３及び図４の断面の処理部４０４で一般に示されるような、基板４０１のエッジ又はベベルを支えるために配置されている。基板支持フィンガー４１２は、更に各フィンガー４１２上に基板４０１を中心に置くために位置する垂直ポスト部材４１５を含む。基板支持アセンブリ４１４は、更にリフトアセンブリ４１３を含み、それは、図４で示され、本明細書内に更に記載されており、リング４１１を垂直に発動するように配置され、したがってフィンガー４１２は、各部４０２、４０４から基板４０１を積載又は降荷する。
【００３１】
各部４０２、４０４は、基板４０１のおもて側又は製造表面にプロセス流体を吐出する処理工程間、基板４０１上を旋廻するために配置された流体吐出アーム４０６、４０８を含む。流体吐出アーム４０６、４０８を、そのうえ、基板に対して垂直に位置するように配置できる、即ちアーム４０６、４０８の流体吐出部を、処理される基板４０１の表面から約０．５ｍｍ〜約３０ｍｍ、又は更に特定すると、約５ｍｍ〜約１５ｍｍ、又は約４ｍｍ〜約１０ｍｍに配置できる。要望がある場合、基板の処理中に、アーム４０６、４０８の流体吐出部分の垂直及び／又は角度位置を調節できる。吐出アーム４０６、４０８は、１つ以上の流体導管をその中に含むことができ、そうであるから、吐出アーム４０６、４０８を、基板４０１上に多数の流体溶液をそこから吐出するために配置できる。
【００３２】
アーム４０６又はアーム４０８のいずれかで吐出できる好ましい例の溶液は、リンス溶液と、洗浄液と、活性溶液と、無電解メッキ溶液と、無電解堆積処理を支えるために必要な他の流体溶液を含む。加えて、各アーム４０６、４０８の流体導管（図示せず）を、そこから吐出される流体の温度を制御するために、加熱又は冷却できる。アーム導管の加熱／冷却は、流体が基板上に吐出される前に導管を通る間、冷却のための時間を必要としないという、利点を提供する。したがって、この形態は、温度に依存する無電解堆積均一性を改善するために機能する。更に、本発明の実施例において、流体吐出アーム４０６、４０８の終端、即ちプロセス流体が吐出される場所は、可動的に位置する。そうであるので、アーム４０６、４０８の流体吐出部分と基板表面間の間隔は、調節可能である。この間隔は、プロセス溶液のはね飛びを最小化するために機能し、製造表面上への流体吐出操作の位置決めの制御を可能にする。流体を吐出する方法及び装置の１つの実施例が、以下に開示される。
【００３３】
図４は、好ましい例の処理部４０２、４０４の対の断面である。図４の断面は、図２に対して上に記載されたような、中央内部壁３０８によって分割された第１及び第２処理容積３１２、３１３を定める筐体３０２も示す。各処理部４０２、４０４は、処理中基板のすぐ下に位置するように配置されたほぼ水平な上部表面を形成する基板処理圧盤アセンブリ４０３を含む。図５の詳細な断面図でも示される圧盤アセンブリ４０３は、ベースプレート部材４１７上に位置する流体拡散部材４０５を集積して含み、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４１０を形成する。流体供給導管４０９は、流体体積４１０と流体で通じ、流体フロー隔壁４１６は、ベースプレート部材４１７に付けられ、供給導管４０９の終端と流体拡散部材４０５の低表面の間の流体体積４１０内に位置する。
【００３４】
流体拡散部材４０５は、流体拡散部材４０５の上部表面と流体拡散部材４０５の低表面をつなげる、それを通して形成される複数の流体孔４０７を含む。流体拡散部材４０５の周囲部分は、一般に密着してベースプレート部材４１７に通じており、そのために、流体を流体供給導管４０９によって流体体積４１０内に注入でき、流体注入によって密閉流体体積４１０内で生成した流体圧力を増加させることにより、流体拡散部材４０５に形成された孔４０７を通して流すことができる。
【００３５】
流体拡散部材４０５は、一般に約０．５ｍｍ〜約１５ｍｍの直径、又は更に特定すると、約０．７ｍｍ〜約３ｍｍの直径を有する約１０個〜約２００個の孔４０７を含むことができる。孔４０７を拡散部材４０５の上部表面に対して垂直に、又は代わりに、ある角度で配置できる。拡散部材４０５の表面を横切る外部への流体フローパターンを簡単化するために、孔４０７を、垂直から約５°〜約４５°の角度で配置できる。更に、流体乱流を削減するために、角度付けされた孔４０７を配置することができる。
【００３６】
本発明の他の実施例において、流体拡散部材４０５は、例えば多孔セラミックのような多孔材料を含むことができ、その材料は、その材料自身を通して流体を流すことができるように配置されている。この実施例において、孔４０７は、一般に必要なく、しかしながら、発明者は、必要な場合、流体フローを増加させるために、多孔流体拡散部材４０５につながる幾つかの孔４０７を実装することを意図していた。セラミック材料は、天然に親水性であり、ほぼ強固でありえるので、有利でありえる。１つの様態において、拡散部材４０５を、約０．１マイクロメートル〜約５００マイクロメートルの直径を有する孔を伴って設計できる。拡散部材４０５を通しての流体フロー抵抗は、拡散部材４０５の厚さの関数であるので、要望の流体フロー特性を提供するために、この特性を変える又は改めることができる。
【００３７】
本発明の他の実施例において、ベースプレート４１７は、それを通して形成される複数の流体供給導管４０９を有することができ、その中で、各流体供給導管４０９は、個々の及び／又は特定の孔４０７に流体を供給するために配置される。更に特定すると、この実施例を、領域の区切られた流体供給システムを実装するために、使用することができ、その中で、隔てられた加熱流体は、個々の又は群の孔４０７を経由して、基板裏側の異なる領域に供給され、したがって、各孔４０７の位置によって、基板を横切る温度変化と、個々の孔４０７を通して流れる加熱流体の温度を制御できる。例えば処理中の基板の中心又は端付近の温度を上昇させるために、この実施例を使用できる。
【００３８】
ベースプレート４１７及び拡散部材４０５を、（全圧縮された窒化アルミニウム、アルミナＡｌ２Ｏ３、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）のような）セラミッック材料、（テフロン（登録商標）ポリマーでコーティングされたアルミニウム又はステンレス材のような）ポリマーでコーティングされた金属、ポリマー材料、又は半導体流体プロセスに適した他の材料から製造できる。好ましいポリマーコーティング又はポリマー材料は、テフゼル（ＥＴＦＥ）、ハラー（ＥＣＴＦＥ）、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＶＤＦなどのようなフッ化ポリマーである。本発明の流体処理セル５００の形態、構成要素、及び操作の更に詳細な記述は、「フェース・アップウェット処理のためのウェーファ温度均一性を改善する装置」の題で２００３年１０月６日に出願され、出願人に共通して譲渡された米国特許出願第１０／６８０，３２５号に見ることができ、本発明と矛盾しない程度に本明細書に参考としてそのまま組み込まれている。
【００３９】
操作中、基板４０１は、フィンガー４１２で留められ、流体拡散部材４０５の丁度上に垂直に位置する。流体拡散部材４０５と基板４０１の間の間隔は、導管４０９によって吐出された温度制御された流体で、流体拡散部材４０５を通して充たされる。流体は、基板４０１の裏側に接触し、基板を加熱するため基板へ熱を伝搬する。この実施例において、基板は、一般に、拡散部材４０５の上部表面に並行に、拡散部材４０５の上部表面から約０．１ｍｍ〜約１５ｍｍ、更に特定すると拡散部材４０５の上部表面から約０．５〜約２ｍｍ離れて位置する。
【００４０】
本発明の他の実施例において、圧盤アセンブリ４０３の内部は、ヒータ４３３を含むことができ、そのヒータは、処理された基板４０１を加熱するために圧盤アセンブリ４０３の温度を上昇するために配置された抵抗型ヒータでありえる。同様に、流体導管４０９及び／又は流体供給は、加熱デバイスを含むことができ、流体が支持フィンガー４１２上に位置する基板４０１に接するのに先立ち、導管４０９を通る流体を加熱するために配置される。ヒータは、システムコントローラ１１１に通信でき、システムコントローラ１１１は、流体及び処理された基板の温度を制御するために各ヒータの操作を制御できる。
【００４１】
プロセスのための基板４０１を位置決めする工程は、一般に積載位置と処理位置の間でリフトアセンブリ４１３を移動することを含む。リフトアセンブリ４１３は、図４の左処理部４０２内の積載位置で示され、そこでは、リフトアセンブリは、支持フィンガー４１２が上部捕獲リング４１８上に延びるような、垂直位置にある。この位置において、流体吐出アーム４０６は、基板４０１を積載可能にするために、フィンガー４１２上に垂直に空間が空けられる。アーム４０６（及び堆積システムの他の流体吐出アーム）は、上部アーム部材４２５を伸縮自在に受け留める静止ベース部材４２６を含む。アーム４０６の垂直位置を調節するため、駆動モータは、ベース部材４２６に対して、その上部アーム部材４２５を伸縮自在に移動する。基板４０１は、メインフレームロボット１２０又は基板シャトル３０５によって支持フィンガー４１２上に位置し、次にフィンガー４１２を、各ロボット／シャトル１０２、３０５から基板４０１を取り除くために垂直に動かすことができる。いったん基板４０１がフィンガー４１２でロボット／シャトル１２０、３０５上に支えられると、ロボット／シャトル１２０、３０５を基板４０１の下から取り除くことができ、フィンガー４１２を、処理位置へ低くすることができる。
