TW511167B

System and process for electro-deposition, etching or removal of material on wafer or semiconductor substrate

Abstract

A system for depositing materials on asurfaceof a wafer includes an anode, a shaping plate, aliquid electrolyte contained between the anode andthe surface of the wafer, and electrical contactmelnbers contacting selected locations on thesurface of the wafer. The shaping plate defines arecessed edge and is supported between the anodeand the surface of the wafer such that an uppersurface of the shaping plate faces the surface ofthe substrate. The shaping plate can haVe aplurality of channels such that each puts thesurface of the wafer in a fluid communication withthe anode. The deposition process progrcssesthrough the shaping plate.The upper surface ofthe shaping plate has a substantially larger areathan the area of the surface of the wafer, Theelectrical contact members contact the selectedlocations on the surface of the wafer through therecessed edge of the shaping plate such that whenthe wafer is rotated, the selected contactlocations move over the shaping plate and areplated under an applied potential.

Term

No projected expiry on record.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Today

46 claims: 36 independent, 10 dependent

  1. 1
    一種在晶圓表面上沈積材料之系統,其中晶圓具有最大橫向尺寸,而此系統包含:一個陽極,該陽極將放入藉由終止於周圍邊緣之周圍壁所界定之腔穴內,其中該晶圓係支持於周圍邊緣上方,故晶圓表面面對腔穴,以及其中周圍邊緣之橫向尺寸係大於晶圓之最大橫向尺寸;一種電解質,其係用以填補腔穴直至周圍邊緣,故電解質經常性接觸晶圓表面之第一區;以及一個電接觸件,係用以接觸晶圓表面之第二區於毗鄰腔穴周圍壁之位置,其中該第二區係於晶圓旋轉時間歇性接觸電解質。
  2. 2
    如申請專利範圍第1項之系統,其中該第二區係沿晶圓之周邊延伸的接觸區,以及其中該接觸區係環繞第一區。
  3. 3
    如申請專利範圍第2項之系統,其中該接觸件為接觸該接觸區的導線。
  4. 4
    如申請專利範圍第1項之系統,其中當電解質於靠著晶圓表面流動時,電解質會接觸晶圓。
  5. 5
    如申請專利範圍第1項之系統,其中該晶圓係藉晶圓載具由晶圓之背面所支持。
  6. 6
    如申請專利範圍第5項之系統,其中該晶圓載具施加真空抽吸至晶圓之背面,以致於保有晶圓於晶圓載具上。
  7. 7
    如申請專利範圍第6項之系統,其中該晶圓載具包含固持環,以沿晶圓周邊來支持晶圓。
  8. 8
    如申請專利範圍第1項之系統,其中周圍壁之周圍邊緣所界定之面積係比晶圓表面的面積更大。
  9. 9
    一種在晶圓表面上沈積材料之系統,其中晶圓具有最大橫向尺寸,而此系統包含:一個陽極;一片成形板,其界定一邊緣,該成形板係支持於陽極與晶圓表面間,故成形板之上表面面對晶圓表面,該成形板包含多個開口,其中成形板之上表面的橫向尺寸大於晶圓的最大橫向尺寸;一種液體電解質,係流經成形板之開口且緊靠晶圓表面,故電解質一直接觸晶圓表面之第一區;以及一個電接觸件,用以與毗鄰成形板邊緣之晶圓表面之第二區建立電接觸,其中該第二區於晶圓在成形板上旋轉時係間歇接觸電解質。
