專利名稱：用于避免在電沉積中粒子聚集的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在電化學(xué)機(jī)械加工過程中用于從表面去除粒子并避免粒子聚集在表面上的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
常規(guī)半導(dǎo)體器件一般包括半導(dǎo)體襯底(通常是硅襯底)和多個(gè)依次形成的介質(zhì)中間層(例如二氧化硅)和由導(dǎo)電材料制成的導(dǎo)電路徑或互連。通常在刻蝕到介質(zhì)中間層中的溝槽中填充導(dǎo)電材料，從而形成互連。在集成電路中，互連網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)水平面相對(duì)于襯底表面橫向延伸?？衫猛坊蚪狱c(diǎn)電連接在不同層中形成的互連。可通過將導(dǎo)電材料沉積在包括這種部件的襯底之上，從而進(jìn)行這種部件即通路開口、溝槽、焊盤或接點(diǎn)的導(dǎo)電材料填充工藝。
由于銅和銅合金優(yōu)異的電遷移和低電阻率特性，因此近年來它們作為互連材料備受關(guān)注。銅沉積的優(yōu)選方法是電沉積。在制造過程中，在預(yù)先順序涂覆有阻擋層和籽晶層的襯底之上沉積銅。阻擋層涂覆通路、溝槽以及介質(zhì)層的表面以確保良好的粘接性，并且用作阻擋材料以防止銅經(jīng)過介質(zhì)絕緣層擴(kuò)散到半導(dǎo)體器件中。作為典型，籽晶層形成導(dǎo)電材料基底，用于在隨后的銅沉積過程中銅膜的生長。典型的阻擋材料一般包括鎢、鉭、鈦、它們的合金和它們的氮化物?？衫酶鞣N方法進(jìn)行沉積工藝。在將銅沉積在半導(dǎo)體晶片表面上的部件中之后，可采用刻蝕、電拋光(也稱作電刻蝕)、電化學(xué)機(jī)械刻蝕(ECME)或化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)步驟。這些方法除去表面場(chǎng)效應(yīng)區(qū)的導(dǎo)電材料，從而僅在通路、溝槽和其它部件中留下導(dǎo)電材料。
在常規(guī)電沉積技術(shù)中，以敷形的方式在晶片表面上涂覆銅。如圖1-3所示，例如當(dāng)采用常規(guī)鍍覆技術(shù)用銅涂覆晶片表面的雙大馬士革結(jié)構(gòu)時(shí)，產(chǎn)生了相當(dāng)敷形的膜。圖1-3表示在常規(guī)工藝中三個(gè)可能的階段。在圖1所示的第一階段中，表示具有寬溝槽11、覆蓋有阻擋層13的小通路12和銅籽晶層14的雙大馬士革結(jié)構(gòu)。當(dāng)在圖2所示第二階段中電鍍銅膜時(shí)，銅15迅速填充小通路12，但以敷形的方式涂覆寬溝槽和表面。當(dāng)繼續(xù)進(jìn)行沉積工藝時(shí)，在圖3所示的第三階段，寬溝槽也填充有銅，但得到大的臺(tái)階“ S”和厚表面銅層“t”。在材料去除步驟中，例如CMP步驟，表面上的厚銅存在昂貴并耗時(shí)的問題?？傻玫奖”砻驺~的技術(shù)擔(dān)當(dāng)重任，小或沒有“S”臺(tái)階是備受關(guān)注的，這在圖4中例示出。
隨著對(duì)于平面銅層沉積技術(shù)的發(fā)展，證實(shí)了克服常規(guī)電沉積技術(shù)的各種缺陷的重要性。例如，題為“Method and Apparatus forElectrochemical Mechanical Deposition”并為本申請(qǐng)的受讓人所共同擁有的美國專利US6176992一方面描述了電化學(xué)機(jī)械沉積技術(shù)(ECMD)，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電材料向在襯底表面上的空腔中的沉積，并且在沉積導(dǎo)電材料的同時(shí)用襯墊拋光場(chǎng)效應(yīng)區(qū)，從而盡可能減少在場(chǎng)效應(yīng)區(qū)上的沉積，由此產(chǎn)生平面銅沉積。在另一方面，此申請(qǐng)描述了從工件的表面去除導(dǎo)電材料的電化學(xué)機(jī)械刻蝕(ECME)或電刻蝕或電拋光技術(shù)。
題為“Plating Method and Apparatus that Creates aDifferential Between Additive Disposed on a Top Surface and aCavity Surface of a Workpiece Using an External Influence”并與本發(fā)明為相同受讓人的美國專利申請(qǐng)No.09/740,701一方面描述了通過建立外部影響向襯底電鍍導(dǎo)電材料的另一種ECMD方法和設(shè)備，例如使工件和掩模間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而在工件的頂表面和腔室表面之間存在一段時(shí)間的添加劑差別。在保持這種差別的同時(shí)，在電極(在此情況是陽極)和襯底之間提供能量，使得腔室表面比頂表面更大程度的相對(duì)鍍覆。
這些ECMD方法能夠以平面方式在工件上的腔室部分之中和之上沉積金屬。某些方法甚至可以在腔室之中和之上提供具有過量金屬的沉積層。在下文中，襯墊、掩模或清理件統(tǒng)稱作工件表面影響裝置(WSID)，在上述方法中，在至少一部分電沉積工藝過程中，當(dāng)工件表面和WSID之間存在物理接觸時(shí)，可以采用WSID。物理接觸、拋光或外部影響通過相對(duì)于部件有效地減少頂表面上的生長速率而限制了金屬的生長。在包含WSID緊接于金屬表面(典型與金屬表面接觸)的工藝步驟中，小顆粒金屬可附在WSID材料上。這些粒子存在的原因在于它們可能剛剛從襯底表面物理去除；或者由于鍍液過濾性差，它們來自于鍍液。一旦導(dǎo)電金屬顆粒自身粘附在WSID上的位置，因?yàn)樗鼈兿鄬?duì)于電極變?yōu)殛帢O性的，所以會(huì)開始增長尺寸。此外，由于它們是導(dǎo)電性的，因此它們會(huì)被鍍覆，由此增長尺寸。
ECME方法也采用WSID，在使用這些方法時(shí)，WSID同樣緊接于工件的金屬表面，典型與金屬表面相接觸。在ECME過程中，逆轉(zhuǎn)施于工件表面和電極之間的電壓，使工件表面呈陽極性。由此從工件表面除去材料。如果在這種材料去除步驟中不采用WSID，即，如果在工件表面沒有機(jī)械作用，該工藝恰好稱作電化學(xué)刻蝕或拋光。應(yīng)注意，一般來講，由于ECMD和ECME工藝都包括電化學(xué)加工和機(jī)械作用，因此以下將兩者都稱作電化學(xué)機(jī)械加工(ECMPR)。
除了導(dǎo)電粒子之外，還會(huì)有不導(dǎo)電粒子聚集在WSID材料上。不導(dǎo)電粒子可能來自于系統(tǒng)的其它部分，例如由于過濾差而來自鍍液，或者由于在加工過程中的磨損而來自于WSID材料自身。
在WSID的表面上或其附近存在這種粒子是不希望的，因?yàn)槿绻鼈冏兊貌皇芗s束并跑到WSID和工件表面之間的界面，它們會(huì)在工件表面上引起刮痕、摻雜或其它缺陷，或者它們會(huì)確實(shí)引起WSID表面上的刮痕，特別是如果WSID具有非平面的表面輪廓的情況下。
因此，在粒子接近于或接觸工件表面的平面金屬沉積技術(shù)中，尤其當(dāng)粒子處于接觸工件表面的WSID上的時(shí)候，為了增加產(chǎn)量和所采用的WSID的壽命，消除這些粒子或采用工藝步驟來限制它們的生長是至關(guān)重要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是去除在電化學(xué)機(jī)械加工(ECMPR)過程中所采用的襯墊、掩模、清理件或WSID上形成的粒子或減小這些粒子的尺寸。