【００４２】
リフトアセンブリ４１３は、図４の右処理部４０４の処理位置に示され、そこでは、リフトアセンブリ４１３は、フィンガー４１２が捕獲リング４１８、４１９の１つの近傍の垂直位置に基板４０１を位置するように、垂直に位置する。処理位置において、流体吐出アーム４０８は、下に下げられ、図４の処理部４０４で示されるように、基板４０１の上部表面の近傍に位置する。リフトアセンブリ４１３は、一般に、リフトアセンブリ４１３及びそれに付属する構成要素を垂直に動かすために配置されたパワージャックスクリューアセンブリ４２７によって動く。更に特定すると、流体処理セルの低部は、（フィンガー４１２及びリング４１１を含む）基板支持アセンブリ４１４、低部差込壁４２４、及び排気３１４を含む。圧盤アセンブリ４０３は、静止したままで、リフトアセンブリ４１３に付随しては動かない。
【００４３】
図６に関して、基板支持アセンブリ４１４は、一般にフィンガー４１２と、垂直ポスト４１５と、基板支持表面４１５Ａと、リング４１１を含む。基板支持表面４１５Ａ上に位置する基板は、垂直ポスト部材４１５によって捕獲され、保持される。本発明の１つの様態において、基板支持アセンブリ４１４は、基板支持表面４１５Ａ上にある基板を保持するために、様々な構成部分の熱膨張が基板支持アセンブリ４１４の性能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の間に位置する基板の誤った位置決め及び／又は損傷につながりえる。熱膨張を削減する１つの方法は、例えば、タングステン、アルミナ、又はボロンカーバイドなどの、低熱膨張係数を有する材料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。他の様態において、リング４１１を、フィンガー４１２及び垂直ポスト部材４１５の動きを最小化する幾何形態を有するように設計できる。
【００４４】
各処理部４０２、４０４の低部は、複数の差込壁アセンブリ４２２を含む。差込壁アセンブリ４２２が配置され、図４の部４０２に示される積載位置と図４の部４０４に示される処理部との間をリフトアセンブリ４１３とともに移動する。差込壁アセンブリ４２２は、一般にメインフレーム１１３と固着する上部差込壁４２３と、リフトアセンブリ４１３と固着し、それとともに移動するために配置された低部差込壁４２４を含む。低部差込壁４２４（特にセルに隣接する壁４２４の最深部対）を、脱イオン水のような流体で充たすことができ、その流体は、遮蔽された環境の環境外部から処理部４０２、４０４の低部を密閉する機能をする。脱イオン水は、一般に常に例えば液滴機能を通して低部差込壁４２４間の空間に供給される。流体密閉差込壁アセンブリ４２２の使用は、本発明の処理部４０２、４０４が処理部４０２、４０４の回転シール４２８を部の垂直シールから脱結合することを可能にする、即ち、従来のセルでは、回転及び垂直シールの双方は、本発明の導管４０９のような共通のシャフトに配置されていた。差込壁アセンブリ４２２は、図７に示されるシール４２８が回転シールのみであることを可能にし、それは流体処理システムでの操作を困難にする回転シールと垂直スライドシールの組み合わせではない。
【００４５】
上記のように、各部４０２、４０４は、図４、５及び７に示されるように上部流体捕獲リング４１８及び低部流体捕獲リング４１９も含むことができる。各捕獲リング４１８、４１９は、一般に、各部４０２、４０４の内壁から内側及び外側に延びる管状型部材を含む。リング４１８、４１９は、セルの内面に付着できる、又はセル内壁の集積部である。捕獲リング４１８、４１９の内部終端４２１a、４２１ｂは、一般に処理される基板４０１の直径よりも大きい約５ｍｍ〜約５０ｍｍ直径を有する寸法に定められる。そうであるので、基板４０１を、プロセス中に各リング４１８、４１９を通して、垂直に挙げ、下げることができる。加えて、各捕獲リング４１８、４１９は、流体捕獲リング４１８、４１９上に着地するプロセス流体を集めるために配置された流体ドレイン４２０ａ、４２０ｂも各々含む（図７参照）。図７に示されるように、流体ドレイン４２０ａ、４２０ｂは、排気ポート３１４と流体で通じる。排気ポート３１４は、ガス及び流体を各々分けることができる、隔離ボックス４２９とつながる。隔離ボックス４２９は、ボックス４２９の上部に位置するガス排気ポート４３０、ボックスの低部に位置する流体排気４３１を含む。隔離ボックス４２９は、更に捕獲リング４１８、４１９で集められたプロセス流体を再利用のための再利用デバイスに搬送するために配置される再捕獲ポート４３２を含む。
【００４６】
図７に関して、捕獲リング４１８、４１９は、各処理部４０２、４０４内の多垂直部で、基板４０１の流体プロセスを可能にするために配置される。例えば、基板４０１の上部表面が、第１流体処理工程のために上部捕獲リング４１８の終端４２１ａの少し上に位置するように、基板４０１を配置できる。基板４０１が約５ｒｐｍ〜約１２０ｒｐｍで回転している間、第１プロセス流体を、流体吐出アーム４０６、４０７によって基板４０１上に吐出できる。基板４０１の回転は、基板上に吐出された流体を基板の外側に放射状に流す。流体は、基板の端上を流れ、外側及び下方へ伝わり、上部捕獲リング４１８に受け取られる。流体を、流体ドレイン４２０ａによって捕獲でき、要望がある場合、その後の処理のために再循環する。
【００４７】
いったん第１流体処理工程が完了すると、基板４０１を第２処理位置に垂直に移動でき、そこでは、基板４０１の上部表面が、第２流体処理工程のために、低部捕獲リング４１９の終端４２１ｂの少し上に位置する。基板４０１は、第１流体処理工程と類似の方法でこの位置で処理され、この処理で使用された流体を、流体ドレイン４２０ｂによって収集できる。この形態の利点は、多流体処理化学過程を、単一の処理部で使用できることである。加えて、分離された流体捕獲リング４１８、４１９が、共存できないプロセス流体を分離して収集できる場合、流体処理化学過程を両立できる、又は両立できない。
【００４８】
操作中、本発明の堆積システム１００の実施例を、無電解プレ洗浄工程、無電解活性化工程、無電解メッキ工程、無電解ポスト洗浄工程、及び／又は無電解工程で使用可能な他の工程を行うために使用できる。本発明の実施例を使用して、無電解メッキ工程を行うための好ましい例の処理シーケンスが、図１〜５に示される本発明の実施例に従って記述される。無電解メッキ工程は、一般に、囲まれた処理環境３０２への基板の挿入で始まる。挿入工程は、一般に、バルブアクセスポート３０４を開け、メインフレームロボット１２０を使用して基板４０１を処理環境３０２へ挿入することを含む。基板４０１は、フェースアップ方向に挿入される、即ち、置かれる基板４０１の表面が上を向く。
【００４９】
基板が、囲まれた処理環境３０２へ挿入されると、メインフレームロボット１２０は、基板を処理部４０４の支持フィンガー４１２の上に置き、メインフレームロボットは、処理筐体３０２から引っ込む。次に、バルブアクセスポート３０４が閉じている間、フィンガー４１２は、処理のために、基板４０１を垂直に位置することができる。挿入工程中、即ち、バルブアクセスポート３０４が開いている間、環境制御アセンブリ３１５内のガス供給は、オンになり、囲まれた処理環境３０２をイナートプロセスガスで充たす。イナートガスを処理容積に流す工程は、大気ガス、特に酸素が囲まれた処理環境３０２に入るのを防止するために配置されたバルブポート３０４を通してプロセスガスを外部へ流す。酸素は、メッキされた材料、特に銅の損傷効果（酸化）を有することが知られている。バルブアクセスポート３０４が閉じた後、プロセスガスの流れは続き、バルブアクセスポート３０４が開く前に、一般にオンになる。無電解洗浄、活性化、及びメッキシーケンスの間、プロセスガスの流れは続き、バルブアクセスポート３０４が閉じて、囲まれた処理環境３０２内の要望のプロセス圧力を維持するために、排気ポート３１４、ガスベント、及び／又は真空ポンプを使用できる。ガス供給、ＨＥＰＡフィルタ、及び排気ポート３１４は、特定の処理工程の間、囲まれた処理環境３０２の酸素含有量を制御するために使用される、即ち、筐体３０２内の酸素含有量を、制御でき、要望がある場合、各個々の処理工程に対して最適化できる。
【００５０】