  10. 10
    如申請專利範圍第9項之系統,其中該成形板具有一個第一部分以及一個第二部分。
  11. 11
    如申請專利範圍第10項之系統,其中該第二部分具有比第一部分更多的開口。
  12. 12
    如申請專利範圍第9項之系統,其中該第二區係為沿晶圓周邊延伸的接觸區,以及其中該接觸區係環繞第一區。
  13. 13
    如申請專利範圍第9項之系統,其中該接觸件為接觸第二區的導線。
  14. 14
    如申請專利範圍第9項之系統,其中當電解質靠著晶圓表面流動時,電解質接觸晶圓表面。
  15. 15
    如申請專利範圍第9項之系統,其中該晶圓係藉晶圓載具由晶圓之背面所支持。
  16. 16
    如申請專利範圍第15項之系統,其中該晶圓載具施加真空抽吸至晶圓背面,以致於保有晶圓於晶圓載具上。
  17. 17
    如申請專利範圍第16項之系統,其中該晶圓載具包含固持環,以沿晶圓周邊來支持晶圓。
  18. 18
    一種在晶圓表面上沈積材料之方法,此方法不會排除表面上任何電接觸區,其中晶圓具有最大橫向尺寸,而此方法包含下列步驟:設置一個陽極;支持一片成形板於陽極與晶圓表面間,故成形板之上表面面對晶圓表面,該成形板包含多個開口,故各個開口讓晶圓面與陽極做流體連通,其中該成形板之上表面具有橫向尺寸係大於晶圓之最大橫向尺寸;電解質流經該成形板之開口以及流經陽極與晶圓表面間;該晶圓表面之一個接觸區接觸位於毗鄰該成形板之一邊緣位置之接觸件,俾與該表面作電接觸;施加電位差於陽極與接觸件間,俾當晶圓於第一位置時,經由該成形板沈積材料於晶圓表面之沈積區上;以及移動晶圓至第二位置,同時接觸該接觸區與接觸件,藉此沈積材料於接觸區及沈積區二者上。
  19. 19
    如申請專利範圍第18項之方法,其中進一步包含晶圓表面接觸成形板。
  20. 20
    如申請專利範圍第19項之方法,其中進一步包含於第一方向相對於成形板移動晶圓,同時晶圓表面接觸成形板。
  21. 21
    如申請專利範圍第20項之方法,其中第一方向係平行於成形板邊緣。
  22. 22
    如申請專利範圍第21項之方法,其中於第一方向移動晶圓包含由成形板之第一部分移動晶圓至成形板之第二部分。
  23. 23
    如申請專利範圍第22項之方法,其中第一部分之開口數目係少於第二部分之開口數目,故第二部分提供較高沈積速率。
  24. 24
    一種在晶圓表面上沈積傳導性材料之方法,此方法不會排除表面上任何電接觸區,其中晶圓具有最大橫向尺寸,而此方法包含下列步驟:設置一個陽極,陽極放置於腔穴內,該腔穴係由終止於周圍邊緣之周邊壁所界定,其中周圍邊緣之橫向尺寸係大於晶圓之最大橫向尺寸;支持晶圓於周圍邊緣之上,故晶圓表面係面對腔穴;以電解質填補腔穴,故電解質接觸晶圓表面之第一區;晶圓表面之接觸區接觸位在腔室周邊壁鄰近位置之接觸件,因而與晶圓表面作電接觸;施加電位差於陽極與接觸件間,俾當晶圓係於第一位置時,經由該成形板連續沈積材料於晶圓表面之第一區上;以及旋轉晶圓至第二位置,同時接觸該接觸區與接觸件,藉此沈積材料於第一區與接觸區二者。
  25. 25
    一種在晶圓表面上蝕刻去除材料之系統,其中晶圓具有最大橫向尺寸,而此系統包含:一個陰極,陰極係放入由終止於周圍邊緣之周邊壁所界定之腔穴內,其中該晶圓係支持於周圍邊緣之上,讓晶圓表面面對腔穴,以及其中周圍邊緣之橫向尺寸係大於晶圓之最大橫向尺寸;一種電解質,用以填裝腔穴直至腔穴周圍邊緣,故電解質經常性接觸晶圓表面的第一區;以及一個電接觸件,其係用以接觸晶圓表面的第二區於毗鄰腔穴之周壁位置,其中當晶圓旋轉時,第二區間歇性接觸電解質。
  26. 26
    一種在晶圓表面上蝕刻去除材料之系統,其中晶圓具有最大橫向尺寸,而此系統包含:一個陰極;一片成形板,係界定凹陷緣,該成形板係支持於陰極與晶圓表面間,故成形板之上表面係面對晶圓表面,該成形板包含多個開口,其中成形板之上表面具有橫向尺寸大於晶圓之最大橫向尺寸;一種液體電解質,其係流經成形板之開口且靠著晶圓表面,故電解質經常性接觸晶圓表面之第一區;以及一個電接觸件,用以與毗鄰成形板凹陷緣之晶圓表面之第二區建立電接觸,其中當晶圓於成形板上方旋轉時,該第二區係間歇性接觸電解質。
  27. 27
