具有薄隔膜支撑件的电镀处理器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种电镀处理器，所述电镀处理器包括用于支撑隔膜的薄下部隔膜支撑件。下部隔膜支撑件可以被提供为具有通过开口图案的柔性塑料板。通过开口可以与刚性上部隔膜支撑件中的开口对准。下部隔膜的周边可被夹紧在与用于夹紧和密封隔膜周边相同的周边密封中。下部隔膜支撑件支撑隔膜而不显著地增加处理器的总高度。处理器可被堆叠在双层处理系统中而不需要额外的清洗室空间。
【专利说明】具有薄隔膜支撑件的电镀处理器
发明领域
[0001]本发明涉及一种具有薄隔膜支撑件的电镀处理器。
【背景技术】
[0002]诸如半导体装置的微电子装置通常是制造在基板或晶片上和/或制造在所述基板或晶片中。在典型制造工艺中，一或多层金属或其他导电材料是形成在电镀处理器中的晶片上。处理器可具有保持在碗状物中的电解液浴，其中一或多个阳极在所述碗状物中。晶片本身可被保持在顶部中的转子中，所述顶部可移动到碗状物中以便处理以及移动离开碗状物以便装卸。转子上的接触环通常具有大量接触指，所述接触指与晶片产生电接触。隔膜可位于碗状物中且在阳极和晶片之间。隔膜允许某些离子通过，而阻止其他分子通过，如此可提供改进的电镀结果和性能。
[0003]在许多电镀处理器中，隔膜是经由机械支撑件支撑在顶部和底部上。然而，某些新的处理器被设计得更短，以便处理器可被堆叠在双层处理系统上，有效地加倍了处理能力。聚集且附着于隔膜支撑件的气泡引起电镀缺陷。避免特别是在短处理器中的气泡带来了显著的工程挑战。
[0004]隔膜材料当浸湿时可能显著地膨胀。由于碗状物中的液体压力，隔膜材料也可能伸展。如果隔膜没有被支撑，那么隔膜可能因此倾向于下垂或折叠，如此导致气泡截留和与在腔室之内的流体流动的干扰。因此，需要改进的处理器。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种电镀处理器。在一个实施方式中，一种电镀处理器，包含:碗状物；在所述碗状物中的隔膜；在所述碗状物中在所述隔膜之上的上部隔膜支撑件；和在所述碗状物中在所述隔膜之下 的下部隔膜支撑件，其中所述下部隔膜支撑件包含具有通过开口图案的柔性板。
[0006]其中所述隔膜的周边可覆盖在所述下部隔膜支撑件的周边上，且其中两个周边在所述碗状物的周边密封处夹紧在一起。
[0007]其中所述下部隔膜支撑件的厚度小于所述上部隔膜支撑件的厚度的10%。
[0008]其中所述上部隔膜支撑件包含刚性非金属元件。
[0009]其中所述上部隔膜支撑件具有通过开口，所述通过开口大体上与所述下部隔膜支撑件的所述通过开口对准。
[0010]其中所述隔膜在所述上部下部隔膜支撑件和所述下部隔膜支撑件之间被保持为面向上锥形形状。
[0011]所述处理器进一步包括顶部，所述顶部具有用于保持晶片的转子，其中所述顶部可移动以将所述晶片放置在所述碗状物中，且其中所述处理器具有小于450mm的高度。
[0012]其中所述下部隔膜支撑件具有小于IOmm的厚度。
[0013]其中所述下部隔膜支撑件具有数个间隔开的径向臂和在所述径向壁之间的楔形通过开口。
[0014]在另一个实施方式中，一种电镀处理器，包含:在碗状物中的隔膜；在所述碗状物中在所述隔膜之上的刚性杯状物，其中所述刚性杯状物具有多个径向节段和在所述节段之间的通过开口 ；在所述碗状物中在所述隔膜之下的下部隔膜支撑件，其中所述下部隔膜支撑件包含具有通过开口图案的柔性板；且所述隔膜的周边覆盖在所述下部隔膜支撑件的周边上，且其中两个周边在所述碗状物的周边处夹紧在一起。
[0015]其中所述下部隔膜支撑件的厚度小于所述刚性杯状物的最小厚度的10%。
[0016]附图简要说明
[0017]在诸图中，相同元件符号指示各图中的相同元件。
[0018]图1是设计用于在处理系统中以双层堆叠的紧凑电镀处理器的透视图。
[0019]图2是图1中所示的处理器的剖视图。
[0020]图3A是仰视用于图1和图2中所示的处理器的隔膜和隔膜支撑件的底视图。
[0021]图3B是图2和图3A中所示的杯状物的局部透视图。
[0022]图4是图3中所示的隔膜支撑件的平面图。
[0023]图5至图11是替代隔膜支撑件的平面图。
【具体实施方式】
[0024]如图1和图2中所示·，用于电镀晶片30的处理器包括顶部22和碗状物24。隔膜40将碗状物24分成下腔室或部分44和上腔室或部分42，所述下腔室或部分包含在隔膜40下方的一或多个阳极和第一电解液或阳极电解液，所述上腔室或部分42包含第二电解液或阴极电解液。以薄塑料膜形式的隔膜支撑件50从下方支撑隔膜。刚性杯状物或场形成元件46从上方支撑隔膜。隔膜40和隔膜支撑件50的边缘可经由周边密封52和/或夹持元件夹紧。
