(57)【要約】半導体ウェファの金属層を、電解研磨及び／又は電気鍍金するための装置は、複数の区分壁を持つ容器を有する。装置は、半導体ウェファを保持し、複数の区分壁の先端部に隣接する半導体ウェファの表面を持つ容器の中で半導体ウェファを位置決めするために、配置されるウェファチャックを有する。装置はまた、ウェファチャックの中心、従って、半導体ウェファの中心と、複数の区分壁の一つの中心との間の、整列を測定するために配置される複数の第一センサを有する。
2006517055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェファの金属層を、電解研磨及び／又は電気鍍金するための装置であって、
複数の区分壁を有する容器と、
該半導体ウェファを、該半導体ウェファの表面を該複数の区分壁の先端部に隣接して該容器の中に、保持し位置決めするために、形成されるウェファチャックと、
該ウェファチャックの中心と、該複数の区分壁の、一つの中心との間の整列を測定するために配置される、複数の第一センサと、
を具備する装置。
【請求項２】
該複数の区分壁の、一つの該中心が、該半導体ウェファの中心と、0.001mmから1mmの範囲の許容値内で整列する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
該許容値が、0.01mm未満である、請求項2に記載の装置。
【請求項４】
該複数の区分壁が、円筒かつ同心である、請求項2に記載の装置。
【請求項５】
該複数の第一センサが、
該複数の区分壁の一つに配置される第一センサと、
該ウェファチャックの円周上に配置される第二センサと、
を具備する第一センサ対を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項６】
該第一センサが、該複数の区分壁の一つに埋め込まれる、請求項5に記載の装置。
【請求項７】
該複数の第一センサが、
該容器の周囲壁に配置される第一センサと、
該ウェファチャックの円周上に配置される第二センサと、
を具備する第一センサ対を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項８】
該第一センサが、該周囲壁に埋め込まれる、請求項7に記載の装置。
【請求項９】
該第一センサが、該周囲壁の先端部に形成されるセンサの輪になる、請求項8に記載の装置。
【請求項１０】
該第二センサが、該ウェファチャックに埋め込まれる、請求項7に記載の装置。
【請求項１１】
該複数の第一センサが、
該ウェファチャックと、該複数の区分壁の一つとの間の隙間の、第一測定をするために配置される第一センサ対と、
該ウェファチャックと、該複数の区分壁の一つとの間の隙間の、第二測定をするために配置される第二センサ対と、
を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項１２】
該複数の第一センサが、
該ウェファチャックと、該容器の周囲壁との間の隙間の、第一測定をするために配置される第一センサ対と、
該ウェファチャックと、該容器の該周囲壁との間の隙間の、第二測定をするために配置される第二センサ対と、
を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項１３】
該複数の第一センサが、
該複数の区分壁の、一つの該先端部の円周に、均等に分布される四つのセンサと、
該ウェファチャックの円周に、均等に分布される四つのセンサと、
を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項１４】
該複数の第一センサが、光学反射センサ、磁気センサ、静電容量センサ、又は超音波センサを含む、請求項1に記載の装置。
【請求項１５】
該半導体ウェファと、該複数の区分壁の該先端部との間の隙間を測定するために配置される、複数の第二センサを、
さらに具備する、請求項1に記載の装置。
【請求項１６】
該半導体ウェファと、該複数の区分壁の該先端部との間の該隙間が、0.5mmから10mmの範囲内にある、請求項15に記載の装置。
【請求項１７】
該隙間が、5mmである、請求項16に記載の装置。
【請求項１８】
該複数の第二センサが、
該容器の底部の内側に配置される第一センサと、
該ウェファチャックに配置される第二センサと、
を含む、請求項15に記載の装置。
【請求項１９】
該複数の第二センサが、光学反射センサ、磁気センサ、静電容量センサ、又は超音波センサを含む、請求項15に記載の装置。
【請求項２０】
半導体ウェファの金属層を、電解研磨及び／又は電気鍍金するための装置であって、
中心を有する複数の同心区画に、分割される容器と、
該容器の中で、該半導体ウェファを保持し、位置決めするために配置されるウェファチャックと、