本發(fā)明的另一目的是限制在ECMPR過程中所采用的WSID上導(dǎo)電粒子形成或生長的速率。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是減少工件上的缺陷。
通過偶然地構(gòu)成在ECMPR過程中采用的WSID的條件，以單獨(dú)或組合的形式在一個(gè)實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的上述目的。
在一個(gè)實(shí)施例中，這包括在有修整襯底的情況下放置WSID，并施以偏壓，此偏壓將除去WSID上的導(dǎo)電粒子或減少導(dǎo)電粒子的尺寸。
在另一個(gè)實(shí)施例中，利用機(jī)械接觸構(gòu)件例如刷子修整WSID，例如通過利用刷子物理地刷WSID，從而進(jìn)行修整。
在另一個(gè)實(shí)施例中，通過以不同方向旋轉(zhuǎn)在電沉積過程中采用的WSID，或者通過以不同方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)襯底或工件，從而進(jìn)行修整。
正如以下進(jìn)一步描述的那樣，還可以結(jié)合上述和其它實(shí)施例。


通過結(jié)合附圖閱讀對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)更易理解，其中圖1-4描述了利用電沉積技術(shù)在半導(dǎo)體襯底上的金屬電鍍過程中的不同加工階段；圖5表示典型電化學(xué)機(jī)械加工系統(tǒng)的不同部分。
圖6描述典型的WSID；圖7A描述能夠根據(jù)本發(fā)明工作的典型WSID上的粒子的聚集；圖7B描述在另一典型WSID上粒子的聚集；圖7C描述在另外一個(gè)典型WSID上粒子的聚集；
圖7D表示圖7C所示的WSID的截面圖；圖7E表示在典型WSID的表面上粒子聚集；圖7F表示在典型WSID的疲勞表面上粒子的聚集；圖8描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的典型修整襯底的使用；圖9-10描述根據(jù)本發(fā)明的另一典型實(shí)施例；圖11A描述根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的典型修整構(gòu)件；圖11B描述圖11A中所示的修整構(gòu)件的另一典型實(shí)施例；圖12描述圖11A的修整構(gòu)件的使用；圖13-15描述典型機(jī)械接觸構(gòu)件以及機(jī)械接觸構(gòu)件向具有WSID的電鍍系統(tǒng)中的結(jié)合。
圖16-18表示能夠利用本發(fā)明進(jìn)行清潔或修整的典型WSID；以及圖19和20表示能夠在修整WSID的同時(shí)進(jìn)行電化學(xué)機(jī)械加工的修整襯底設(shè)備。
具體實(shí)施例方式
消除在工件表面影響裝置(WSID)表面上的導(dǎo)電(典型為金屬的)粒子或其它粒子生長的一種方式是利用在電化學(xué)機(jī)械加工過程中的“粒子消除步驟”，該步驟既可以與電化學(xué)機(jī)械加工同時(shí)使用，也可以在間歇地停止電化學(xué)機(jī)械加工時(shí)使用。此步驟包括采用修整系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用能夠有助于去除粒子的修整構(gòu)件。如下所述，這種修整構(gòu)件可以采取具有機(jī)械工作的多個(gè)刷子的修整襯底、具有利用機(jī)械和電能工作的導(dǎo)電刷的導(dǎo)電修整襯底、或者靠電能工作的修整導(dǎo)電體層的形式。當(dāng)然，還存在著這些實(shí)施例的修改。如下所述，當(dāng)靠電能工作時(shí)，用于涂覆的導(dǎo)體優(yōu)選是惰性材料，這些材料在下面要描述的偏壓下、在鍍液中不會(huì)陽極化或刻蝕。
現(xiàn)在參考附圖，其中相同的標(biāo)記始終表示相同的部件。圖5示意性表示典型的電化學(xué)機(jī)械加工(ECMPR)系統(tǒng)100，該系統(tǒng)可用于ECMD和ECME工藝。在我們的實(shí)施例中，系統(tǒng)100具有電極102、工件104和WSID部分106。當(dāng)用于ECMD時(shí)，它包括鍍液，鍍液含有離子形式的待沉積金屬，并接觸電極102和工件104。典型的銅鍍液可以是常用在工業(yè)中的硫酸銅溶液。工件104可以是將用導(dǎo)電金屬(優(yōu)選為銅)鍍覆的典型襯底(優(yōu)選為硅晶片部分)。襯底104包括將用銅鍍覆的前表面108和由承載頭(未示出)固定的底表面110。前表面108可包括圖1所示的部件。
圖6更詳細(xì)地描述典型WSID部分106，該部分可包括頂表面112和底表面114。WSID106還包括典型通道116，該通道在頂和底表面112、114之間延伸并由具有第一壁118a和第二壁118b的側(cè)壁118限定。通道還在封閉端120和開口端122之間橫向延伸。雖然在此實(shí)施例中的通道是V形的，但應(yīng)理解可以采用允許晶片和電極之間進(jìn)行流體聯(lián)系的任何形狀的通道。
在ECMD工藝中，襯底104的前表面108緊接于用于平面金屬沉積的WSID 106的頂表面112或與之接觸。當(dāng)由箭頭124表示的鍍液輸送到通道116時(shí)，在前表面108接觸WSID106的頂表面112或緊接于頂表面112的同時(shí)襯底104圍繞旋轉(zhuǎn)軸126旋轉(zhuǎn)。為了解釋，旋轉(zhuǎn)軸126可以是位于通道116封閉端120處的點(diǎn)，由此確保襯底104的旋轉(zhuǎn)使得襯底104的整個(gè)前表面108與通道116均勻接觸。因?yàn)閷⑷芤狠斔筒⑻畛渫ǖ?16，所以它潤濕襯底104的前表面108。在襯底和電極102之間施加的電壓下、在填充通道116的溶液124存在的情況下，導(dǎo)體或金屬例如銅被電鍍?cè)谝r底的前表面108上，并且襯底104的前表面108還被WSID 106的頂表面112清掃。WSID106頂表面112的清掃有助于獲得金屬的平面沉積。接著，在壓力下連續(xù)輸送的溶液124沿著箭頭128的方向流過通道116，流向通道116的開口端112，并離開WSID 106。
應(yīng)注意，上面描述襯底104的旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)假設(shè)WSID 106是靜止的。應(yīng)理解，上述的系統(tǒng)100允許襯底或WSID運(yùn)動(dòng)，或它們兩者都運(yùn)動(dòng)，由此產(chǎn)生了相同的相對(duì)作用。但為了便于描述，繼續(xù)按照襯底的運(yùn)動(dòng)描述本發(fā)明。此外，通道的形狀和形式可以不同。當(dāng)系統(tǒng)100用于ECME時(shí)，雖然仍可以采用與ECMD所用的相同的鍍液，但也可以用電刻蝕溶液、電拋光溶液或刻蝕溶液取代。在ECME的情況中，WSID典型接觸上述工件，但施加在襯底和電極102之間的電壓與用于電鍍的電壓相反，并且與利用修整襯底修整WSID時(shí)所采用的電壓的極性相同，上述修整襯底也利用施加的電壓，正如下面描述的那樣。
