专利名称：用于多种处理的立式配置腔室的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用一个立式配置密闭腔室来进行多种处理，例如沉积、镀敷、抛光、蚀刻导电材料和冲洗、净化、以及改性基片的表面，的方法和设备。更确切地说，本发明涉及一种立式配置密闭腔室，该腔室能够用来使用该腔室的一段来进行第一组处理并使用该腔室的一个不同的段进行另一组处理。
背景技术：
在集成电路和器件的制造中一个常规的处理步骤涉及在半导体晶片或工件表面上镀敷导电材料。例如，一种“电化学机械沉积”(EMCEED)法可以用来实现此一结果。ECMD的一个目的在于用导电材料均匀地填充晶片/工件表面的孔和沟道，同时保持该表面的平面度。ECMD处理通常在专为此一沉积而设计的腔室中进行。ECMD方法和设备的更详细的描述可以在题为“用于电化学机械沉积的方法和设备”的，同为本发明的受让人所有的共同待决的美国申请No.09/201,929中找到。
如果进行常规的镀敷处理来沉积导电材料，则在一个沉积腔室中进行此一步骤之后，工件可以转送到另一个腔室去抛光(例如化学机械抛光)。在其他情况下，例如ECMD，沉积和抛光处理可以用一个成对的沉积/抛光工具在一个复合的沉积/抛光腔室中进行。
无论用哪种处理，在沉积和/或抛光步骤之后工件接下来都转送到一个冲洗/净化腔室。一个机器人手臂/机器，用其边缘从例如沉积/抛光腔室提升该工件到另一个水平配置的净化腔室，可以进行此一转送过程。此外，可以用工件盒在工件被从沉积/抛光腔室转送到净化腔室时存放工件。然后可以像现有技术中所公知的那样用例如甩干、冲洗和干燥处理来净化工件表面。
在这种工件从一个腔室转送到另一个腔室期间，由于工件暴露于外界环境，所以诸如颗粒之类的污染物可能附着于工件表面上。这种污染物源可能是周围空气、处理设备、人员、处理化学品之类。在某些情况下，不希望在处理步骤之间使工件暴露于光亮。工件表面不得有这类污染物，否则污染物可能影响器件的性能特性并可能引起器件以快于正常的速度发生失效。于是，这类污染物可能造成报废的芯片，这给制造商造成收益损失和低的总处理生产率。
在以上所述的常规方法和设备中，冲洗/净化腔室和沉积/抛光腔室至少是两个分别的水平配置的腔室，它们彼此分开布置。于是，工件在它们从一个腔室转送到另一个腔室时暴露于潜在的污染物。此外，当需要多个腔室时，在洁净室中占据较大的物理空间。这增加了制造成本，因为为了使用这类腔室它们必须使用较大的设备。
虽然这里针对进行沉积/抛光和冲洗/净化处理给出例子，但是还有其他类型的处理在其他水平配置的腔室中进行。这些处理包括工件表面的蚀刻或其他改性，在工件表面上沉积不同的材料等。无论在这些常规的腔室中所进行的具体处理是什么，出于上述理由，与运行这类腔室相关的成本都是很高的。
因而，需要用立式配置的腔室对工件进行多种处理而不把工件暴露于外界环境的方法和设备。还具体需要在工件表面上沉积/抛光导电材料然后冲洗/净化该表面而不把工件暴露于污染物的方法和设备。因此，本发明提供一种能够用来对工件表面进行不同的处理的立式配置密闭腔室。本发明的密闭腔室可以具体地用于沉积/抛光导电材料和冲洗/净化工件表面。本发明还提供一种比目前可用的那些成本效益更高，更有效，没有污染物的方法和设备。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种用来在一个立式配置密闭腔室的多个段中进行多种处理的方法和设备。
本发明的另一个目的在于提供一种用一个立式配置密闭腔室来进行诸如沉积、镀敷、抛光、蚀刻、冲洗、净化、以及改性导电材料和/或基片表面之类多种处理的方法和设备。
再一个目的在于提供一种在一个立式配置密闭腔室中在工件表面上沉积导电材料然后净化该表面的方法和设备。
本发明的另一个目的在于提供一种在一个立式配置密闭腔室中用电化学机械沉积在工件表面上沉积导电材料并用甩干、冲洗和干燥处理来净化该表面的方法和设备。