基板が処理セル内に位置すると、本発明の無電解メッキ処理は、一般に、基板プレ洗浄処理で始まる。プレ洗浄処理は、基板の上部表面を、上部捕獲リング４１８の終端４２１ａの少し上、約２ｍｍ〜約１０ｍｍ、に位置することで始まる。洗浄処理は、流体吐出アーム４０６によって基板表面上に吐出された洗浄溶液によって実行される。処理時間を節約し、セルのスループットを上げるために、基板を下げる工程の間、洗浄溶液を基板表面上に吐出できる。洗浄溶液は、要望の洗浄特性に依って、酸性の又は塩基性溶液でありえ、洗浄溶液の温度を、処理レシピに従って制御（加熱又は冷却）できる。加えて、洗浄溶液は、表面活性付加物を含むことができる。一般に約１０ｒｐｍ〜約６０ｒｐｍの基板の回転は、洗浄溶液を放射状に基板の外側へ、上部捕獲リング４１８上に流し、そこでは、洗浄溶液は捕獲され、ドレイン４２０ａに伝えられ、次に、要望がある場合、隔離及び再利用のために、排気ポート３１４を経由して隔離ボックス４２９に伝搬される。
【００５１】
基板が洗浄されると、基板表面は、一般にリンスされる。リンス処理は、基板が回転している間、基板表面上に脱イオン水のようなリンス溶液を吐出することを含む。リンス溶液は、基板表面から残った洗浄流体を効果的に取り除くために定められたフローレート及び温度で吐出される。基板は、基板表面からリンス溶液を取り除くのに十分な速度、例えば約５ｒｐｍ〜約１２０ｒｐｍ、で回転する。
【００５２】
基板がリンスされると、第２リンス工程を行うことができる。更に特定すると、一般に酸性活性化溶液の基板表面への適用を含む活性化工程に先立ち、基板表面を、初めに、酸性調節リンス溶液で処理できる。調節リンス溶液は、一般に、例えば、酸性活性化溶液を使用するために表面を調節する機能をする活性化溶液で使用される酸のような、酸を含む。溶液を調節するために使用可能な好ましい例の酸は、硝酸、塩化物を基にした酸、メチルスルフォン酸、及び無電解活性化溶液で一般に使用される他の酸を含む。プレ洗浄処理で使用される化学物質とともに、処理を調節するために使用される化学物質の共有性に従って、基板調節処理を、上部捕獲リング４１８に隣接する処理位置で行うことができる、又は基板を、低部捕獲リング４１９に隣接する処理位置に下げることができる。
【００５３】
基板が調節されると、活性化溶液が、低部捕獲リング４１９に隣接する位置にある基板表面に用いられる。活性化溶液は、アーム４０８によって基板上に吐出され、基板に回転によって、放射状に外に向かい基板の端へ、捕獲リング４１９上へ流される。活性化溶液は、次に、再利用のために流体ドレイン４２０によって収集される。活性化溶液は、一般に、酸ファンデーションを有するパラジウムを基とした溶液を含む。活性化工程の間、一般に円形で、直径が拡散部材４０５とほぼ等しい裏側の基板表面は、一般に、拡散部材４０５の上部表面から約０．５ｍｍ〜約１０ｍｍに位置する。基板の裏側と拡散部材４０５との間の空間は、拡散部材４０５内に形成された流体孔４０７から吐出された脱イオン化水でありえる、温度制御された流体で充たされる。孔４０７から吐出された温度制御流体（一般に、加熱流体、しかし冷却流体でもありえる）は、基板の裏側に接触し、処理する基板を加熱／冷却するために、熱を流体／基板から基板／流体へ伝える。流体は、連続して供給される、又は代わりに、予め定められた体積の流体を供給でき、次に流体供給は止められる。基板の裏側に接触する流体の流れを、活性化処理の間、一定の基板温度を維持するために、制御できる。加えて、加熱／冷却及び流体分布を容易にするために、活性化処理の間、約１０ｒｐｍ〜１００ｒｐｍで基板を回転することができる。
【００５４】
基板が活性化されると、付加のリンス及び／又は洗浄溶液を基板表面に、そこから活性化溶液を洗い流すために、加えることができる。活性化後、使用可能な第１リンス及び／又は洗浄溶液は、好ましくは活性化溶液の酸と整合するように選択された他の酸を含む。酸ポストリンスの後、基板表面から残りの酸を取り除くために、基板を、脱イオン水のような中性溶液でリンスできる。ポスト活性化洗浄及びリンス工程を、化学物質の両立性に依って、上部処理位置又は低部処理位置のいずれかで行うことができる。
【００５５】
活性化工程が完了すると、基板を、基板シャトル３０５によって活性化部４０４から堆積部４０２へ搬送できる。搬送処理は、リフトフィンガー４１２を使って基板を活性化部４０４から持ち上げ、基板の下にシャトル３０５を移動し、基板をシャトル上に降ろして、基板を活性化部４０４から堆積部４０２へ搬送することを含む。基板が堆積部４０２にあると、基板をシャトル３０５から取り除き、処理のために基板を配置するために、堆積部４０２用の基板支持フィンガー４１２を使用できる。
【００５６】
基板の位置決めは、一般に、プレ洗浄処理のために、基板を上部捕獲リング４１８の近傍に配置することを含む。プレ洗浄処理は、アーム３０８を使ってプレ洗浄溶液を基板上に吐出することを含み、その中でプレ洗浄溶液は、一般に、続いて加えられる無電解メッキ溶液とほぼ等しいｐＨを有するように選択され、その結果、プレ洗浄溶液は、基板表面を堆積溶液のｐＨに調節できる。プレ洗浄溶液は、調節工程の後、加えられる無電解堆積溶液用のファンデーションと同じ塩基性溶液でありえる。メッキ溶液と同じｐＨを有する溶液を使った基板表面のプレ洗浄は、堆積処理のために、基板表面の湿性も改善する。プレ洗浄溶液を、処理レシピによって必要に応じて、加熱又は冷却できる。
【００５７】
基板表面が塩基性溶液によって調節されると、無電解堆積処理の次の工程として、メッキ溶液を基板表面に加える。メッキ溶液は、一般に、コバルト、タングステン、及び／又は燐などのような金属を含み、純粋な金属又はいくつかの金属の合金の形態で基板表面上に堆積する。メッキ溶液は、一般にｐＨで塩基性で、無電解メッキ処理を簡単化するように定められた表面活性剤及び／又は還元剤を含むことができる。基板は、一般に、堆積処理のために、低部捕獲リング４１９の少し上の位置に降ろされる。そうであるから、アーム４０８によって加えられる堆積溶液は、外側へ基板の端上へ流れ、捕獲リング４１９によって受け止められ、そこでは、可能性のある再利用のために、ドレイン４２０ａによってその溶液を収集できる。加えて、基板の裏側は、一般に、堆積工程の間、拡散部材４０５の上部表面から約０．５ｍｍ〜約１０ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約５ｍｍ離れて位置する。基板の裏側と拡散部材４０５との間の空間は、温度制御された（一般に加熱された）流体で充たされ、その流体は、拡散部材４０５内に形成された流体孔４０７を通して吐出された脱イオン水でありえる。孔４０７から吐出された温度制御された流体は、基板の裏側と接触し、堆積処理のために、熱を流体から基板へ伝える。流体は、一般に、堆積処理を通して、連続して供給される。堆積処理の間、一定の基板温度を維持するために、基板の裏側に接触する流体の流れは制御される。加えて、加熱及び基板表面に加えられる堆積溶液の分布を簡単化するために、堆積処理の間、基板を約１０ｒｐｍ〜約１００ｒｐｍで回転できる。
【００５８】
堆積処理が完了すると、基板表面は、一般に、ポスト堆積洗浄溶液を基板に加えることを含む、ポスト堆積洗浄処理で洗浄される。ポスト堆積洗浄処理を、処理化学物質の両立性に従って、上部又は低部処理位置のいずれかで行うことができる。ポスト堆積洗浄溶液は、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。洗浄溶液を基板表面から取り除くために、洗浄処理の間、基板は回転する。洗浄処理が完了すると、残りの化学物質を基板表面から取り除くために、基板表面を、例えば脱イオン水でリンスし、スピン乾燥できる。代わりに、基板を、アセトン、アルコールなどのような高気化圧の溶剤の使用を経由して、気体乾燥できる。
【００５９】
本発明の好ましい例の処理システム１００において、無電解プレ洗浄処理、無電解活性化処理、及び無電解ポスト活性化洗浄処理を行うために、処理セル部１０２及び１１２を配置でき、他方、無電解堆積セル及び無電解ポスト堆積洗浄セルとして処理セル部１０４、１１０を配置できる。この形態において、各活性化及び堆積化学物質が各処理部に分離されている場合、各プロセスからの化学物質の再利用は可能である。この形態の他の利点は、流体処理セル部１０２、１０４、１１０、１１２用の処理空間が、囲まれた処理環境３０２内にある場合、基板が、活性化溶液からイナート環境内の無電解堆積溶液へ搬送されることである。更に、処理筐体が、積載及び処理中、イナートガスで充たされ、そうであるから、囲まれた処理環境３０２の内部は、実質的に削減されたパーセンテージの酸素、例えば、約１００ｐｐｍ未満の酸素、又はより特定すると、約５０ｐｐｍ未満の酸素、更には、約１０ｐｐｍの酸素を有する。実質的に削減された酸素含有量と、活性化とメッキセル間の速い搬送時間（一般に約１０秒未満）の組み合わせは、活性化と堆積工程間の基板の酸化を防止し、そのことは、従来の無電解システムに対する重大な挑戦であった。
【００６０】