圖7A例示出當(dāng)如上所述在WSID 106上圍繞旋轉(zhuǎn)軸126旋轉(zhuǎn)襯底104時(shí)如何進(jìn)行通過通道116的平面鍍覆工藝。應(yīng)理解，對(duì)于陰極性的ECMD，在溶液124中的離子正性充電。因此，在沉積過程中，在其上進(jìn)行沉積的襯底表面108相對(duì)于變?yōu)殛枠O的電極102顯示陰極性(更負(fù))。應(yīng)注意，電極可以是惰性電極(例如Pt、石墨或涂覆有Pt的Ti等)，或者它可以由與沉積到襯底表面108上的金屬相同的金屬制成(可消耗電極)。當(dāng)陰極電壓施加于襯底表面108時(shí)，來自鍍液126的金屬沉積到襯底表面108上。然而，如上所述，當(dāng)工藝進(jìn)行時(shí)，粒子130可形成在通道116的側(cè)壁118上。在本發(fā)明的工藝中，上述ECMD工藝可重復(fù)將金屬涂覆在特定數(shù)量的襯底表面上，直至在WSID上的金屬粒子生長變成問題。發(fā)生粒子生長的機(jī)率取決于許多因素，尤其是如何進(jìn)行電鍍和在電鍍過程中所采用的施加電壓。但通常來說，在加工10-100個(gè)晶片或典型在加工20-50個(gè)晶片之后，所不需要的粒子可能開始變?yōu)閱栴}。類似地，在ECME工藝中，粒子同樣會(huì)附著于WSID并變?yōu)閱栴}。如上所述，在WSID的表面上或緊接于其表面存在這種粒子是不希望的，因?yàn)槿绻鼈冏兊貌皇芗s束并跑到WSID/襯底表面表面界面，它們會(huì)在表面上引起刮痕、摻雜或其它缺陷，或者它們會(huì)確實(shí)引起WSID表面上的刮痕，特別是如果WSID具有非平面的輪廓。例如，當(dāng)這種粒子生長超過0.5微米時(shí)，利用本發(fā)明的教導(dǎo)去除它們、至少減小它們的尺寸是有利的。
應(yīng)理解，可接連地進(jìn)行ECMD、ECME和其它工藝，可以進(jìn)行任何數(shù)量的這種工藝，此后進(jìn)行修整步驟，然后可重復(fù)進(jìn)行任何數(shù)量的這種工藝。例如，典型地，ECMD工藝后接著ECME工藝，ECME工藝后接著ECMD工藝。然后，還希望根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行WSID的修整，然后再繼續(xù)進(jìn)行一定數(shù)量的工藝，例如另一組的ECMD、ECME和ECMD工藝。作為選擇，修整可以在EMME工藝前的ECMD工藝之后進(jìn)行。
如上所述，在WSID中的通道可以具有不同的形狀和尺寸。圖7B例示出具有通道502和頂表面503或清掃表面的WSID 500，該通道呈狹縫形，優(yōu)選為基本平行的狹縫。通道502可具有側(cè)壁504。通道允許電解液或其它溶液在電極(未示出)和晶片506(點(diǎn)劃線示出)的前表面之間流動(dòng)，此晶片可以旋轉(zhuǎn)和橫向移動(dòng)。在此例中，WSID的頂表面503進(jìn)行清掃動(dòng)作。當(dāng)ECMD或ECME工藝進(jìn)行時(shí)，粒子508可吸附在側(cè)壁504上。然而，正如能夠在圖7C的頂視圖和圖7D的截面圖中看出的那樣，WSID 500A可具有凸起表面510，該表面小于WSID 500A的頂表面503A。在此實(shí)施例中，由凸起表面510進(jìn)行清掃工作。正如前述情況，在ECMPR進(jìn)行時(shí)，粒子508可吸附在凸起表面510的側(cè)壁512上。下面更詳細(xì)地描述利用本發(fā)明的教導(dǎo)去除這種不需要的粒子。
在上述例子中，作為主要的粒子生長或存在位置描述了通道和凸起表面?zhèn)缺?。但這種不想要的粒子可能在WSID的其它位置，例如在WSID的頂表面上。圖7E表示W(wǎng)SID部分600。WSID 600的頂表面602可具有不同的表面部件604，這些部件可增強(qiáng)晶片表面(未示出)的機(jī)械清掃。部件604包括研磨顆粒。正如圖7E所示，粒子可吸附在或在某些情況下生長在表面部件的不同位置上，應(yīng)利用本發(fā)明的教導(dǎo)去除這些粒子。如圖7F所示，在加工過程中，WSID的頂表面602的部分608可能會(huì)疲勞和松脫，形成粒子606，損傷晶片表面。
因此，根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的清掃工藝不僅在這種疲勞部分608從表面脫落之后清除它們，而且在從表面脫落之前、一旦它們微弱地附著于頂表面就安全地去除它們。
為了這一效果，在一個(gè)實(shí)施例中，利用修整導(dǎo)體層134涂覆圖8中所示的修整襯底132，并由修整襯底132代替襯底104。修整襯底132的此實(shí)施例可進(jìn)行WSID 106的電化學(xué)清潔以除去導(dǎo)電粒子。如下所述，修整襯底的選擇性實(shí)施例可具有機(jī)械接觸構(gòu)件，以便機(jī)械地清掃WSID 106(參見圖11)并除去導(dǎo)電和不導(dǎo)電粒子。如下所述，機(jī)械接觸構(gòu)件可機(jī)械地將粒子從它們聚集的位置驅(qū)散開。圖8中修整導(dǎo)體層134的表面136呈陽極性或比電極102更正，提供例如0.1-100mA/cm2典型在1-20mA/cm2范圍內(nèi)的陽極電流密度。這種陽極電流可經(jīng)過足以減少或消除這種粒子的一段時(shí)間。此時(shí)間段典型為2-10秒。修整導(dǎo)體是在陽極條件下、在鍍液中不會(huì)被或至少基本上不會(huì)被陽極化或刻蝕或改變其特性的材料。它還不應(yīng)當(dāng)脫落任何顆粒。因此，它優(yōu)選由硬覆層制成。鈦(Ti)、鎢(W)和鉭(Ta)的惰性氮化物、或鉑(Pt)或含Pt合金、或銥(Ir)或含銥合金是用于沉積普通金屬或含Cu、Ni、Co等的金屬合金的金屬沉積工藝的這種修整導(dǎo)體的好例子。應(yīng)注意，這種修整導(dǎo)體不必具有象銅那樣非常低的電阻。雖然也可以采用低電阻，但是每平方0.1-10歐姆的表面電阻就足夠了。在此方案中，修整襯底132可以是涂覆有修整導(dǎo)體層134的半導(dǎo)體晶片。當(dāng)陽極電壓施加于修整襯底132上的修整導(dǎo)體層134時(shí)，在WSID 106上或緊接于WSID 106的金屬粒子也相對(duì)于電極102變?yōu)殛枠O性的。作為優(yōu)選，在此工藝過程中，修整導(dǎo)體層的表面物理接觸WSID的表面。如上所述，在修整襯底132上的修整導(dǎo)體層134基本上不受到陽極電壓的影響，但金屬粒子130陽極化并刻蝕到鍍液124中。此刻蝕工藝導(dǎo)致粒子130完全溶在溶液124中或使粒子130變小，由此從它們所處的位置(例如它們吸附自身的側(cè)壁118)脫離出來，這樣流動(dòng)的鍍液124就可以洗掉它們。
在另一個(gè)實(shí)施例中，修整構(gòu)件可用于機(jī)械地驅(qū)散天然、導(dǎo)電或不導(dǎo)電的粒子。如圖11A所示，修整構(gòu)件200是板狀物，優(yōu)選為盤形，具有前表面202和背表面204。前表面202可具有機(jī)械接觸構(gòu)件206，以機(jī)械地清潔WSID 106。機(jī)械接觸構(gòu)件206可以是刷子、刮子等。在此實(shí)施例中，以近似垂直排列的方式在前表面202上設(shè)置兩行刷子206，使得它們?cè)谇氨砻?02的中心彼此交叉。如圖11B所示，在另一個(gè)實(shí)施例中，修整構(gòu)件200A具有前表面202A和背表面204A。在此實(shí)施例中，前表面可包括多個(gè)機(jī)械接觸構(gòu)件206A，它們?cè)谡麄€(gè)修整構(gòu)件200A的前表面202A上分布。也可以有效地采用其它的刷子變化。