本发明的又一个目的在于提供一种在多种处理步骤期间从正在工件表面上形成中减少/消除污染物的方法和设备。
本发明的还有一个目的在于提供一种通过提供用于多种处理的立式配置密闭腔室来减少多个腔室所占据的物理空间的方法和设备。
本发明的还有一个目的在于提供一种在一个立式配置密闭腔室中高效地沉积和净化工件表面的方法和设备。
本发明的这些目的和其他目的通过提供一种立式配置密闭腔室来实现，该腔室能够用于诸如在工件表面上沉积导电材料和净化该表面之类的多种处理。在本发明的一个具体的实施例中，电化学机械沉积可以在密闭腔室的下半部中进行，而甩干、冲洗和干燥处理可以在密闭腔室的上半部中进行。一个可动的处理/冲洗护罩位于密闭腔室的下半部与上半部之间，致使在密闭腔室的上半部中正在处理期间腔室的两半部物理上彼此隔开。可动的处理/清洗护罩还防止净化液进入密闭腔室的下半部。
在本发明的第二实施例中，用多个挡板来分隔该密闭腔室的上半部和下半部。例如，当诸挡板处于其竖直位置时，可以在下半部中进行沉积/抛光处理，而当诸挡板处于其水平位置时，可以在上半部中进行冲洗/净化处理。此外，当诸挡板处于其水平位置时，电解液因蒸发而从该密闭腔室的损失被减至最少。
根据以下结合附图对本发明的当前最佳的实施例的详细描述，本发明的这些和其他目的和优点将变得显而易见和更加容易理解，这些附图中图1示出用于沉积/抛光处理期间的本发明的第一最佳实施例的剖视图；图2示出用于冲洗/净化处理期间的本发明的第一最佳实施例的剖视图；图3示出根据本发明的第一最佳实施例的处理护罩支承机构的透视图；图4示出用于沉积/抛光处理期间的本发明的第二最佳实施例的剖视图；图5示出从沉积/抛光处理向冲洗/净化处理过渡期间本发明的第二最佳实施例的剖视图；图6示出用于冲洗/净化处理期间的本发明的第二最佳实施例的剖视图；图7示出根据本发明的第二最佳实施例的上腔室的透视图；以及图8示出本发明的又一个最佳实施例的剖视图。
具体实施例方式
下面将参照图1～图8更详细地描述本发明的最佳实施例。如文中另外所述，基于文中的原则和传授，各实施例的各种完善和替换是可能的。
上面指出，常规的处理在不同的时间使用不同的处理腔室来得到晶片表面上的导电材料并冲洗/净化/蚀刻/改性/干燥该表面。因此，沉积、抛光、蚀刻、冲洗、改性该表面，干燥，以及净化所需的设备成本可能很高。本发明拟使用一个立式配置密闭腔室，该腔室在工件/晶片上镀敷/沉积和/或抛光导电材料，以及冲洗/净化/蚀刻/改性/干燥该工件/晶片表面。换句话说，本发明提供一种用来进行多种处理的立式配置密闭腔室。
进而，虽然下面将用半导体晶片来说明本发明的最佳实施例，但是根据本发明也可以使用诸如平板或磁性胶片之类半导体工件。
图1示出在沉积处理期间本发明的第一最佳实施例的剖视图。密闭腔室2包括两个段，一个ECMD下段4和一个冲洗/净化上段6。ECMD段4占据密闭腔室2的下半部，而净化段6占据密闭腔室2的上半部。在第一运行模式中，ECMD处理在ECMD段4中进行，而在第二运行模式中，冲洗/净化处理在净化段6中进行。
图1示出根据本发明的第一最佳实施例的第一运行模式。在ECMD段4中进行ECMD时一个晶片架10支撑一个晶片12。晶片架10可能包括一个不导电的最好是圆形的夹盘14，该夹盘在其中心带有一个最好是几毫米深的容腔(未画出)并且该容腔可以包括一个放置座(未画出)。晶片12置于该容腔中，背侧开始用常规类型的输送或真空机构靠在放置座上以保证晶片12在使用中静止不动并相对于晶片架10固定。一个轴16用来在密闭腔室2内提升和放低晶片架10。轴16还适于从一侧向另一侧运动和绕着轴线18旋转，从而晶片架10和晶片12从一侧到另一侧运动或绕着同一轴线18旋转。根据本发明可以使用其他常规的晶片架。