該同心区画の該中心と、該半導体ウェファの中心との間の整列を測定するために配置される、複数の第一センサと、
を具備する装置。
【請求項２１】
該同心区画が、円筒でかつ同心の、複数の区分壁によって形成され、そして電解研磨又は電気鍍金されるものである該半導体ウェファの表面が、該複数の区分壁の先端部に隣接して位置決めされる、請求項20に記載の装置。
【請求項２２】
該複数の第一センサが、
該複数の区分壁の一つに配置される第一センサと、
該ウェファチャックの円周上に配置される第二センサと、
を具備する第一センサ対を含む、請求項21に記載の装置。
【請求項２３】
該複数の第一センサが、
該ウェファチャックと、該複数の区分壁の一つとの間の隙間の、第一測定をするために配置される第一センサ対と、
該ウェファチャックと、該複数の区分壁の一つとの間の隙間の、第二測定をするために配置される第二センサ対と、
を含む、請求項21に記載の装置。
【請求項２４】
該半導体ウェファと、該複数の区分壁の該先端部との間の隙間を、測定するために配置される複数の第二センサを、
さらに具備する、請求項21に記載の装置。
【請求項２５】
該複数の第二センサが、
該容器の底部の内側に配置される第一センサと、
該ウェファチャックに配置される第二センサと、
を含む、請求項24に記載の装置。
【請求項２６】
該複数の第一センサが、
該容器の周囲壁に配置される第一センサと、
該ウェファチャックの円周上に配置される第二センサと、
を具備する第一センサ対を含む、請求項20に記載の装置。
【請求項２７】
該複数の第一センサが、
該ウェファチャックと、該容器の周囲壁との間の隙間の、第一測定をするために配置される第一センサ対と、
該ウェファチャックと、該容器の該周囲壁との間の隙間の、第二測定をするために配置される第二センサ対と、
を含む、請求項20に記載の装置。
【請求項２８】
半導体ウェファの金属層を、電解研磨及び／又は電気鍍金する方法が、
複数の区分壁を備える容器の中で、半導体ウェファを保持するウェファチャックを位置決めする段階であって、電解研磨又は電気鍍金されるものである該半導体ウェファの表面が、該複数の区分壁の先端部に隣接して位置決めされる段階と、
複数の第一センサを使用して、該ウェファチャックの中心と、該複数の区分壁の、一つの中心との間の整列を測定する段階と、
を含む方法。
【請求項２９】
該複数の第一センサが、第一センサ対と第二センサ対を含み、そして整列を測定する段階が、
該第一センサ対を使用して、該ウェファチャックと、該複数の区分壁の一つとの間の、第一隙間を測定する段階と、
該第二センサ対を使用して、該ウェファチャックと、該複数の区分壁の一つとの間の、第二隙間を測定する段階と、
該第一隙間と第二隙間の該測定に基づく、該ウェファチャックと、該複数の区分壁の一つとの整列を決定する段階と、
を含む、請求項28に記載の方法。
【請求項３０】
該第一センサ対が、
該複数の区分壁の一つに配置される第一センサと、
該ウェファチャックの円周上に配置される第二センサと、
を含む、請求項29に記載の方法。
【請求項３１】
該複数の第一センサが、第一センサ対と第二センサ対を含み、そして整列を測定する段階が、
該第一センサ対を使用して、該ウェファチャックと、該容器の周囲壁との間の、第一隙間を測定する段階と、
該第二センサ対を使用して、該ウェファチャックと該周囲壁との間の、第二隙間を測定する段階と、
該第一隙間と第二隙間の該測定に基づく、該ウェファチャックと該周囲壁との整列を決定する段階と、
を含む、請求項28に記載の方法。
【請求項３２】
該第一センサ対が、
該周囲壁に配置される第一センサと、
該ウェファチャックの円周上に配置される第二センサと、
を含む、請求項31に記載の方法。
【請求項３３】
複数の第二センサを使用して、該半導体ウェファの該表面と、該複数の区分壁の該先端部との間の、隙間を測定する段階を、
さらに含む、請求項28に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、半導体ウェファの金属層の電解研磨及び／又は電気鍍金に関するものであって、より詳細には、ウェファチャックと、研磨／鍍金の容器との整列を測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体デバイスは、ウェファあるいはスライスと呼ばれる、半導体物質のディスクに製造され、あるいは加工される。より具体的には、最初にウェファは、シリコンインゴットから薄片に切り分けられる。そしてウェファは、半導体デバイスの電子回路を形成するために、多重の、マスキングとエッチングと付着の工程を受ける。
【０００３】