本発明の流体処理工程を通して、基板の位置は、可変である。更に特定すると、流体拡散部材４０５に対する基板の垂直位置は、可変である。要望がある場合、処理中、例えば基板の温度を下げるために、拡散部材４０５からの距離を増加できる。同様に、処理中、基板の温度を上げるために、基板の拡散部材４０５への近接距離を減少できる。
【００６１】
本発明の実施例の他の利点は、両立又は非両立の化学物質を使って処理システム１００を使用できることである。例えば、非両立の化学物質、例えば、酸性活性化溶液と塩基性メッキ溶液を使う処理シーケンスにおいて、酸性溶液は、一般に、１つのセル又は部で排他的に使用され、他方、塩基性溶液は、他のセルで排他的に使用される。セルを、隣接して配置でき、シャトル３０５の１つによって、基板を各々のセル間で搬送できる。基板は、一般に、隣接するセルへ搬送するのに先立ち、各セルで洗浄され、それは、１つのセルからの化学物質が他のセルを汚染することを防止する。加えて、例えば捕獲リング４１８、４１９の位置決めなどの各処理部又はセル内の多数の処理場所は、異なる捕獲リング４１８、４１９によって各化学物質を収集でき、互いに分離を確保できる場合、単一セル又は部内での非両立な化学物質の使用を可能にする。
【００６２】
本発明の実施例を、単一使用型化学物質セルとして定めることができる、即ち処理化学物質の単一適量を、単一基板に対して使用し、次に溶液を再利用することなく、即ち追加の基板を処理するために使用されることなく、捨てることができる。例えば、処理システム１００は、基板を活性化、洗浄、及び／又はポスト処理するために共通セルを使用し、無電解堆積及び／又はポスト堆積洗浄処理を行うために他のセルを使用できる。これらの各処理は、異なる化学物質を使用できるので、セルは、一般に、各必要化学物質を基板に、必要な時、供給し、処理が完了すると、使用された化学物質をそこから排出するために配置される。しかしながら、単一セルからの異なる化学物質の再捕獲によって、実質的な汚染問題が存在する場合、セルは、一般に、化学物質を再捕獲するために配置されない。
【００６３】
本発明の実施例で使用可能な追加の処理セルを、「電解メッキシステムにおけるＩｎ−Ｓｉｔｕ無電解銅シード層エンハンスメント」の題で２００１年７月１０日に出願され、出願人に共通して譲渡された米国特許第６，２５８，２２３号、及び、「無電解メッキシステム」の題で２００１年１２月２６日に出願され、出願人に共通して譲渡された同１０／０３６，３２１に見ることができ、双方は、本発明と矛盾しない程度に本明細書に参考としてそのまま組み込まれている。
【００６４】
スプレイ吐出システム
図８は、上記の各部４０２、４０４に類似のフェースアップ無電解処理セル１０１０の一実施例の断面を示す。フェースアップに向けられた基板が、図８の１２５０に示される。用語「無電解処理」（又は無電解堆積処理）は、一般に、無電解堆積薄膜を基板上に堆積するために行われるすべての処理を網羅し、例えば、１つ又はそれ以上のプレ洗浄処理工程（基板準備工程）、無電解活性化処理工程、無電解堆積工程、及びポスト堆積洗浄及び／又はリンス工程を含む。
【００６５】
無電解処理セル１０１０は、セル胴体１０１５を含む。セル胴体１０１５を、流体処理（無電解又はＥＣＰ）溶液と無反応であると知られている様々な物質から製造できる。そのような物質は、プラスチック、ポリマー、及びセラミックを含む。図８の配置において、セル胴体１０１５は、セル１０１０用の放射状側壁を形成する円形胴体を定める。セル胴体１０１５は、上部端で蓋アセンブリ１０３３を受け、支える。構成底壁１０１６が、セル胴体１０１５に底端に沿って備えられ、ベースプレート１０１２で支えられる。底壁１０１６は、基板支持アセンブリ１２９９を受けるための開口部を有する。基板支持アセンブリ１２９９の特徴は、以下に記述される。
【００６６】
１つの実施例において、基板支持アセンブリ１２９９は、一般に、ベースプレート部材１３０４及びそれに付随する流体拡散部材１３０２を含む。図８〜１１に示される基板支持アセンブリ１２９９は、上記の圧盤アセンブリ４０３の他の実施例を示す。Ｏリング型シールのような環状シール１１２１は、流体拡散部材１３０２の周囲付近に位置する。環状シール１１２１は、一般に、流体搬送処理を簡単にすることを目的に、流体拡散部材１３０２とベースプレート部材１３０４の間で流体を固く封するためにベースプレート部材１３０４の頂上外端をかみ合わせるように配置される。
【００６７】
ベースプレート部材１３０４は、一般に、その中央部分を通して又はプレート１３０４上の他の場所を通して形成される流体通路１３０８を有する固体ディスク型部材を定める。ベースプレート部材１３０４は、好ましくは、セラミック材料又はコーティングされた金属から製造される。ＰＶＤＦ材料も使用できる。流体体積１３１０は、ベースプレート部材１３０４上に、流体拡散部材１３０２の下に形成される。この方法では、流体拡散部材１３０２は、ベースプレート部材１３０４の上に位置する。流体体積１３１０は、一般に、流体拡散部材１３０２とベースプレート１３０４の間に約２ｍｍ〜約１５ｍｍの空間を有することができる。しかしながら、より大きな又はより小さな空間を使用できる。
【００６８】
流体拡散部材１３０２は、それを通して形成された複数の流体通路１３０６を含む。流体通路１３０６は、流体拡散部材１３０２の上部表面と流体体積１３１０をつなぐ。記載されたように、流体拡散部材１３０２の周囲部分は、一般に、ベースプレート部材１３０４と密着してつながっている。この方法において、流体を流体体積１３１０に流体入口１３０８を経由して注入できる。流体は、流体通路１３０８から密閉された流体体積１３１０に流され、次に拡散部材１３０２に形成された流体通路１３０６を通り、基板１２５０の裏側と流体拡散部材１３０２間の熱伝導領域１３１２に行く。
【００６９】
図８の配置において、流体源を、１２０３に見る。更に特定すると、流体源は、脱イオン水である。流体は、ＤＩ水源１２０３から基板流体ヒータ１１６４を通して流れる。流体ヒータ１１６４は、水を要望の温度に温める。本明細書で使用可能な流体ヒータ１１６４は、エネルギーをプロセス流体に与えるいずれの型のデバイスでもありえる。好ましくは、ヒータは、侵入型ヒータ（例えば、ヒータ要素が溶液に接している）よりもジャケット型抵抗ヒータ（例えば、ヒータは、入口管の壁を通して流体を温める）である。熱伝導領域１３１２に入るＤＩ水の温度が、要望の温度であることを確証するために、処理コントローラ１２８０及び温度プローブ１１５４（図示せず）と接続して使用されるヒータ１１６４を使用できる。
【００７０】
ＤＩ水は、ヒータを出て、管１１６６を通して、流体入口１３０８に流れる。ここから、ＤＩ水は、ベースプレート部材１３０４を越し、流体拡散部材１３０２を通り、流体拡散部材１３０２と基板１２５０の間の熱伝導領域１３１２に注入される。基板裏に温められた流体があるため、次は、基板１２５０の裏側が温まる。均一で上昇した基板温度は、無電解メッキ操作を容易にする。複数の加熱バンド１１１２を、任意にベースプレート部材１３０４に組み込みでき、要望があれば、熱伝導領域１３１２に流れるＤＩ水温度及び処理中の基板温度をより正確に制御するために、個々に制御できる。更に特定して、加熱バンド１１１２の個々の制御により、無電解メッキ処理で重要な基板表面の制御が可能になる。
【００７１】
上記のヒータ配置の代わりとして、任意のヒータコイル１１１２を、ベースプレート１３０４から取り除き、拡散プレート１３０２に設置できる。この再設計を可能にするために、ベースプレート１３０４を薄くし、他方拡散プレート１３０２の容積を増す。脱イオン水が、流体入口１３０８を通り流れる場合、その水は、加熱された拡散プレート１３０２の下を通過し、流体通路１３０６を通り、次に基板１２５０の裏側と流体拡散部材１３０２の間の熱伝導領域１３１２へ向かう。そのような他の配置が、図８Ｂに示されている。この配置において、隔離流体ヒータ１１６４を、任意に取り除くことができる。
【００７２】
ベースプレート１３０４及び拡散部材１３０２を、（全圧縮窒化アルミニウム、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）のような）セラミック材料、（テフロン（登録商標）ポリマーでコーティングされたアルミニウム又はステンレス材のような）ポリマーでコーティングされた金属、ポリマー材料、又は半導体流体プロセスに適した他の材料から製造できる。好ましいポリマーコーティング又はポリマー材料は、テフゼル（ＥＴＦＥ）、ハラー（ＥＣＴＦＥ）、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＶＤＦなどのようなフッ化ポリマーである。
【００７３】
ＤＩ水を基板１２５０の裏側に向けるために、流体通路１３０６を配置できることを付け加えなければならない。基板１２５０の裏側に水があるため、基板１２５０が温まるばかりでなく、無電解流体が基板１２５０の裏側に接触するのを防止する。
【００７４】