在ECMD处理期间，用存放于ECMD设备20中的电解液在晶片12上的孔、沟道、和/或其他希望的区域中涂布导电材料。在这里所提供的例子中，ECMD设备20包括一个带有座24的座组件23，该座24位于一个用来在晶片12上沉积和/或抛光导电材料的阳极26上。电解液(未画出)可以存放于ECMD设备20中或者流过座24。在一个实施例中，座24可能包括微孔25以便电解液可以存放于和/或流过座24。这里“微孔”一词广义地定义为座24中的能够使电解液从底面流到该座24的上表面的任何类型的孔洞。再者，在该最佳实施例中，座24应是一个研磨座或者至少面对晶片12的座表面应是有研磨作用的。
在另一个实施例中，ECMD设备20可能包括一个带有圆形或方形座的座组件，该座安装于绕着另一个轴线旋转的圆柱形阳极上。该设备在题为“用于电化学机械沉积的方法和设备”，共同属于本发明的受让人的共同待决的美国申请No.09/201,929中描述。虽然这里描述了ECMD设备20的两个实施例，但是根据本发明可以使用其他ECMD设备和方法。重要的是从以上的例子中要注意到，ECMD处理在密闭腔室2的下段中进行。
在ECMD处理中，工件表面的化学/电化学蚀刻也可以通过控制晶片表面与阳极26之间的电位差来进行。例如，在其中阳极比晶片表面更正的场合当施加电位差时可以进行沉积。另一方面，在阳极比晶片表面更负的场合当施加电位差时可以进行电化学蚀刻。进而，当阳极与晶片表面之间的电位差为零时可以进行晶片表面的化学蚀刻。
此外，在ECMD段4中，防飞溅护罩22A可以使用并从密闭腔室2的内壁伸出。防飞溅护罩22A防止电解液从ECMD段4向腔室2的上段流出。进而，如下文详述，防飞溅护罩22A还防止净化液从腔室2的上段进入ECMD设备20。
图2示出根据本发明的第一最佳实施例的第二运行模式的剖视图。冲洗/净化段6包括密闭腔室2的上半部。净化段6与ECMD段4之间的边界/隔离取决于处理护罩30，该处理护罩连接于处理护罩支架31。处理护罩支架31可以是一对张紧索的形式，该张紧索环绕于惰性滚轮32b、32c、32d和电动机驱动的滚轮32a。电动机驱动的滚轮32a使处理护罩支架31和处理护罩30进出腔室2运动。如图所示，处理护罩30和支架31位于与水平面50成角度Z处。在最佳实施例中，从水平面50到处理护罩30平面的角度Z在5～60度之间(或者致使净化液能从腔室2流出的任何其他角度Z)。处理护罩30的这种倾斜是需要的，以便在净化/冲洗晶片12之后净化液能从密闭腔室2流出。
沿着密闭腔室2的两个侧壁，处理护罩30的一端配合进入窄缝34而另一端进入壳体38，致使在ECMD段4与净化段6之间形成一个物理边界。在本发明中可以使用在密闭腔室2中支承处理护罩30和处理护罩支架31的其他方法。处理护罩30靠运动处理护罩支架31的滚轮组32a、32b、32c和32d进出壳体38运动。滚轮32a最好是连接于能够既沿顺时针方向又沿逆时针方向使滚轮32a旋转的机械装置，以便处理护罩30的一端可以从一个壁向对峙的壁运动，从而在两个段4、6之间形成临时的边界。在其他实施例中，可以使用其他装置和方法来从壳体38向密闭腔室2运动和定位处理护罩30到如图2中所示的位置。
图3示出根据本发明的第一最佳实施例的处理护罩支承机构的透视图。此图示出位于其中进行冲洗/净化步骤的第二运行模式的处理护罩30和处理护罩支架31。粘胶、螺钉和螺母或诸如此类可以用来把处理护罩30的底面连接于处理护罩支架31。
处理护罩30由这样的材料制成，即该材料足够刚性以便在净化液流出净化段6时支承净化液，同时足够挠性以便在它被存放于壳体38中时弯曲。最好是，处理护罩30和处理护罩支架31由与腔室中所使用的化学品相容的塑料、金属、或涂层金属之类的材料制成。处理护罩30造型成配合密闭腔室2内侧的配置以便防止净化液进入ECMD段4。
回过来参照图2，净化段6还包括用来向晶片12喷洒冲洗/净化液42的多个喷嘴40。一个进口管44用来使净化液流过喷嘴40。净化液42可以是水、酸性或碱性溶液、或者有机溶剂。第二组防飞溅护罩22B可以位于净化段6中以便防止净化液42从密闭腔室2的上段流出。