[0025]隔膜支撑件50可以是支撑隔膜的薄塑料膜，即使所述隔膜支撑件50可能非常薄，以便所述隔膜支撑件50不会显著导致处理器20的高度要求。
[0026]隔膜支撑件50可被轻易地切割和成形以形成在处理器中提供所需电流分布所必需的开放区域。支撑件50可被提供作为经由激光切割、水力喷射或冲压，或其他技术切割成为图案的平板。在这种情况下，当在隔膜40之下夹紧就位时，支撑件50和隔膜40同时可符合刚性杯状物46的底表面的三维的部分圆锥形的形状。或者，支撑件50可被形成为三维部件，选择性地匹配杯状物46的底表面的几何形状，而不是形成为平面部件。
[0027]支撑件50可由各种塑料制成，所述塑料诸如PEEK或Teflon含氟树脂，具有0.2mm至4mm的板厚度。通常，支撑件50的厚度小于杯状物46的最小厚度DD的20%、10%、5%或1%。杯状物46通常具有5mm或8mm或以上的最小厚度。如图3B中所示，杯状物可具有节段或辐条62，所述节段或辐条62径向向外延伸且连接一或多个环66。节段62和环66可具有平直且平行的侧壁，在所述侧壁之间形成通过开口 64。
[0028]图4是图3A中所示的支撑件50的平面图。图3B是代表性杯状物或上部隔膜支撑件的透视图。支撑件50的实心区域或节段54和开口 56的图案可被设计以匹配或对准杯状物46的实心区域或节段62和开口 64，以便所述支撑件50和杯状物46与在所述支撑件50和杯状物46之间的隔膜大体上完全重叠。以这种方法对准支撑件的实心区域54可最小化支撑件50对电场的效应。
[0029]或者，如图3A中所示，支撑件的实心区域54可与图3A中的虚线所示的杯状物46的底表面很大程度地偏离。通过偏移实心区域54，在隔膜上的任一点至任何上部或下部支撑表面的最大尺寸可以降低，允许隔膜更加接近且均匀地符合所述隔膜的所需形状和位置。
[0030]在图3A中，虚线示意地图示没有下部隔膜支撑件的隔膜位置。使用隔膜支撑件50，隔膜40可被保持在上部支撑件46和下部支撑件50之间的位置中，且隔膜40不会显著地下垂或折 叠。
【权利要求】
1.一种电镀处理器，包含: 碗状物； 在所述桃状物中的隔Ii旲； 在所述碗状物中在所述隔膜之上的上部隔膜支撑件；和 在所述碗状物中在所述隔膜之下的下部隔膜支撑件，其中所述下部隔膜支撑件包含具有通过开口图案的柔性板。
2.如权利要求1所述的处理器，其中所述隔膜的周边覆盖在所述下部隔膜支撑件的周边上，且其中两个周边在所述碗状物的周边密封处夹紧在一起。
3.如权利要求1所述的处理器，其中所述下部隔膜支撑件的厚度小于所述上部隔膜支撑件的厚度的10%。
4.如权利要求3所述的处理器，其中所述上部隔膜支撑件包含刚性非金属元件。
5.如权利要求4所述的处理器，其中所述上部隔膜支撑件具有通过开口，所述通过开口大体上与所述下部隔膜支撑件的所述通过开口对准。
6.如权利要求1所述的处理器，其中所述隔膜在所述上部下部隔膜支撑件和所述下部隔膜支撑件之间被保持为面向上锥形形状。
7.如权利要求1所述的处理器，所述处理器进一步包括顶部，所述顶部具有用于保持晶片的转子，其中所述顶部可移动以将所述晶片放置在所述碗状物中，且其中所述处理器具有小于450mm的高度。
8.如权利要求1所述的处理器，其中所述下部隔膜支撑件具有小于IOmm的厚度。
9.如权利要求8所述的处理器，其中所述下部隔膜支撑件具有数个间隔开的径向臂和在所述径向壁之间的楔形通过开口。
10.一种电镀处理器，包含: 在桃状物中的隔月旲； 在所述碗状物中在所述隔膜之上的刚性杯状物，其中所述刚性杯状物具有多个径向节段和在所述节段之间的通过开口； 在所述碗状物中在所述隔膜之下的下部隔膜支撑件，其中所述下部隔膜支撑件包含具有通过开口图案的柔性板；且所述隔膜的周边覆盖在所述下部隔膜支撑件的周边上，且其中两个周边在所述桃状物的周边处夹紧在一起。
11.如权利要求10所述的处理器，其中所述下部隔膜支撑件的厚度小于所述刚性杯状物的最小厚度的10%。
【文档编号】C25D17/00GK103849919SQ201310625196
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2012年11月30日
【发明者】丹尼尔·J·伍德拉夫 申请人:应用材料公司