複数の基板支持フィンガー１３００は、一般に、流体拡散部材１３０２周囲の隣接に位置する。熱伝導領域１３１２を形成するために、流体拡散部材１３０２上の要望の距離に基板１２５０を支えるように、基板支持フィンガー１３００は配置される。基板１２５０を持ち上げ、取り除くために、ロボットブレード（図示せず）を、基板１２５０の下に、フィンガー１３００の間に挿入できる。他の形態において、基板を支えるために、基板支持フィンガー１３００の代わりに、連続リング（図示せず）を使用できる。この方法で、ロボットブレードは、再び基板１２５０の底部にアクセスでき、基板をセル１０１０の内外へ搬送できる。流体処理セル１０１０は、更に、スロット１１０８を含む。セル１０１０へ及びから基板１２５０を搬送及び除去するために、スロットは、側壁１０１５を通して形成された開口部を定める。
【００７５】
図８のセル１０１０形態において、上部ベアリング１０５４Ａ及び低部ベアリング１０５４Ｂを使って、基板支持アセンブリ１２９９を、任意に、軸上移動及びベースプレート支持部１３０１を中心に回転できる。これらの目的のために、基板支持リフトアセンブリ１０６０が、初めに備えられる。基板支持リフトアセンブリ１０６０は、基板支持アセンブリモータ１０６２を含む。一配置において、基板支持アセンブリモータ１０６２は、リードスクリュー１０６１で回転する精密モータである。モータ１０６２の回転動作は、フィンガースライド１０６４の線形動作に変換される。フィンガースライド１０６４は、スライドを上下に駆動するために、溝ハウジング１０６６に沿って乗る。この例において、モータ１０６２は、好ましくは電気的に動く。代わりに、基板支持アセンブリモータ１０６２は、空圧動作空気シリンダーでありえる。
【００７６】
基板支持リフトアセンブリ１０６０は、基板支持フィンガーモータ１０５２も含む。基板支持フィンガーモータ１０５２は、基板支持フィンガー１３００及び支えられた基板１２５０を回転する。基板支持フィンガー１３００は、非回転ベースプレート支持部１３０１によって形成された軸を中心に回転する。実行される特定の処理（例えば、堆積、リンス、乾燥）に従って、基板支持部材１２９９の回転速度を変えることができる。堆積の場合、流体の慣性によって基板１２５０の表面を横切って流体を分散するために、基板支持部材は、流体の粘性に依って、約５ＲＰＭｓ〜約１５０ＲＰＭｓのような比較的低速度で回転することに適している。リンスの場合、基板支持部材１２９９は、約５ＲＰＭｓ〜約１０００ＲＰＭｓのような比較的中程度の速度でスピンすることに適している。乾燥の場合、基板１２５０をスピン乾燥するために、基板支持部は、約５００ＲＰＭｓ〜約３０００ＲＰＭｓのような比較的速い速度でスピンすることに適している。
【００７７】
ベースプレート支持部１３０１は、ベース部材１０１３及び１０１４によってチャンバベース又はプラットフォーム（図示せず）に搭載される。したがって、好ましい実施例において、ベースプレート部材１３０４は、基板支持リフトアセンブリ１０６０によって移動しない、しかし基板支持フィンガー１３００のためのガイドの役割をする。そのような支持を可能にするために、上部ベアリング１０５４Ａ及び低部ベアリング１０５４Ｂが備えられる。ベースプレート支持部１３０１は、そのうえ、電気配線（図示せず）及び基板流体入口線１１６６で充たされた入口チューブ１３０８の導管の役割をする。配線及びチューブは、ベース部材１０１４内のベースプレート導管１３０５を通る。
【００７８】
図８Ａは、図８のフェースアップ無電解処理チャンバの断面を示す。この図において、基板リフトアセンブリ１０６０は、持ち上げられた位置にある。基板は、流体体積１３１０及びベース部材１３０４に接触する流体によって温められていないので、処理セル１０１０の大気温度での処理を可能にするために、基板１２５０は、ベースプレート１３０４の表面から離して持ち上げられる。これは、基板１２５０が、ロボットが処理された基板１２５０をピックアップするために入ってくるのに先立ち、通常位置する位置である。
【００７９】
処理セル１０１０は、流体入口システム１２００も含む。流体入口システム１２００は、様々なプロセス流体（例えば、溶液１２０２、溶液１２０４、溶液１２０６、イナートガス１２０７など）を基板１２５０の受流面に搬送するために機能する。流体処理セル１０１０で使用可能なプロセス流体の数は、用途により、変化し、図８に示されるように３以上である。メーターポンプ１２０８は、各溶液１２０２、１２０４、１２０６と接続して備えられる。加えて、吐出バルブ１２０９は、各溶液１２０２、１２０４、１２０６の各前方ライン１２１０への解放を制御するために備えられる。流体１２０２、１２０４、１２０６は、任意に、前方ライン１２１０から入口チューブ１２２５を通してセル１０１０に注入される。一般に図８に示されるように、化学物質がプロセス流体源から吐出バルブ１２０９の上流に搬送された後、前方ライン１２１０をリンスするために、吐出バルブ１２０９を配置できる。
【００８０】
フィルタ１１６２より上流で生成された粒子が流体処理セル１０１０を、最終的には基板１２５０を汚染するのを防止するために、フィルタ１１６２は、任意に入口システム１２００に組み込まれる。基板の除去に先立ち、又は処理工程間で、入口ライン１２２５がリンスを必要とする場合、フィルタを付加することは、フィルタ薄膜の大表面領域のためにラインをリンスする時間をかなり増加させ、したがってフィルタは使用できない。
【００８１】
本発明の他の様態において、処理領域１０２５に入る前に流体を加熱するために、ヒータ１１６１は、システム１２００内に組み込まれる。本発明で意図されるヒータ１１６１は、エネルギーをプロセス流体に与えるいずれの型のデバイスでもありえる。好ましくは、ヒータ１１６１は、侵入型ヒータ（例えば、ヒータ要素が溶液に接している）よりもジャケット型抵抗ヒータ（例えば、ヒータは、入口管の壁を通して流体を温める）である。流体処理セル１０１０の処理領域１０２５に入るプロセス流体の温度が、要望の温度であることを確証するために、処理コントローラ１２８０と接続して使用されるヒータ１１６１を使用できる。
【００８２】
本発明の他の様態において、ヒータ１１６１は、マイクロ波電源であり、流体は、エネルギーをプロセス流体に与えるために使用されるマイクロ波キャビティーを通って流れる。一実施例において、マイクロ波電源は、２．５４ＧＨｚで約５００Ｗ〜約２０００Ｗの電力で動作する。イン・ライン・マイクロ波ヒータの実施例において、様々な溶液（例えば、洗浄化学物質、リンス溶液、及びポスト洗浄溶液など）の温度は、処理セルに入る前、最適水準まで即座に上がる。一実施例において、任意に、離れた流体ラインを加熱するために、２つの離れたマイクロ波ヒータを使用できる。
【００８３】
本発明の他の様態において、処理領域１０２５に入る前に、プロセス流体内のいずれの捕獲された又は不溶のガスを取り除くために、流体脱ガスユニット１１７０が、入口システム１２００に組み込まれる。不溶酸素は、無電解堆積反応を妨げ、露出金属表面を酸化し、無電解洗浄処理の間、エッチレートに影響を与える傾向にあるので、流体脱ガスユニットの使用は、プロセス流体内の不溶酸素によって起こるいずれの腐食及び／又は処理ばらつきを削減するのに役立つ。流体脱ガスユニットは、一般に、例えば、ガス浸透薄膜及び真空源の使用によって、溶液から不溶ガスを抽出できるユニットとして定められる。流体脱ガスユニットを、例えば、マサチューセッツ、ビレリカのマイクロリス社（Mykrokis Corporation）から購入できる。
【００８４】
流体処理セル１０１０に示される各構成要素及び他の外部システム構成要素（下で議論される）は、好ましくは、処理コントローラ１２８０と通信し、それは、ユーザー及び／又はシステム内に位置する様々なセンサからの入力を受信し、チャンバ及び入力と関連する外部システム操作を適切に制御するために配置されたマイクロプロセッサを基とした制御システムでありえる。コントローラ１２８０は、必要な時、様々なプログラムを保持し、プログラムを処理し、プログラムを実行するために、コントローラによって使用されるメモリ（図示せず）及びＣＰＵ（図示せず）を含む。メモリは、ＣＰＵと接続され、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み限定メモリ（ＲＯＭ）、フロッピー（商標名）ディスク、ハードディスク、又はデジタルストレージ、局所、遠隔のいずれの他の形態のような、１つ又はその以上のすぐに入手可能なメモリでありえる。ソフトウェア命令及びデータを、コード化し、ＣＰＵを指示するためのメモリ内に記憶できる。従来様式でプロセッサをサポートするために、サポート回路（図示せず）もＣＰＵに接続される。サポート回路は、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、従来技術で周知のすべての同様物含むことができる。コントローラ１２８０で読み可能なプログラム（又はコンピュータ命令）は、処理チャンバ内でどのタスクを実行するかを定める。好ましくは、プログラムは、コントローラ１２８０で読み可能なソフトウェアであり、定められた規則及び入力データに基づく無電解処理を監視し、制御する命令を含む。