例えば、ウェファに導電膜を電気鍍金することは、特許文献１で開示されていて、その全体を参考として、ここに包含するものである。ウェファの金属膜を電解研磨することは、特許文献２と、特許文献３で開示されていて、その全体を参考として、ここに包含するものである。ウェファを保持するためのチャックは、特許文献４で開示されていて、その全体を参考として、ここに包含するものである。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６３９１１６６Ｂ１号明細書
【特許文献２】米国特許第６３９５１５２号明細書
【特許文献３】米国特許第６４４０２９５号明細書
【特許文献４】米国特許第６２４８２２２号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの例示の実施形態において、半導体ウェファの金属層を、電解研磨及び／又は電気鍍金するための装置は、複数の区分壁を持つ容器を有する。装置は、半導体ウェファを保持し、複数の区分壁の先端部と隣接する、半導体ウェファの表面を持つ容器の中に、半導体ウェファを位置決めするために配置される、ウェファチャックを有する。装置はまた、ウェファチャックの中心、従って、半導体ウェファの中心と、複数の区分壁の一つの中心との間の整列を測定するために配置される、複数の第一センサを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本出願は、部品が数字表示で参照される添付の作図と併せて、次の説明を参照することによって、最上の理解が得られる。
【０００７】
次の記述は、複数の明確な構造やパラメータなどを説明する。しかしこのような記述は、本発明の範囲を限定するものでなく、その代わりに、例示の実施形態の記述として提供されるものであることが、理解されるべきである。
【０００８】
図1Aにおいて、例示の研磨／鍍金の容器１０２が、図示される。この例示の実施形態で、容器１０２は、区分壁１２０、１２２、１２４、１２６、１２８によって、六つの区画１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８に分割されて図示される。しかし、容器１０２は、任意の適切な数の区分壁によって、任意の数の区画に分割され得ることが、理解されるであろう。
【０００９】
図1Bに図示したように、例示の本実施形態において、ウェファチャック１０４は、容器１０２の中で、ウェファ１０６を保持し位置決めする。より具体的には、ウェファ１０６は、約0.5mmから約10mm、好ましくは、5mmの隙間となるように、区分壁１２０、１２２、１２４、１２６、１２８の先端の上に位置決めされる。隙間は、ウェファ１０６の下表面と、区分壁１２０、１２２、１２４、１２６、１２８の先端との間で、電解液の流れを容易にする。また図1Bに図示したように、ウェファチャック１０４は、容器１０２の中で、ウェファ１０６を回転できる。
【００１０】
チャック１０４の中心、従って、ウェファ１０６の中心を、区分壁１２０、１２２、１２４、１２６、１２８の中心と一致させること／整列させることは、一様な電解液の流れパターンを達成するために、そしてウェファ１０６に鍍金される金属膜の良好な均一性を得るために、望ましい／重要である。より具体的には、例示の本実施形態において、ウェファ１０６と区分壁１２０、１２２、１２４、１２６、１２８は、円筒形状である。ウェファ１０６と、区分壁１２０、１２２、１２４、１２６、１２８との中心を、同心に整列することは、ウェファ１０６に鍍金される、又はウェファ１０６から研磨される金属膜の均一性を増加させる。中心は、0.001mmから1mmまでの範囲、そして好ましくは0.01mm未満の許容値内に、好ましくは一致させる／整列させる。
【００１１】
例示の本実施形態において、中心が一致することを保証するために、整列を測定するセンサ１３０と１３２が、それぞれ区分壁１２０とチャック１０４に、設置される。図1Aにおいて、センサ１３０は、容器１０２の中にある、区分壁１２０の円周囲に配置される。図1Bにおいて、センサ１３２は、チャック１０４の円周囲に配置される。図1Bに図示されるように、センサ１３０と１３２は、対を成す。センサ１３０と１３２の、それぞれの対は、区分壁１２０とチャック１０４との間の隙間を測定する。センサ１３０と１３２の対で測定された隙間が等しい場合は、チャック１０４、従ってウェファ１０６の中心は、区分壁１２０の中心と同心に整列されている。前述したように、例示の本実施形態において、ウェファ１０６と区分壁１２０、１２２、１２４、１２６、１２８との中心は、0.001mmから1mmの範囲、そして好ましくは0.01mm未満の許容値で整列される。
【００１２】
チャック１０４と区分壁１２０との中心は、容器１０２で加工されるウェファ１０６各々に対して、整列されてもよい。代わりに、チャック１０４と区分壁１２０との中心は、1組のウェファ１０６が、容器１０２で加工された後で、整列されてもよい。さらに、チャック１０４と区分壁１２０との中心の整列は、ウェファ１０６を加工する前後で測定されてもよい。