刷子206和修整構(gòu)件200可由導(dǎo)電材料或絕緣體制成，這取決于是否需要它們進(jìn)行修整，正如在此解釋的那樣。當(dāng)WSID需要清潔時(shí)，將修整構(gòu)件放置在晶片載體、工件支架或承載頭上，修整構(gòu)件在旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)的同時(shí)降低至WSID。如圖12所示，在操作中，在刷子206和粒子130之間的機(jī)械作用從粒子所處位置如側(cè)壁118驅(qū)散粒子，而無論粒子導(dǎo)電與否。在此過程中優(yōu)選保持鍍液流動(dòng)，以洗去可被驅(qū)散的任何粒子。雖然修整構(gòu)件200可用于機(jī)械地清潔WSID，但也可以用于如第一實(shí)施例所示的電化學(xué)清潔。在這種情況下，修整構(gòu)件和刷子206必須由導(dǎo)電材料制成，或者它們必須涂覆有在鍍液中不會(huì)陽極化的導(dǎo)體。將電接點(diǎn)208可滑動(dòng)地或以其他方式連接到背表面204的邊緣部分，這樣陽極電壓施加于修整構(gòu)件。接點(diǎn)還可以在邊緣的右側(cè)或前表面上。在此工藝過程中，施加的電壓允許與導(dǎo)電刷接觸的導(dǎo)電粒子電化學(xué)選擇性地溶解，同時(shí)刷子的機(jī)械作用機(jī)械地去除導(dǎo)電和不導(dǎo)電粒子。
在上述實(shí)施例中，當(dāng)利用鍍液124隨后加工工件時(shí)，粒子不會(huì)對(duì)膜的整體性構(gòu)成威脅，這是因?yàn)閃SID的表面基本上沒有粒子。例如，如果在不采用修整工藝的條件下沉積銅，在利用WSID接觸進(jìn)行了超過20-50個(gè)晶片之后，粒徑可以生長至超過10微米，并且在這些粒子沿著通道邊緣聚集。粒徑和生長速率會(huì)隨著每襯底所用的電荷和每晶片的加工時(shí)間而變化。一般來說，可在加工了一些個(gè)晶片例如10-50個(gè)晶片之后進(jìn)行修整處理，雖然也應(yīng)理解，利用修整系統(tǒng)前所加工晶片的數(shù)量需要在所需產(chǎn)量和可忍受的不需要粒子的濃度之間平衡。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，通過控制在從運(yùn)行到運(yùn)行(run torun)的工藝中襯底或晶片的旋轉(zhuǎn)方向，實(shí)現(xiàn)了沿著WSID 106的通道粒子聚集和生長的消除或至少減少了這種粒子的形成和/或生長。如圖9所示，在此實(shí)施例中，在第一襯底136加工過程中，第一襯底136或晶片沿第一方向138首先旋轉(zhuǎn)。如圖10所示，在第二襯底140或晶片的加工過程中，襯底140沿與第一方向138完全相反的第二方向142旋轉(zhuǎn)。以這種方式，開始沿著通道116的第一側(cè)壁118a聚集的導(dǎo)電或不導(dǎo)電粒子130會(huì)散開，并在第二襯底140的加工循環(huán)的過程中被推入這些通道，而不會(huì)給它們生長的機(jī)會(huì)來嚴(yán)重影響襯底上涂層的質(zhì)量。雖然此方法還可用于ECME，但它尤其適合應(yīng)用于ECMD。
上述實(shí)施例還可以一起使用以進(jìn)一步減少不需要粒子的存在。
如上所述，WSID可具有不同的通道結(jié)構(gòu)和形狀。如圖13、14和15所示，在另一實(shí)施例中，包括刷子構(gòu)件250的修整裝置249可結(jié)合在具有WSID 400的電化學(xué)機(jī)械加工(ECMPR)系統(tǒng)300中。
圖16-18示出可利用本發(fā)明清潔或修整的典型WSID 400，雖然只要合適也可以采用任何形狀的WSID，例如圖7B或7C中所示出的一個(gè)。WSID包括通道系統(tǒng)402，該系統(tǒng)402包括凹進(jìn)通道區(qū)404和凸出清掃或拋光區(qū)406。通道系統(tǒng)402優(yōu)選由多于一個(gè)通道例如第一通道408和第二通道410和多于一個(gè)拋光區(qū)406構(gòu)成。各通道408、410由封閉端412和開口端414構(gòu)成。封閉端412形成WSID400的中心。在沒有嚴(yán)重影響本發(fā)明特性的情況下，開口端414還可以按其它方式形成。作為優(yōu)選，凸出拋光區(qū)406由頂表面416和側(cè)壁418構(gòu)成。側(cè)壁418從凹進(jìn)區(qū)404的表面420抬高頂表面。凸出拋光區(qū)的頂表面優(yōu)選以共面的方式形成?？蔀檠心バ缘捻敱砻?16在加工期間清掃晶片表面，無論那是ECMD，還是ECME。頂表面可以是網(wǎng)紋狀的，例如圖7E所示。多個(gè)孔422在WSID 400的底表面和凹進(jìn)區(qū)之間延伸。通道區(qū)中的孔422形成為一定形狀，使得孔422的內(nèi)、外壁對(duì)應(yīng)于從WSID的中心以給定半徑的弧，隨著它們接近于WSID的中心逐漸變小，并以交錯(cuò)方式從WSID的中心在相對(duì)側(cè)上分布(以所示間隔排列孔)以確保整個(gè)晶片受到均勻提供的電解液。
再回到圖14，系統(tǒng)300包括下腔室302、上腔室304和支撐晶片的承載頭305。下腔室302由包括電化學(xué)機(jī)械加工(ECMPR)單元306的腔室構(gòu)成。ECMPR單元306包括電極308和WSID 400。如上所述，在加工過程中，電解液312接觸電極308并流過WSID400。在題目為“A Vertically Configured Chamber Used ForMultiple Processes”的待審美國專利申請(qǐng)09/466014中包括這樣一種系統(tǒng)的描述，該申請(qǐng)由本發(fā)明的受讓人所共同擁有。修整裝置也結(jié)合在ECMPR單元306中。上腔室304通過可移動(dòng)擋板或折板314與下腔室302隔開。在此實(shí)施例中，晶片裝在上腔室304中并下降到用于ECMPR的下腔室302。一旦ECMPR完成，裝晶片的承載頭就提升到上腔室304，關(guān)閉折板314。在上腔室304中清洗并烘干晶片的同時(shí)，用刷構(gòu)件250在下腔室302中修整WSID。
同樣參考圖14，利用能夠使刷構(gòu)件250在WSID的第一端326和WSID 328的第二端之間以箭頭A和B方向移動(dòng)的刷組件324，在WSID 400上移動(dòng)刷構(gòu)件250。刷組件也是一部分修整裝置。在WSID表面上刷構(gòu)件的橫向移動(dòng)機(jī)械地清除了該表面的導(dǎo)電和不導(dǎo)電粒子。第一位置是刷構(gòu)件250的原位置，當(dāng)修整工藝完成時(shí)該刷構(gòu)件保持在原位置。雖然刷構(gòu)件250可用于機(jī)械地清潔WSID，但同樣也可以用于在上一個(gè)實(shí)施例那樣的電化學(xué)清潔。在這種情況下，刷構(gòu)件250必須由導(dǎo)電材料制成，或者它必須涂覆有在鍍液中不會(huì)陽極化的導(dǎo)體。電接點(diǎn)(未示出)可連接到刷構(gòu)件250，以便向它施以陽極電位。在加工過程中，電壓的施加使得在刷子的機(jī)械作用機(jī)械地去除導(dǎo)電和不導(dǎo)電粒子的同時(shí)、接觸導(dǎo)電刷的導(dǎo)電粒子選擇性地電化學(xué)溶解。
如圖15所示，通過連接到刷組件324的帶子331的連接器330機(jī)械地連接刷構(gòu)件250。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)332沿著加工單元306的側(cè)面同時(shí)移動(dòng)帶子331。馬達(dá)332沿箭頭A和B的方向移動(dòng)帶子331、連接器330和連接到它們的刷構(gòu)件250。帶子324通過軸334和輪子336連接到馬達(dá)332。如上所述，下腔室302通過可移動(dòng)擋板314與上腔室304隔開。擋板314的上表面包括清洗液噴嘴316。在此實(shí)施例中，在將清洗液通過噴嘴316輸送到晶體表面的同時(shí)，在上腔室304進(jìn)行清洗。用過的溶液通過排出口320離開系統(tǒng)。在加工過程中，旋轉(zhuǎn)襯底載體或承載頭305。一旦ECMPR加工完成，在下腔室302修整WSID的同時(shí)在上腔室304中清洗并烘干晶片。在WSID修整過程中，刷組件達(dá)到工作位置并經(jīng)過WSID移動(dòng)以清掃WSID表面。如圖15所示，在工藝完成時(shí)，刷組件移回到其原位置。雖然圖15中公開了特定設(shè)計(jì)，但應(yīng)理解，可采用許多不同的機(jī)構(gòu)以在WSID上移動(dòng)刷構(gòu)件，從而實(shí)施在此公開的修整發(fā)明。