【００８５】
図８、８Ａ及び８Ｂのセルの実施例において、流体入口システム１２００は、分散機能を通して機能する。更に特定すると、例えば、流体１２０２、１２０４、１２０６のプロセス流体は、任意に、流体搬送アーム１４０６を経由して基板１２５０の受流表面に搬送される。複数のノズル１４０２は、流体搬送アーム１４０６に沿って形成される。ノズル１４０２は、入口チューブ１２２５から流体を受け、プロセス流体を基板１２５０の受流表面に導く。ノズル１４０２を、搬送アーム１４０６の終端、又はアーム１４０６の長さに沿って配置できる。図８、８Ａ及び８Ｂの配置において、ノズル対１４０２は、等距離に離された配置形態で位置する。
【００８６】
図８の実施例において、アーム１４０６は、末端を基板１２５０の中心上に延ばすことを可能にする長さを有する。好ましくは、少なくとも１つのノズル１４０２が、流体搬送アーム１４０６の末端に位置する。好ましくは、流体搬送アーム１４０６が、吐出アームモータ１４０４によって可動であり、アーム１４０６を基板１２５０の中心へ又はから旋廻することに適している。図８、８Ａ及び８Ｂで、流体搬送アーム１４０６は、アームモータ１４０４の動きに応じて旋廻する。アームモータ１４０４は、好ましくは、チャンバ処理領域１０２５からアームモータ１４０４を部分的に離すために、ガード部材１４１０の後ろに配置される。
【００８７】
一実施例において、液体搬送アーム１４０６は旋回だけでなく、軸方向の移動にも適している。図８Ｂは、図８の非電解処理チャンバの他の実施例の上面の断面側面図である。ここで、旋回アーム１４０４は、軸モータ（例えば、リニアモータ）に連結されている。軸方向におけるアーム１４０６の移動により、必要に応じて、アーム１４０６が基板１２５０に選択的に近くに移動することが可能になる。
【００８８】
図９は、図８の電解処理チャンバの上面を示す。ここで、流体入口システム１２００の流体搬送アーム１４０６は、搭載された基板１２５０に関連して示される。基板１２５０を支える４本の図示された支持フィンガー１３００が、示される。アーム１４０６は、この図では、基板１２５０から離れて回転する。この位置は、上記のアセンブリ１０６０のようなリフトピン又は基板リフトアセンブリを使って、基板１２５０を持ち上げることを可能にする。しかしながら、矢印１４０６は、アーム１４０６の回転動作経路を示し、アーム１４０６が、処理中基板１２５０上でノズル１４０２を回転できることを示す。基板１２５０上の流体搬送アーム１４０６の動作は、基板１２５０の流体カバーを改善する。好ましくは、流体分布均一性及びシステムのスループットを増すために、基板指示部材は、ノズル１４０２からの流体の吐出中、回転する。
【００８９】
他の実施例において、プロセス流体は、基板の回転軸の隣接に配置された１つ又はそれ以上のノズルを通して、搬送される。同時に、（Ｎ２又はＡｒのような）搬送ガスは、基板の外部端に沿って配置されたノズルを通して、搬送される。流体搬送操作の間、基板は、好ましくは回転する。基板１２５０の端の周辺への搬送ガスの注入は、処理領域１０２５周辺にガス覆いを形成する。ガス覆いは、処理領域内に留まっている残りのＯ２を移動させる。無電解堆積処理の従来技術は、酸素が、化学活性化工程のような、ある処理工程に損傷を与える影響を有することができることを認める。
【００９０】
一実施例において、ノズル１４０２は、超音波噴霧ノズル又は「空気微粒子ノズル」である。図１２は、一設計の空気噴霧ノズル１４０２断面を示す。これは、内部流体混合ノズルである。これは、完全な微粒子化噴霧又はプロセス流体の霧を創るために、流体が内部で混合することを意味する。この形態において、例えばアルゴンの搬送ガスは、プロセス溶液の小さな液滴を含む。一実施例において、微粒子化活性化溶液を基板表面に搬送するために、イナートガスを使用できる。代わりに、微粒子化無電解堆積溶液を基板１２５０に搬送するために、イナートガスを使用できる。
【００９１】
図１２のノズル設計１４０２において、ノズル１４０２は、ボティー１４２６及びティップ１４２４を含む。ティップ１４２４は、一般に、約１０μｍ〜約２００μｍの直径である。一実施例において、ティップ１４２４は、一般に、約１０μｍ〜約５０μｍの直径である。高圧ガスが、ノズルガス供給部１４２２から搬送される時起こるベンチュリ効果による吸引のために、流体は、ティップ１４２４を通して搬送される。図１２の実施例において、ボディー１４２６は、離れた液体及びガス流れを各々受けるために、離れた流路１４２２、１４２０を備える。液体１４２２及びガス１４２０流路は、ティップ１４２４で一緒になり、２つの流れの混合を可能にする。これは、「同心ベンチュリ設計」と言われる。この配置において、ノズル１４０２から配送される流体は、完全な微粒子化噴霧を作るために、プレ混合される。図１２の特定のティップ設計１４２４は、円状の噴霧パターンを創る、しかしながら、平面又は扇状噴霧パターンのような他の噴霧パターンを創るために、他のティップ形態を使用できることが理解される。
【００９２】
図１３は、異なる設計の空気微粒子化ノズル１４０２の断面である。これは、外部流体混合ノズルである。図１３のノズル設計１４０２において、ノズル１４０２は、再びボディー１４２６及びティップ１４２４を含む。ティップ１４２４は、再び一般に、約１０μｍ〜約２００μｍの直径であり、他の実施例において、約１０μｍ〜約５０μｍの直径である。図１３の配置において、ボディー１４２６は、再び、離れた液体及びガス流れを各々受けるために、離れた流路１４２２、１４２０を備える。しかしながら、この配置において、液体流路１４２２は、ガス流路１４２０とは独立にノズル１４０２を通して流体を搬送し、結果として、２つの流れはボディー１４２６で混合せず、ノズル１４２４の外部で混合する。これは、「並行ベンチュリ設計」と言われる。この配置は、ガス及び液体フローを独立に制御できるという効果を有し、高粘性液体及び研磨剤懸濁液に対して効果的である。これは、ガスフローの変化が液体フローに影響を与える、内部混合型ノズル１４０２とは対照的である。
【００９３】
図１２及び１３のノズルのような超音波ノズルの使用により、基板の受流面へ向けられた微粒子化霧を創る。液体流れとは反対の、霧の方向は、高価な無電解プロセス流体を保つ役割をする。それは、受流面に対する、より均一な発散も提供する。そのうえ、基板１２５０が、基板指示フィンガーモータ１０５２を使って回転する時に創られる流体動的境界層は、回転ディスクの表面での境界層の形が、一般に平坦、又はいずれの方位でも基板の表面に対して平行であるので、基板１２５０の表面上への微粒子化プロセス流体の分布を向上する。微粒子化流体の基板表面への搬送の境界層制御によって、１つ又はそれ以上のノズルによって創られる非均一噴霧パターンを最小化できるので、微粒子化プロセス流体によって示される境界層効果は、流体の流れを基板の表面に衝突させる、従来の噴霧設計の利点でありえる。
【００９４】
流体供給部が、ノズル１４０２に搬送される流体のために備えられる。図１２及び１３において、タンク１２１２が示される。タンク１２１２は、流体入口１２１８及びベント１２１４を含む。ベント１２１４は、大気圧に流体で通じる。加えて、流体出口１２１６が備えられる。流体搬送中、源１２４４からのガスは、ノズル１４０２に高速で搬送される。これは、ベント１２１４を通して大気圧に通じているため、流体ライン１４２２に比較的負の圧力を創る。流体は、出口１２１６を通ってノズル１４０２へ出る。
【００９５】
一実施例において、プロセス流体は、活性化溶液である。活性化溶液の例は、パラジウム塩、塩化物、臭化物、フッ化物、フッ化硼酸、沃化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸化塩、金属酸塩、及びこれらの組み合わせを含む。他の実施例において、パラジウム塩は、硝酸塩、アルカンスルフォン酸、又は  溶液内又は金属表面上のいずれかでクラスタ形成の傾向のない非同位陰イオンを含むＰｄ＋２の可溶の誘導体である。一実施例において、銅洗浄溶液が加えられる時に終了時間と活性化溶液が加えられる時の開始時間の間の待ち時間（又は待機時間）波、一般に、約１５秒未満、好ましくは約５秒未満である。活性化溶液は、一般に、はっきりした特徴の露出銅上に活性化金属シード層を堆積するように機能する。洗浄後の銅層の露出部分の酸化は、その後の処理工程で有害でありえる。銅洗浄と活性化との間の短い待ち時間は、酸化を最小にし、他方、流体処理セルの周りの搬送ガスの使用は、上記のように、銅層の露出部分の酸化を防止するのを助ける。
【００９６】