    一種在晶圓表面上蝕刻去除材料之方法,此方法不會排除表面上任何電接觸區,其中晶圓具有最大橫向尺寸,而此方法包含下列步驟:設置一個陰極;支持一片成形板於陰極與晶圓表面間,以致於成形板之上表面面對晶圓表面,該成形板包含多個開口,各個開口讓晶圓表面與陰極流體連通,其中成形板之上表面具有橫向尺寸大於晶圓的最大橫向尺寸;電解質流經成形板之開口且流過陰極與晶圓表面間;晶圓表面之接觸區接觸位於毗鄰成形板邊緣之位置的接觸件,因而與表面作電接觸;施加電位差於陰極與接觸件間,俾當晶圓位於第一位置時,經由成形板由晶圓表面之蝕刻區蝕刻材料;以及移動晶圓至第二位置,同時接觸該接觸區與接觸件,藉此由接觸區與蝕刻區二者去除材料。
  28. 28
    一種在晶圓表面上沈積傳導性材料之方法,此方法不會排除表面上任何電接觸區,其中晶圓具有最大橫向尺寸,而此方法包含下列步驟:設置一個陽極,該陽極係放入腔穴內,該腔穴係由終止於周圍邊緣之周邊壁所界定,其中周圍邊緣之橫向尺寸大於晶圓之最大橫向尺寸;支持晶圓於周圍邊緣之上,讓晶圓表面面對腔穴;使用電解質填裝腔穴,故電解質接觸晶圓表面之第一區;晶圓表面之接觸區接觸位在毗鄰腔穴周邊壁位置之接觸件,俾與晶圓表面作電接觸;施加電位差於陽極與接觸件間,俾當晶圓位於第一位置時,經由成形板由晶圓表面之第一區連續蝕刻材料;以及旋轉晶圓至第二位置,同時接觸該接觸區與接觸件,藉此由第一區及接觸區二者蝕刻材料。
  29. 29
    一種在半導體基板表面上由電解質沈積出傳導性材料之系統,此系統包含:一個總成,藉該總成於材料沈積期間,供給電解質至基板表面;一個陽極,其係於該沈積期間,由電解質接觸;以及至少一條接觸線,其係於該沈積期間,與該表面於表面之選定區作電互連,其中該沈積係於該選定區非連續進行,而於該表面其餘部分連續進行,於施加電位差於陽極與接觸線間時,接觸線及表面中之至少一者係相對於另一者移動。
  30. 30
    如申請專利範圍第29項之系統,其中進一步包含一種裝置,藉該裝置可減輕於該選定區上沈積該材料以及於表面剩餘部分沈積材料間的非一致性。
  31. 31
    如申請專利範圍第30項之系統,其中該裝置包括一屏蔽,其係設置於陽極與表面間,俾變更電場分布。
  32. 32
    如申請專利範圍第31項之系統,其中該屏蔽包括界定於其中之開口。
  33. 33
    如申請專利範圍第30項之系統,其中該裝置包括一穿孔元件,係設置於陽極與表面間,其具有不同開放面積程度之凹凸不平區。
  34. 34
    如申請專利範圍第33項之系統,其中該元件為板。
  35. 35
    如申請專利範圍第29項之系統,其中該總成包含一杯,係界定一個腔穴,於該沈積期間,電解質流經該腔穴。
  36. 36
    如申請專利範圍第35項之系統,其中該陽極係容納於該腔穴內。
  37. 37
    如申請專利範圍第35項之系統,其中該接觸線係設置於該腔穴外側。
  38. 38
    如申請專利範圍第35項之系統,其中該總成進一步包含供電解質至該腔穴之入口。
  39. 39
    如申請專利範圍第29項之系統,其中進一步包含可於該沈積期間夾持該基板之載具。
  40. 40
    如申請專利範圍第39項之系統,其中該載具可旋轉,以致於相對於接觸線而移動表面。
  41. 41
    如申請專利範圍第29項之系統,其中進一步包含一個成形件,其設置於該陽極與該表面間,以及於該沈積期間緊鄰於該表面。
  42. 42
    如申請專利範圍第41項之系統,其中該成形元件為多孔且允許該電解質流動其中。
  43. 43
    如申請專利範圍第41項之系統,其中該元件為成形板。
  44. 44
    一種在半導體基板表面上由電解質沈積出傳導性材料之方法,此方法包含:供給電解質至基板表面以及接觸陽極與電解質;電互連至少一接觸線與該表面於表面之一個選定區;以及施加電位差介於陽極與接觸線間,同時相對於彼此移動接觸線與表面中之至少一者,因而非連續沈積該材料於該選定區以及連續沈積於表面之其餘部分。
  45. 45
    如申請專利範圍第44項之方法,其中進一步包含減輕該材料沈積於該選定區與表面之其餘部分間之非一致性。
  46. 46
    一種在半導體基板表面上去除傳導性材料之系統,此系統包含:一個總成,藉此於去除材料期間,電蝕刻溶液供給至基板之表面;一個電極,其於該去除期間係接觸溶液;以及至少一條接觸線,其係於該去除期間,電互連表面於表面之選定區,其中該去除係於該選定區非連續進行而於表面其餘部分連續進行,於施加電位差於電極與接觸線間時,接觸線與表面中之至少一者相對於彼此移動。47一種在半導體基板表面去除傳導性材料之方法,此方法包含:於去除材料以及接觸電極與溶液時,供給電蝕刻溶液至基板表面;電互連至少一條接觸線與表面於表面之選定區;以及施加電位差於電極與接觸線間,同時接觸線與表面中之至少一者相對於彼此移動,因而由該選定區非連續去除該材料以及由表面其餘部分連續去除該材料。
Independent claims46