圖19和20描述了包括帶有刷子704的承載頭702的另一個(gè)修整裝置700的側(cè)視圖和修整裝置700的底視圖。如所示那樣，刷子704設(shè)置在承載頭702的外圍。刷子704以如前所述相同方式通過機(jī)械運(yùn)動(dòng)進(jìn)行WSID706的修整。但在此實(shí)施例中，可在同一步驟中同時(shí)進(jìn)行工件708的ECMPR(ECMD或ECME)和WSID 706的修整。在此特定位置，為了修整整個(gè)WSID 706，WSID 706的橫向移動(dòng)優(yōu)選等于或大于承載頭702的半徑，這樣可有效清潔它覆蓋的WSID部分。
雖然參考本發(fā)明的特定實(shí)施例在此描述了本發(fā)明，上述說明還包括修改、各種變化和替換。因此應(yīng)理解，在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，在某些時(shí)候?qū)⒉捎帽景l(fā)明的某些特征而沒有相應(yīng)采用其它特征。
權(quán)利要求
1.一種包括調(diào)整工件表面影響裝置的加工方法，在采用溶液這種工件表面影響裝置被用于在工件上進(jìn)行的至少一種電化學(xué)機(jī)械加工的至少一部分的過程中，該方法包括在電化學(xué)機(jī)械加工中采用溶液在工件上進(jìn)行操作，在電化學(xué)機(jī)械加工過程中將工件表面影響裝置設(shè)置在所述工件附近一段時(shí)間，所述電化學(xué)機(jī)械加工還引起粒子在工件表面影響裝置上的聚集；以及在進(jìn)行另一電化學(xué)機(jī)械加工之前調(diào)整工件表面影響裝置，該調(diào)整使得聚集粒子的數(shù)量減少或聚集粒子的尺寸減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括進(jìn)行另一電化學(xué)機(jī)械加工的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中此電化學(xué)機(jī)械加工是第一電化學(xué)機(jī)械沉積工藝，另一電化學(xué)機(jī)械加工是第二電化學(xué)機(jī)械沉積工藝。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中在工件上進(jìn)行第一電化學(xué)機(jī)械沉積工藝，并在與上述工件不同的另一工件上進(jìn)行第二電化學(xué)機(jī)械沉積工藝。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中在此工件上進(jìn)行第一電化學(xué)機(jī)械沉積工藝，在此工件上進(jìn)行第二電化學(xué)機(jī)械沉積工藝。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中電化學(xué)機(jī)械加工是電化學(xué)機(jī)械沉積工藝，另一電化學(xué)機(jī)械加工是電化學(xué)機(jī)械刻蝕工藝。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中在此工件上進(jìn)行電化學(xué)機(jī)械沉積工藝，并在此工件上進(jìn)行電化學(xué)機(jī)械刻蝕工藝。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中電化學(xué)機(jī)械加工是電化學(xué)機(jī)械沉積工藝，在調(diào)整步驟中減少的粒子是導(dǎo)電粒子，這些導(dǎo)電粒子在電化學(xué)機(jī)械沉積工藝過程中形成并聚集、并且基本上由電化學(xué)機(jī)械沉積工藝中沉積的導(dǎo)電材料構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中電化學(xué)機(jī)械加工是電化學(xué)機(jī)械刻蝕工藝，在調(diào)整步驟中減少的粒子是導(dǎo)電粒子，這些導(dǎo)電粒子在電化學(xué)機(jī)械刻蝕工藝過程中形成并聚集、并且基本上由電化學(xué)機(jī)械刻蝕工藝中去除的導(dǎo)電材料構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在調(diào)整步驟中減少的粒子是不導(dǎo)電粒子。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中調(diào)整步驟包括在電極和調(diào)整構(gòu)件之間施加電位差。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中電化學(xué)機(jī)械加工是采用與上述電位差相反的另一種電位差的電化學(xué)機(jī)械沉積工藝，在調(diào)整步驟中減少的粒子是導(dǎo)電粒子，這些導(dǎo)電粒子在電化學(xué)機(jī)械沉積工藝過程中聚集并且基本上由電化學(xué)機(jī)械沉積工藝沉積的導(dǎo)電材料構(gòu)成。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中電化學(xué)機(jī)械加工是采用與上述電位差具有相同極性的另一電位差的電化學(xué)機(jī)械刻蝕工藝，在調(diào)整步驟中減少的粒子是導(dǎo)電粒子，這些導(dǎo)電粒子在電化學(xué)機(jī)械刻蝕工藝過程中聚集并且基本上由電化學(xué)機(jī)械刻蝕工藝去除的導(dǎo)電材料構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中調(diào)整步驟進(jìn)一步包括在工件表面影響裝置和調(diào)整構(gòu)件之間建立摩擦機(jī)械接觸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中調(diào)整步驟相對(duì)于工件表面影響裝置旋轉(zhuǎn)調(diào)整構(gòu)件。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中調(diào)整步驟相對(duì)于工件表面影響裝置在橫向上移動(dòng)調(diào)整構(gòu)件。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中調(diào)整步驟進(jìn)一步包括在工件表面影響裝置和調(diào)整構(gòu)件之間建立摩擦機(jī)械接觸。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中調(diào)整步驟相對(duì)于工件表面影響裝置旋轉(zhuǎn)調(diào)整構(gòu)件。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中調(diào)整步驟相對(duì)于工件表面影響裝置在橫向上移動(dòng)調(diào)整構(gòu)件。