一実施例において、プロセス流体は、無電解堆積溶液である。一実施例において、無電解堆積キャップ層が堆積され、それは、ＣｏＰ、ＣｏＷＰ、ＣｏＢ、ＣｏＷＢ、ＣｏＷＰＢ、ＮｉＢ又はＮｉＷＢを含む合金であり、好ましくはＣｏＷＰ又はＣｏＷＰＢを含む。キャップ層を形成するために使用される無電解堆積溶液は、堆積されるキャップ層材料に依って、１つ又はそれ以上の金属塩及び１つ又はそれ以上の還元剤を含むことができる。無電解堆積溶液は、従来技術で一般に周知の酸又は塩基のような、ｐＨ調製剤も含むことができる。選択されたキャップ層がコバルトを含む時、無電解堆積溶液は、一般に、コバルト塩を含む。コバルト塩の例として、塩化物、臭化物、フッ化物、アセテート、フッ化硼酸、沃化物、硝酸塩、硫酸塩、他の強又は弱酸塩、及び／又はこれらの組み合わせがある。好ましくは、コバルト塩は、コバルト硫酸塩、塩化コバルト、又はこれらの組み合わせを含む。タングステンを含むキャップ材料が堆積される場合、無電解堆積溶液は、タングステン塩を含む。好ましくは、タングステン塩は、タングステン酸アンモニウム又はテトラメチルタングステン酸アンモニウムのようなタングステン酸塩を含む、又はタングステン酸の中性化を通して生成可能である。ニッケルを含むキャップ材料が堆積される場合、無電解溶液は、一般に、ニッケル塩を含む。ニッケル塩の例として、塩化物、臭化物、フッ化物、アセテート、フッ化硼酸、沃化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、強又は弱酸塩、及び／又はこれらの組み合わせがある。
【００９７】
選択されたキャップ層が、ＣｏＰ、ＣｏＷＰ、又はＣｏＷＰＢのような燐を含む場合、還元剤は、好ましくは次亜燐酸陰イオン（Ｈ２ＰＯ２）のような燐化合物を含む。キャップ材料が、ＣｏＢ、ＣｏＷＢ、ＣｏＷＰＢのような硼素を含む場合、還元剤は、一般に、硼素化合物、硼酸ジメチルアミン（ＤＭＡＢ）、硼素水素化物（ＢＨ４−）陰イオンの非アルカリ金属塩、又はこれらの組み合わせを含む。そのうえ、上記の還元剤に加えて、又はかわりに、ヒドラジンのような、他の還元剤を使用できる。一実施例において、ボラン共還元剤が、銅を初期化する工程で使用される。
【００９８】
上記のように、無電解堆積溶液（プロセス流体）及び／又は基板を温度に加熱できる。好例の温度は、約４０℃〜約９５℃である。一様態において、無電解堆積溶液及び／又は基板を加熱することで、無電解堆積レートが増す。これは、プロセス流体がノズル１４０２を出る時、プロセス流体が被る温度降下を相殺する。一実施例において、キャップ材料の堆積レートは、約１００Å又はそれ以上である。一実施例において、キャップ材料は、約１００Å〜約３００Å、好ましくは約１５０Å〜約２００Åの厚さに堆積される。しかしながら、無電解処理の堆積レートが温度に依存することは周知であるので、基板の温度を均一な温度で維持することが好ましい。そうであるから、図８に示されるベースプレート部材１３０４及び／又はヒータ１１６４の加熱コイル１１１２を使用できる。
【００９９】
処理セル１０１０は、流体出口システム１２４０も含む。流体出口システム１２４０は、一般に、流体ドレイン１２４９につながる出口ライン１２２７を含む。任意に、セル１０１０を通して流体を更に均等に引くために、１以上の出口ライン１２２７を、セル１０１０に配置できる。図９で、４つの均等間隔の出口１２２７が備えられていることを見ることができる。多数出口１２２７を、単一の排気空間及び流体ドレイン１２４９に束ねることができる。流体ドレイン１２４９、次に、チャンバ流出物を廃物収集ドレイン（図示せず）に搬送する。つまり、プロセス流体は、一般に、入口チューブ１１２５を通って流れ、次に流体搬送アーム１４０６を通って、ノズル１４０２を通って、次に基板支持フィンガー１３００に向かって処理領域１０２５を通って外部へ、次に１つ又はそれ以上の流体ドレイン１２２７へ伝わる。化学物質は、処理領域１０２５内の基板１２５０の受流面に接触し、処理する。
【０１００】
流体出口システム１２４０は、ガス排気を含む。排気チューブ１２４６は、壁１０１５を通って延びる。排気システム１２４８は、処理領域１０２５からガスを引く。一実施例において、排気入口１２４６は、基板１２５０の表面に近くのガスフローを向上するために、基板１２５０の表面下にガスを均等に引くリング／空間である。
【０１０１】
図１０は、他の実施例における、フェイスアップ無電解処理セル１０１０の側面を示す。流体入口システム１２００は、再び、基板１２５０の受流表面に流体を搬送するために備えられる。プロセス流体は、再び、１つ又はそれ以上のノズル１４０２に搬送される。しかしながら、この実施例において、ノズル１４０２は、チャンバ蓋アセンブリ１０３３内のガス搬送多孔性プレート１０３０に配置される。
【０１０２】
チャンバ蓋アセンブリ１０３３は、初めに、ガス搬送多孔プレート１０３０を含む。好ましくは、ガス搬送多孔プレート１０３０は、空気をそれを通して移動することを可能にする、多孔性プレート１０３０である。多孔性プレートの好ましい例の材料は、流体を通すことを可能にするために形成された孔又はその中に作製された穴を伴う、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。一実施例において、ＨＥＰＡフィルタ（「高効率微粒子エア」フィルタ）配置を使用できる。ＨＥＰＡフィルタは、紙のような材料に巻かれたガラス繊維を利用する。図１０のガス搬送多孔性プレート１０３０は、上部支持リング１０３１によって支えられる。
【０１０３】
チャンバ蓋アセンブリ１０３３は、次に一般に、蓋１０３２、ガス搬送多孔性プレート１０３０、上部支持リング１０３１、及びシール１０３６及び１０３７を含む。蓋１０３２は、蓋アセンブリ１０３３とガス搬送多孔性プレート１０３０との間の体積内に空間１０３４を形成する。蓋１０３２は、図１０の配置において、ガス搬送多孔性プレート１０３０及び上部支持リング１０３１によって支えられる。流体入口チューブ１２２５は、蓋１０３２を通って延び、次に多孔性プレート１０３０内の１つ又はそれ以上のノズル１４０２に分岐する。
【０１０４】
図１０の流体処理セル１０１０は、ガスライン１０４０を示す。ガスライン１０４０は、ガス供給源１０３８からチャンバ蓋空間１０４０への流体経路を提供する。バルブ１０３５は、ライン１０４０と流体で通じて任意に開閉される。１つの様態において、ガス供給源１０３８は、処理セル１２９９内に酸素を提供する。酸素は、ある工程においては不快なものではない。例えば、活性化中、酸素を加えることができる。好ましくは、搬送ガスは、要望の組合せで、水素及び酸素と組み合わされ、空間１０３４に搬送される。一実施例において、ガス供給源１０３８は、アルゴン、窒素、ヘリウム、又はこれらの組み合わせのような、イナートガスを供給する。
【０１０５】
空間１０３４及びガス搬送多孔性プレート１０３０は、搬送ガスを薄膜フローを経由して基板１２５０上に搬送するのを可能にするために、基板１２５０の上に位置する。薄膜ガスフローは、均一な、基板１２５０上に垂直なガスフローを創る。この方法で、均一な境界層が、基板１２５０の半径に沿って備えられる。これは、次に、基板半径に沿った更に均一な熱損失を可能にし、基板上方又は上の水及び化学気相の凝縮を削減する役割をする。
【０１０６】
一実施例において、加熱要素（図示せず）は、蓋アセンブリ１０３３内空間１０３４の隣接に位置する。例えば、加熱コイル（図示せず）を、多孔性プレート１０３０内に配置できる。これは、ライン１０４０から搬送されるガスの加熱を提供し、続いて、基板１２５０上の凝縮及び液滴形成を削減する。
【０１０７】
ライン１０４０から、ガスは、空間１０３４へ流れ、次に、多孔性プレート１０３０を通過する。多孔性プレート１０３０は、ガスフロー拡散器として機能する。ガスは、次に工程のために、基板１２５０受流表面を横切り下へ流れる。多孔性プレート１０３０を通過するガスは、したがって、ノズル１４０２から流れるプロセス流体霧を基板１２５０の受流表面上へ導く及び均等に搬送するのを助ける。最後に、ガスは、排気システム１２４８によって排気入口１２４６を通して排気される。排気システム１２４８は、一般に、流体処理セル１０１０からガスを引くために、排気ファン又は真空ポンプを含むことができる。排気入口１２４６が、基板１２５０を過ぎたガスフローが薄膜状であることに留意すべきである。
【０１０８】
一実施例において、ガスライン１０４０は、ガスの代わりに、流体（例えば、プロセス流体）が、押され、多孔性プレート１０３０を通ることを可能にするために、入口システム１２００に接続される。この方法で、多孔性プレート１０３０は、プロセス流体を基板１２５０の表面に搬送するために、シャワーヘッドのような機能をする。
【０１０９】
ガスライン１０４０は、流体搬送ラインとしてばかりでなく、真空ラインとしても役割をする。丁度基板１２５０をセル１０１０から搬送する前に、多孔性プレート１０３０に付着するいずれの流体の液滴を妨げるために、真空源１０３９が備えられ、使用される。この点で、チャンバ蓋空間１０３４内に真空を創るために、真空ベンチュリのような真空源１０３９は発動される。
【０１１０】