【００１３】
例示の本実施形態は、区分壁１２０とチャック１０４との先端の円周のそれぞれに、等しく分布される四つのセンサ１３０と１３２を持つことを図示する。しかし、二つのセンサのように、任意の数のセンサが、区分壁１２０とチャック１０４との円周囲で使用されてもよいことが、理解されるであろう。センサ１３０が、容器１０２の中で、様々な位置に配置されてもよいことが、また理解されるであろう。
【００１４】
例えば、図2Aと2Bにおいて、別の例示の実施形態において、センサ１３０は、外周壁１３８に配置される。さらに、センサ１３２は、チャック１０４の内表面よりもむしろチャック１０４の外表面に配置される。このように、センサ１３０と１３２の、各々の対は、外周壁１３８とチャック１０４との間の隙間を測定する。けれども、図2Bで図示したように、例示の本実施形態において、外周壁１３８は、円筒形で、区分壁１２０、１２２、１２４、１２６、１２８と同心である。このように、センサ１３０と１３２との対によって測定された隙間が、所定の許容値の範囲内で等しい場合、チャック１０４の中心、従って、ウェファ１０６の中心は、外周壁１３８の中心、従って、区分壁１２０、１２２、１２４、１２６、１２８の中心に整列する。外周壁１３８にセンサ１３０を、チャック１０４の外表面にセンサ１３２を配置することは、電解研磨/電気鍍金の工程で、ウェファ１０６に吹付けられる電解液から、センサ１３０と１３２を保護する利点を持つ。
【００１５】
再び図1Bにおいて、センサ１３０と１３２は、隙間を測定するために光学反射を使用する光学センサ、あるいは磁気センサ、あるいは静電容量型センサ、あるいは超音波センサであってもよい。センサ１３０と１３２は、好ましくは、電解液からの化学的腐食を防止するために、表面に防食性材料をコーティングすることによって覆われるか保護される。
【００１６】
同様に、ウェファ１０６と、区分壁１２０、１２２、１２４、１２６、１２８の先端との間の隙間を測定するために、センサ１３４と１３６が、容器１０２の底部の内側と、チャック１０４の内側に、それぞれ配置される。図1Bに図示したように、センサ１３４と１３６は、対を成す。センサ１３４と１３６の各々の対は、容器１０２の底部と、チャック１０４との間の隙間を測定し、区分壁１２０、１２２、１２４、１２６、１２８の先端と、ウェファ１０６との間の隙間を測定するために使用されてもよい。センサ１３４は、外周壁１３８のように、容器１０２の中で様々な位置に配置されてもよいことが、また理解されるであろう。センサ１３４と１３６は、隙間を測定するために光学反射を使用する光学センサ、あるいは磁気センサ、あるいは静電容量型センサ、あるいは超音波センサであってもよい。センサ１３４と１３６は、好ましくは、電解液からの化学的腐食を防止するために、表面に防食性部材をコーティングすることによって覆われるか保護される。
【００１７】
ウェファ１０６と、区分壁１２０、１２２、１２４、１２６、１２８の先端との間の隙間は、容器１０２で加工される各々のウェファ１０６に対して測定されてもよい。代わりに、隙間は、１組の数のウェファ１０６が、容器１０２で加工された後に、測定されてもよい。さらに、隙間は、ウェファ１０６を加工する前後で測定されてもよい。
【００１８】
図2Aと2Bにおいて、容器１０２の研磨／鍍金の、別の例示の実施形態が図示される。図1Aと1Bに図示した例示の実施形態と比較して、例示の本実施形態において、センサ１３０は、外周壁１３８に埋め込まれて容器１０２に配置され、センサ１３２は、チャック１０４に埋め込まれてチャック１０４に配置される。上述のように、センサ１３０は、（図1Aと1Bで図示したように、）区分壁１２０のように、容器１０２の中で様々な位置に配置されてもよいことが、理解されるであろう。また上述のように、任意の数のセンサ１３０が使用されてもよい。例えば、センサ１３０は、外周壁１３８の先端に形成されるセンサの輪であってもよい。
【００１９】
例示の実施形態が述べられたけれども、様々な修正が、本発明の精神及び／又は範囲から逸脱することなく行われてもよい。その結果、本発明は、図面で示されそして上述した、特定の形態に限定されるものでないことが、理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】図1Aは、例示の研磨／鍍金容器の平面図である。
【図１Ｂ】図1Bは、図1Aの矢視1B-1Bから見た、例示の研磨／鍍金容器の側面図である。
【図２Ａ】図2Aは、別の例示の研磨／鍍金容器の平面図である。
【図２Ｂ】図2Bは、図2Aの矢視2B-2Bから見た、例示の研磨／鍍金容器の側面図である。
2006517055.tif 000003
2006517055.tif 000004