20.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中此電化學(xué)機(jī)械加工是多個(gè)電化學(xué)機(jī)械加工，另一電化學(xué)機(jī)械加工是另外的多個(gè)電化學(xué)機(jī)械加工。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中多個(gè)電化學(xué)機(jī)械加工包括電化學(xué)機(jī)械沉積工藝和電化學(xué)機(jī)械刻蝕工藝。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中另外的多個(gè)電化學(xué)機(jī)械加工包括另外的電化學(xué)機(jī)械沉積工藝和另外的電化學(xué)機(jī)械刻蝕工藝。
23.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中多個(gè)電化學(xué)機(jī)械加工包括第一電化學(xué)機(jī)械沉積工藝和電化學(xué)機(jī)械刻蝕工藝和第二電化學(xué)機(jī)械沉積工藝。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中另外的多個(gè)電化學(xué)機(jī)械加工包括另外的第一電化學(xué)機(jī)械沉積工藝、另外的電化學(xué)機(jī)械刻蝕工藝和另外的第二電化學(xué)機(jī)械沉積工藝。
25.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在電化學(xué)機(jī)械加工中采用溶液在工件上進(jìn)行工作的步驟中，工件表面影響裝置接觸工件一段時(shí)間。
26.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在電化學(xué)機(jī)械加工中采用溶液在工件上進(jìn)行工作的步驟中，工件表面影響裝置沒有接觸工件一段時(shí)間。
27.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在工作步驟中，溶液流過在工件表面影響裝置中形成的通道，在調(diào)整步驟中，減少在通道內(nèi)形成的粒子。
28.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在工作步驟中，溶液流過在工件表面影響裝置中形成的通道，在調(diào)整步驟中，減少在通道內(nèi)形成的與電化學(xué)機(jī)械加工有關(guān)的導(dǎo)電粒子。
29.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在工作步驟中，溶液流過在工件表面影響裝置中形成的通道，在調(diào)整步驟中，減少在通道內(nèi)形成的與電化學(xué)機(jī)械沉積有關(guān)的導(dǎo)電粒子。
30.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括步驟在完成工作步驟時(shí)，去掉接近于工件表面影響裝置設(shè)置的工件；和使調(diào)整構(gòu)件接近于工件表面影響裝置，以便接著進(jìn)行調(diào)整步驟。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中去掉和取來步驟均采用支架，在工作步驟中支架支撐工件，在調(diào)整步驟中支架支撐調(diào)整構(gòu)件。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中調(diào)整步驟包括在電極和調(diào)整構(gòu)件之間施加電位差。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中電化學(xué)機(jī)械加工是采用與上述電位差相反的另一種電位差的電化學(xué)機(jī)械沉積工藝，在調(diào)整步驟中減少的粒子是導(dǎo)電粒子，這些導(dǎo)電粒子在電化學(xué)機(jī)械沉積工藝過程中聚集并且基本上由電化學(xué)機(jī)械沉積工藝沉積的導(dǎo)電材料構(gòu)成。
34.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中電化學(xué)機(jī)械加工是采用與上述電位差具有相同極性的另一電位差的電化學(xué)機(jī)械刻蝕工藝，在調(diào)整步驟中減少的粒子是導(dǎo)電粒子，這些導(dǎo)電粒子在電化學(xué)機(jī)械刻蝕工藝過程中聚集并且基本上由電化學(xué)機(jī)械刻蝕工藝去除的導(dǎo)電材料構(gòu)成。
35.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中調(diào)整步驟進(jìn)一步包括在工件表面影響裝置和調(diào)整構(gòu)件之間建立摩擦機(jī)械接觸。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中建立摩擦機(jī)械接觸的步驟利用作為部分調(diào)整構(gòu)件的刷子來建立。
37.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中調(diào)整步驟相對(duì)于工件表面影響裝置旋轉(zhuǎn)調(diào)整構(gòu)件。
38.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中調(diào)整步驟相對(duì)于工件表面影響裝置在橫向上移動(dòng)調(diào)整構(gòu)件。
39.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中調(diào)整步驟進(jìn)一步包括在工件表面影響裝置和調(diào)整構(gòu)件之間建立摩擦機(jī)械接觸。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的方法，其中調(diào)整步驟相對(duì)于工件表面影響裝置旋轉(zhuǎn)調(diào)整構(gòu)件。
41.根據(jù)權(quán)利要求39的方法，其中調(diào)整步驟相對(duì)于工件表面影響裝置在橫向上移動(dòng)調(diào)整構(gòu)件。
42.一種加工設(shè)備，該加工設(shè)備包括在存在溶液的工件電化學(xué)機(jī)械加工過程中采用的一個(gè)工件表面影響裝置上的粒子的去除，該設(shè)備包括用于在所述工件上進(jìn)行電化學(xué)機(jī)械加工的電化學(xué)機(jī)械加工系統(tǒng)，它包括一個(gè)電極；適于支撐所述工件的一個(gè)支架；適于與所述工件電接觸的一個(gè)端子；以及一個(gè)工件表面影響裝置，其中所述電化學(xué)機(jī)械加工系統(tǒng)適于采用溶液在工件上進(jìn)行操作，在電化學(xué)機(jī)械加工過程中所述工件表面影響裝置被設(shè)置在所述工件附近一段時(shí)間，所述電化學(xué)機(jī)械加工還引起粒子在工件表面影響裝置上的聚集；以及調(diào)整系統(tǒng)，用于調(diào)整工件表面影響裝置并由此使得聚集粒子的數(shù)量減少或使得聚集粒子的尺寸減小。
43.根據(jù)權(quán)利要求42的設(shè)備，其中調(diào)整系統(tǒng)安裝到支架，并適于同時(shí)進(jìn)行工件表面影響裝置的調(diào)整和工件上的電化學(xué)機(jī)械加工。
44.根據(jù)權(quán)利要求42的設(shè)備，其中調(diào)整系統(tǒng)包括上面有多個(gè)刷子的調(diào)整襯底，多個(gè)刷子適于機(jī)械接觸工件表面影響裝置。