図１０Ａは、図１０のフェースアップ無電解処理チャンバの側面を示す。この図において、ガスフロー変流器１１０２は、セル１０１０内に備えられる。ガスフロー変流器１１０２は、任意に、外部ガスフロー変流リフト機構（図示せず）を使って、上昇され、下降される。この図において、ガスフロー変流器１１０２は、下降された位置にある。図１０Ａは、基板１２５０が流体処理セル１０１０に及びから搬送された時の、ガスフロー変流器１１０２の位置を示す。
【０１１１】
図１０Ｂは、図１０のフェースアップ無電解処理チャンバの他の側面を示す。ここで、ガスフロー変流器は、上昇された位置にある。この位置において、処理中ノズル１４０２から基板１２５０へ通過する時、霧の流れを「真直ぐにする」ために、ガスフロー変流器１１０２は使用される。
【０１１２】
セル１０１０の外部から、基板１２５０上に吐出された流体の進展を視覚的に検査する方法を提供することは望ましい。図１０の配置において、カメラ１３６０が、セル１０１０の内部に備えられる。カメラを壁１０１５に沿って、ガス搬送多孔性プレート１０３０の下に、上部支持リング１０３１に沿って、又は基板１２５０を適切に視覚化できる、他の場所に、配置できる。好ましくは、カメラ１３６０を、蓋の静止部分に位置する。図１０の実施例において、カメラ１３６０は、上部支持リング１０３１に添え付けられる。
【０１１３】
カメラ１３６０のために、光源（図示せず）を提供することが望ましい。光源は、好ましくは蓋の静止部分に位置する。しかしながら、処理領域１０２５に隣接するいずれの場所にも配置できる。光源は、処理中、基板１２５０を照明する役割をする。
【０１１４】
カメラ１３６０は、好ましくは、デジタル画像を記録するために一連のピクセルを用いる電荷結合ディスプレーカメラ（「ＣＣＤカメラ」）である。モニター（図示せず）は、基板表面を光学的に視覚化するために、セル１０１０の外部に添え付けられる。この方法で、流体の吐出、及び基板１２５０の無電解プロセス流体の適切な分布を視覚的に確認できる。
【０１１５】
視覚的確認は、好ましくは、人間による検査を通して提供される。しかしながら、一配置において、視覚的確認は、機械的視覚制御型処理を通して提供される。この配置において、適切に覆われた基板１２５０の画像は、コントローラ（例えば、コンピュータ）にプログラムされる。コントローラは、次に、流体吐出処理中、カメラ１３６０によって生成されたピクセル画像を検査する。少なくとも、カメラ１３６０のピクセルによって検出された実際の基板画像が、前に記録された画像と整合するまでは、流体吐出処理が、停止することは許されない。
【０１１６】
カメラ１３６０は、任意に、赤外線カメラでありえる。赤外線カメラは、可視波長を取り除き、熱波長を認識する。画像内の色の違いは、したがって、物体、即ち基板１２５０の温度の差異を示唆する。流体が基板１２５０の表面と異なる温度で吐出される場合、温度の差異は、色の違いとして記録される。基板１２５０の完全な分布を示す、温度の差異が現われるまで、流体吐出は続く。好ましくは、温度の差異は、再び、機械的視覚制御を通して検査される。したがって、基板の完全な分布を、確証できる。
【０１１７】
１つの配置として、基板１２５０の表面が連続的に化学物質で覆われたことを確証するために、化学物質吐出アーム１４０６の動作及び化学物質ノズル１４０２からの流れの形態をソフトウェアで最適化する、閉ループ制御下で、カメラ１３６０は機能する。
【０１１８】
図１１は、追加の他の実施例として、フェースアップ無電解処理セル１０１０の断面を示す。ここでは、プロセス流体は、再び、ガス搬送多孔プレート１０３０に配置されたノズル１４０２を通した噴霧流体によって、基板１２５０の受流面に加えられる。この実施例において、ガス搬送多孔プレート１０３０は、任意に、基板１２５０に対して上昇及び下降される。更に特定すると、チャンバ蓋アセンブリ１０３３は、基板１２５０に対して軸に沿い移動する。（図的に項目１０８０’で示された）チャンバ蓋モータを、チャンバ蓋リフトアセンブリ１０７９の一部として使用できる。モータ１０８０’は、好ましくは電気的に発動し、一実施例において、線形モータを使用する。しかしながら、それは、代わりに空圧で発動するエアシリンダーでありえる。
【０１１９】
モータ１０８０’を発動することにより、チャンバ蓋リフトアセンブリ１０７９は、多孔プレート１０３０とその下の基板１２５０との間の処理領域１０２５の体積を制御する。蓋１０３２は、蓋を上昇及び下降するためにモータにより駆動される、モータスライド１０８２に付随する。はねを防止し及び／又は大気ガスの処理領域１０２５への漏れを最小にするために、任意のスカート１０８４を蓋１０３２に付随できる。そのような配置は、ガスフロー及び基板１２５０の表面近くの酸素濃度を制御するために、有用である。
【０１２０】
上記のフェースアップ無電解メッキセルの様々な実施例が、基板１２５０を処理する文脈のもとに記載された。しかしながら、支持フィンガー１３００（又は支持リング）上の基板がなくても、メッキセルを操作できることに留意すべきである。更に特定すると、処理領域１２９９内に基板を置くことなく、流体搬送システム１２００及び流体出口システム１２４０を操作できる。例えば、基板がなくても、（図８のアーム１４０６のような）流体搬送アーム、又は（図１０のガス搬送多孔性プレート１０３０のような）流体搬送プレートを通して、脱イオン水又は他の洗浄又はリンス流体を注入できる。これは、支持フィンガー１３００及び他のチャンバ部分を洗浄するために、行われる。この洗浄工程を更に補助するために、流体搬送アームを降下できる（図８Ｂ）、流体搬送ヘッドを降下できる（図１１）、又は基板支持アセンブリを上昇できる（図８Ａ）。
【０１２１】
上記は本発明の実施例を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施例は本発明の基本的範囲から逸脱することなく案出することができ、その範囲は特許請求の範囲に基づいて定められる。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
本発明の上記の構成が詳細に理解できるように、上記で要約される本発明のより詳細な説明は実施例を参照して行われ、そのいくつかは添付図面に記載されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施例のみを示しているだけであって、その請求の範囲を限定するものではなく、本発明は、他の同様な効果的な実施例を許容するものであることに留意しなければならない。
【図１】好ましい例の無電解メッキの平面図である。
【図２】好ましい例の堆積システムの斜視図である。
【図３】筐体が取り除かれた好ましい例の堆積システムの斜視図である。
【図４】好ましい例の堆積システムの断面図である。
【図５】好ましい例の流体処理部の断面図である。
【図６】好ましい例の基板支持アセンブリの斜視図である。
【図７】好ましい例の流体処理部の断面図である。
【図８】チャンバ内の流体搬送アーム上に配置されたノズルを使用するフェースアップ無電解処理チャンバの断面図である。加えて、チャンバ内の基板を選択的に上昇、下降するための基板リフトアセンブリが示されている。この図では、基板リフトアセンブリは、下げられた位置にある。
【図８Ａ】図８のフェースアップ無電解処理チャンバの断面図を示す。この図では、基板支持アセンブリは、上げられた位置にある。
【図８Ｂ】他の実施例における、図８のフェースアップ無電解処理チャンバの断面図を示す。ここでは、旋回アームは、旋回するばかりではなく、軸上を移動することにも適している。加えて、拡散プレートは、現状では加熱要素を含む。
【図９】図８のフェースアップ無電解処理チャンバの上面図を示す。ここでは、搭載された基板に対する、流体吸入システムの流体搬送アームが示される。
【図１０】他の実施例における、フェースアップ無電解処理チャンバの断面図を示す。ここでは、プロセス流体は、チャンバ蓋アセンブリ内のガス搬送プレートに配置された一つ又はそれ以上のノズルを通して搬送される。
【図１０Ａ】図１０のフェースアップ無電解処理チャンバの断面を示す。この図では、ガスフロー変流器がチャンバ内に備えられている。この図では、ガスフロー変流器は、下げられた位置にある。
【図１０Ｂ】図１０のフェースアップ無電解処理チャンバの他の断面図を示す。ここでは、ガスフロー変流器は、上げられた位置にある。
【図１１】追加された他の実施例における、フェースアップ無電解処理チャンバの断面図を示す。ここでは、プロセス流体は、ガス搬送プレートに配置されたノズルを通して流体を噴霧することにより、再び、基板の受流表面に対して用いられる。この実施例において、チャンバ蓋アセンブリは、基板に対して軸に沿って移動する。
【図１２】〜
【図１３】本明細書に記載の無電解処理チャンバにつなげて用いられるノズルの断面図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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