45.根據(jù)權(quán)利要求44的設(shè)備，其中在從支架去掉工件時(shí)將調(diào)整襯底安裝到支架上。
46.根據(jù)權(quán)利要求42的設(shè)備，其中調(diào)整系統(tǒng)包括在溶液中不會(huì)陽極化的調(diào)整導(dǎo)體層，調(diào)整導(dǎo)體層適于電連接到使聚集粒子的數(shù)量減少或使聚集粒子的尺寸減小的電位差。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的設(shè)備，其中在從支架去掉工件時(shí)將調(diào)整導(dǎo)體層固定到支架。
48.根據(jù)權(quán)利要求42的設(shè)備，其中調(diào)整系統(tǒng)和電化學(xué)機(jī)械加工系統(tǒng)位于豎直構(gòu)成的腔室系統(tǒng)的下腔室中，豎直構(gòu)成的腔室系統(tǒng)還包括上腔室和可移動(dòng)擋板，上腔室包括清潔工件的清潔系統(tǒng)，可移動(dòng)擋板適于在采用上腔室時(shí)將下腔室與上腔室隔開。
49.根據(jù)權(quán)利要求48的設(shè)備，其中調(diào)整系統(tǒng)包括安裝到調(diào)整襯底的多個(gè)刷子和刷子移動(dòng)組件，將刷子移動(dòng)組件構(gòu)成為在工件表面影響裝置上移動(dòng)多個(gè)刷子，以調(diào)整工件表面影響裝置。
50.根據(jù)權(quán)利要求49的設(shè)備，其中調(diào)整系統(tǒng)適于在工件表面影響裝置上工作，與此同時(shí)，清潔系統(tǒng)適于在工件上工作。
51.根據(jù)權(quán)利要求49的設(shè)備，其中多個(gè)刷子和調(diào)整襯底具有導(dǎo)電覆層，該導(dǎo)電覆層不會(huì)在下腔室內(nèi)設(shè)置的溶液中陽極化，調(diào)整襯底適于電連接到使聚集粒子的數(shù)量減少或使聚集粒子的尺寸減小的電位差。
52.根據(jù)權(quán)利要求51的設(shè)備，其中調(diào)整系統(tǒng)適于在工件表面影響裝置上工作，與此同時(shí)，清潔系統(tǒng)適于在工件上工作。
53.根據(jù)權(quán)利要求51的設(shè)備，其中導(dǎo)電覆層由惰性導(dǎo)體構(gòu)成。
54.根據(jù)權(quán)利要求48的設(shè)備，其中調(diào)整系統(tǒng)包括調(diào)整導(dǎo)體層，該調(diào)整導(dǎo)體層不會(huì)在下腔室內(nèi)設(shè)置的溶液中陽極化，調(diào)整導(dǎo)體層適于電連接到使聚集粒子的數(shù)量減少或使聚集粒子的尺寸減小的電位差。
55.根據(jù)權(quán)利要求54的設(shè)備，其中調(diào)整導(dǎo)體層由惰性導(dǎo)體構(gòu)成。
59.根據(jù)權(quán)利要求48的設(shè)備，其中調(diào)整系統(tǒng)適于在工件表面影響裝置上工作，與此同時(shí)，清潔系統(tǒng)適于在工件上工作。
60.根據(jù)權(quán)利要求42的設(shè)備，其中電化學(xué)機(jī)械加工系統(tǒng)位于豎直構(gòu)成的腔室系統(tǒng)的下腔室中，豎直構(gòu)成的腔室系統(tǒng)還包括上腔室和可移動(dòng)擋板，當(dāng)采用上腔室時(shí)該可移動(dòng)擋板適于將下腔室與上腔室隔開。
61.根據(jù)權(quán)利要求61的設(shè)備，進(jìn)一步包括清潔設(shè)在上腔室中的工件的清潔系統(tǒng)。
62.根據(jù)權(quán)利要求60的設(shè)備，其中當(dāng)支架不再支撐工件時(shí)，支架還適于支撐調(diào)整系統(tǒng)。
63.根據(jù)權(quán)利要求62的設(shè)備，其中調(diào)整系統(tǒng)包括安裝到調(diào)整襯底的多個(gè)刷子，將多個(gè)刷子構(gòu)成為與工件表面影響裝置相對(duì)移動(dòng)，以調(diào)整工件表面影響裝置。
64.根據(jù)權(quán)利要求63的設(shè)備，其中多個(gè)刷子和調(diào)整襯底具有導(dǎo)電覆層，該導(dǎo)電覆層不會(huì)在下腔室內(nèi)設(shè)置的溶液中陽極化，調(diào)整襯底適于電連接到使聚集粒子的數(shù)量減少或使聚集粒子的尺寸減小的電位差。
65.根據(jù)權(quán)利要求64的設(shè)備，其中導(dǎo)電覆層由惰性導(dǎo)體構(gòu)成。
66.根據(jù)權(quán)利要求62的設(shè)備，其中調(diào)整系統(tǒng)包括調(diào)整導(dǎo)體層，該調(diào)整導(dǎo)體層不會(huì)在下腔室內(nèi)設(shè)置的溶液中陽極化，調(diào)整導(dǎo)體層適于電連接到使聚集粒子的數(shù)量減少或使聚集粒子的尺寸減小的電位差。
67.根據(jù)權(quán)利要求66的設(shè)備，其中調(diào)整導(dǎo)體層由惰性導(dǎo)體構(gòu)成。
68.一種用于加工工件并去除在工件表面影響裝置上的粒子的系統(tǒng)，工件表面影響裝置結(jié)合鍍液采用以加工工件，包括適于容納工件并將工件移近工件表面影響裝置的支架；適于利用在電極和工件之間施加的第一電位差并借助鍍液將導(dǎo)電材料沉積到工件上的設(shè)備，該設(shè)備帶有緊接于工件的工件表面影響裝置；和具有調(diào)整導(dǎo)體層的調(diào)整構(gòu)件，適于在利用在電極和調(diào)整構(gòu)件的調(diào)整導(dǎo)體層之間施加的第二電位差沉積導(dǎo)電材料的過程中幫助去除聚集在工件表面影響裝置上的粒子的至少第一部分，第二電位差與第一電位差的極性相反。
69.根據(jù)權(quán)利要求68的系統(tǒng)，其中調(diào)整構(gòu)件還包括機(jī)械接觸構(gòu)件，以機(jī)械地去除聚集在工件表面影響裝置的粒子的至少第二部分。
70.根據(jù)權(quán)利要求68的系統(tǒng)，其中當(dāng)支架不再支撐工件時(shí)，支架還適于支撐調(diào)整構(gòu)件。
71.一種加工工件并去除在工件表面影響裝置上的粒子的方法，工件表面影響裝置與鍍液結(jié)合使用以加工工件，該方法包括在電極和工件之間施加第一電位差；在存在第一電位差的條件下借助鍍液將導(dǎo)電材料沉積到工件上，工件表面影響裝置的頂表面緊接于工件；以及相對(duì)于工件表面影響裝置的頂表面移動(dòng)具有至少一個(gè)機(jī)械接觸構(gòu)件的調(diào)整構(gòu)件，由此從工件表面影響裝置機(jī)械地去除了在導(dǎo)電材料沉積過程中聚集在工件表面影響裝置上的粒子的至少一部分。
72.根據(jù)權(quán)利要求71的方法，其中至少一個(gè)機(jī)械接觸構(gòu)件包括多個(gè)導(dǎo)電刷，并且在有助于從工件表面去除粒子的步驟中進(jìn)一步包括將第二電位差施加于多個(gè)導(dǎo)電刷的步驟。
73.根據(jù)權(quán)利要求72的方法，其中移動(dòng)的步驟使得在至少一個(gè)機(jī)械接觸構(gòu)件和工件表面影響裝置之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
74.根據(jù)權(quán)利要求73的方法，其中移動(dòng)的步驟使得在至少一個(gè)機(jī)械接觸構(gòu)件和工件表面影響裝置之間相對(duì)橫向運(yùn)動(dòng)。
75.根據(jù)權(quán)利要求71的方法，其中移動(dòng)的步驟使得在包括多個(gè)刷子的至少一個(gè)機(jī)械接觸構(gòu)件和工件表面影響裝置之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
76.根據(jù)權(quán)利要求71的方法，其中工件表面影響裝置包括多個(gè)通道，鍍液流過所述通道，在使鍍液連續(xù)通過多個(gè)通道的步驟中以及在移動(dòng)的步驟中，在電極和調(diào)整構(gòu)件的至少一個(gè)機(jī)械接觸構(gòu)件之間施加第二電位差，第二電位差與幫助從工件表面影響裝置中去除導(dǎo)電粒子的第一電位差極性相反。
77.根據(jù)權(quán)利要求71的方法，進(jìn)一步包括步驟在工作步驟完成時(shí)從接近于工件表面影響裝置設(shè)置的位置去掉工件；和使調(diào)整構(gòu)件接近于工件表面影響裝置，以便能接著進(jìn)行調(diào)整步驟。
78.根據(jù)權(quán)利要求77的方法，其中去掉和取來步驟都采用支架，在沉積步驟中支架支撐工件，在移動(dòng)步驟中支架支撐調(diào)整構(gòu)件。
79.一種用于加工工件并去除在工件表面影響裝置上的粒子的系統(tǒng)，工件表面影響裝置與鍍液結(jié)合使用以加工工件，包括適于在施予到電極和工件之間的第一電位差存在的情況下、借助鍍液并利用緊接于工件的工件表面影響裝置將導(dǎo)電材料沉積到工件上的裝置；適于容納工件的支架，以將工件移至緊接于工件表面影響裝置，從而發(fā)生通過裝置的導(dǎo)電材料的沉積，并且在通過裝置的沉積完成時(shí)將工件從緊接于工件表面影響裝置的位置移開；以及調(diào)整構(gòu)件，調(diào)整構(gòu)件具有至少一個(gè)機(jī)械接觸構(gòu)件并適于相對(duì)于工件表面影響裝置的頂表面移動(dòng)，這樣在導(dǎo)電材料沉積的過程中在工件表面影響裝置上聚集的粒子的至少一部分從工件表面影響裝置中機(jī)械地去除。
80.根據(jù)權(quán)利要求79的系統(tǒng)，其中裝置還適于在利用在電極和調(diào)整構(gòu)件的至少一個(gè)機(jī)械接觸構(gòu)件之間施加的第二電位差沉積導(dǎo)電材料的過程中除去在工件表面影響裝置上聚集的粒子的至少第二部分，第二電位差與第一電位差的極性相反，至少一個(gè)機(jī)械接觸層由惰性導(dǎo)體構(gòu)成，這樣至少一個(gè)機(jī)械接觸層導(dǎo)體不會(huì)在鍍液中陽極化。
81.根據(jù)權(quán)利要求79的裝置，其中當(dāng)支架不再支撐工件時(shí)，支架還適于支撐調(diào)整構(gòu)件。
82.一種包括在工件表面影響裝置上減少粒子聚集的加工方法，工件表面影響裝置與鍍液結(jié)合使用以在第一和第二工件上工作，該方法包括利用緊接于第一工件的工件表面影響裝置采用鍍液將第一導(dǎo)電材料沉積到第一工件上，沉積過程中使得工件表面影響裝置和第一工件之間以第一旋轉(zhuǎn)方向相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；用第二工件取代第一工件；利用緊接于第二工件的工件表面影響裝置將第二導(dǎo)電材料沉積在第二工件上，沉積過程中使得工件表面影響裝置和第二工件之間以與第一旋轉(zhuǎn)方向相反的第二旋轉(zhuǎn)方向相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由此從工件表面影響裝置除去了在第一導(dǎo)電材料沉積過程中在工件表面影響裝置上聚集的粒子的至少一部分。
83.根據(jù)權(quán)利要求82的方法，其中引起相對(duì)旋轉(zhuǎn)的步驟旋轉(zhuǎn)工件表面影響裝置和第一或第二工件中的一個(gè)。
84.根據(jù)權(quán)利要求82的方法，其中引起相對(duì)旋轉(zhuǎn)的步驟同時(shí)旋轉(zhuǎn)工件表面影響裝置和第一或第二工件。
85.一種用于加工工件并去除在工件表面影響裝置上的粒子的系統(tǒng)，工件表面影響裝置與鍍液結(jié)合使用以加工工件，該系統(tǒng)包括在下腔室中設(shè)置的沉積裝置，用于利用緊接于工件的工件表面影響裝置將導(dǎo)電材料從鍍液沉積到工件上；和調(diào)整構(gòu)件，適于定位在下腔室內(nèi)并在由沉積裝置沉積導(dǎo)電材料的過程中去除在工件表面影響裝置上聚集的粒子的至少一部分；和支架，適于在采用沉積裝置的同時(shí)在下腔室中定位工件。
86.根據(jù)權(quán)利要求85的系統(tǒng)，還包括在上腔室中設(shè)置的清潔系統(tǒng)，其中上、下腔室能夠利用可移動(dòng)擋板隔開。
87.根據(jù)權(quán)利要求85的系統(tǒng)，其中調(diào)整構(gòu)件適于與工件表面影響裝置相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這樣導(dǎo)電粒子就從工件表面影響裝置機(jī)械地去除。
88.根據(jù)權(quán)利要求85的系統(tǒng)，其中調(diào)整構(gòu)件適于在調(diào)整構(gòu)件和工件表面影響裝置之間施加電位差，以有助于從工件表面影響裝置去除粒子。
89.根據(jù)權(quán)利要求85的系統(tǒng)，其中支架適于圍繞第一軸旋轉(zhuǎn)。
90.根據(jù)權(quán)利要求89的系統(tǒng)，其中支架還適于在下腔室內(nèi)從一側(cè)移至另一側(cè)。
91.根據(jù)權(quán)利要求85的系統(tǒng)，其中沉積裝置包括電化學(xué)機(jī)械沉積裝置。
92.根據(jù)權(quán)利要求85的系統(tǒng)，其中調(diào)整構(gòu)件包括刷構(gòu)件。
93.根據(jù)權(quán)利要求92的系統(tǒng)，還包括刷組件，在橫向上移動(dòng)連接其上的刷構(gòu)件，其中刷組件設(shè)置在下腔室中。
94.根據(jù)權(quán)利要求93的裝置，其中調(diào)整構(gòu)件適于在工件表面影響裝置上工作，與此同時(shí)，另一系統(tǒng)在上腔室中的工件上工作。
95.根據(jù)權(quán)利要求94的系統(tǒng)，其中刷組件包括在橫向上移動(dòng)刷構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)裝置。
全文摘要
本發(fā)明提出了用于去除在電沉積過程中采用的工件表面影響裝置上形成的金屬粒子或縮小其尺寸以及限制這些粒子在工件表面影響裝置上的形成或生長速率的系統(tǒng)和方法。根據(jù)典型方法，工件表面影響裝置(400)偶爾設(shè)置成與涂覆有惰性材料的調(diào)整襯底接觸，反轉(zhuǎn)施加于電沉積系統(tǒng)的偏壓。根據(jù)另一典型方法，利用機(jī)械接觸構(gòu)件例如刷子(250)調(diào)整工件表面影響裝置(400)，例如通過用刷子(250)物理刷洗工件表面影響裝置(400)來進(jìn)行工件表面影響裝置(400)的調(diào)整。根據(jù)另一典型方法，在電沉積過程中工件表面影響裝置(400)以不同方向旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)B24B37/04GK1561280SQ02809512
公開日2005年1月5日 申請(qǐng)日期2002年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月30日
發(fā)明者布蘭特·M·拜索, 賽普利安·烏左赫, 胡馬云·塔里耶赫 申請(qǐng)人:納托爾公司