在根据本发明的第一最佳实施例的运行中，在如前所述进行ECMD处理之后，支承晶片12的晶片架10从沉积段4竖直提升，致使它位于用来冲洗、甩干、和干燥处理的净化段腔室6中。晶片架10在处理护罩支架331(即两组绳索)(图3)之间竖直提升。然后处理护罩30被处理护罩支架31用滚轮32a、32b、32c、32d从壳体38引导进入密闭腔室2从而在两个段4、6之间形成一个物理边界。处理护罩30应该足够挠性以便在从壳体38向密闭腔室2引导期间弯曲，但是还应该足够刚性以便被引导进入窄缝34。可以使用任何公知的设备和方法来引导处理护罩30进出壳体38。然后冲洗/净化液42通过喷嘴40施加于晶片12。在此一处理期间，滴落到处理护罩30上的冲洗/净化液42流向壳体38或一个外部容器(未画出)以便存放和/或处置。处理护罩30的倾斜使用过的冲洗/净化液42流出密闭腔室2。
如现有技术中所公知的，本发明的净化处理是甩干、冲洗、和干燥处理。晶片架10使晶片12以极高的转速旋转。冲洗/净化液42用喷嘴40施加/喷淋于晶片表面。一旦喷淋完成，该晶片通过晶片架10的旋转来干燥。然后晶片被输送到下一个处理站。
本发明拟增加另一个处理步骤，致使在进行ECMI)之前和之后晶片12被净化。例如，在ECMD段4中进行ECMD处理之前晶片12可以先在净化段6中被净化。然后，晶片可以在净化段6中被第二次净化。在净化段6中使用的溶液可以包含能使晶片12表面改性的化学品。例如，一种温和蚀刻液可以用于此一目的。
图4～图7示出本发明的第二最佳实施例的剖视图。在本第二实施例中，用多个挡板来分隔下处理段和上处理段。例如，当挡板150处于如图4中所示的竖直位置时可以在下段中进行第一处理。另一方面，当挡板150处于如图6中所示的大体上水平位置时可以在上段中进行第二处理。
下文更详细地述及的是本发明的一种可能的应用，其中在下段中进行的第一处理是沉积/抛光处理而在上段中进行的第二处理是冲洗/净化处理。
参照图4，一个密闭腔室100包括与上述类似的两个段，一个沉积/抛光下段104和一个冲洗/净化上段106。在第一运行模式中，在段104中进行沉积/抛光，而在第二运行模式中，在段106中进行冲洗/净化步骤。
在根据本发明的第二最佳实施例的第一运行模式中，随着在下段104中进行沉积和抛光处理，晶片架10如上所述支承晶片12。挡板150靠连接轴/滚轮152而位于竖直位置，致使晶片架10可以用轴16放低到下段104中。
在沉积和抛光处理期间，导电材料用电解液涂布于晶片12中的孔、沟道和/或其他希望的区域，同时导电材料从晶片上的不希望的区域被抛光。沉积/抛光设备120类似于本文中前面所述者。在这里所提供的例子中，设备120包括一个带有座124的座组件123，该座124位于一个用来在晶片12上沉积和/或抛光导电材料的阳极126上。腔室100还包括密封和防飞溅部134和O形圈132以防止任何溶液从腔室100流出。
图5示出在从沉积/抛光处理向冲洗/净化处理过渡期间本发明的第二最佳实施例的剖视图。在下段104中的沉积和抛光处理之后，晶片架10用轴16提升到几乎其最上位置。然后挡板150用连接轴/滚轮152从它们的竖直位置向它们的水平位置运动。一旦挡板150位于它们的最终水平位置，就可以进行第二运行模式(冲洗/净化)。
图6示出在冲洗/净化处理期间使用的本发明的第二最佳实施例的剖视图。晶片架10从图5中的晶片架10的其最上位置稍微放低到适于冲洗/净化晶片12的位置。晶片12的冲洗/净化处理与本文前面所述者类似，其中冲洗净化液经由喷嘴140和在此一领域通常使用的其他进口管提供。在其他实施例中，晶片12可以像现有技术中所公知的那样用刷子来刷洗。应该指出，从晶片12滴落的用过的冲洗/净化液被挡板150引导沿着上段106的侧壁进入出口流道151。这样一来，用过的溶液用下文更详细地述及的出口流道151排出腔室100。
挡板150由这样的材料制成，即该材料足够刚性以便在净化液流出冲洗/净化段106时支承净化液。最好是，挡板150由塑料或特氟隆之类材料，或者与腔室中所使用的化学品相容的任何其他材料制成。
使用本发明的第二实施例的附加优点在于，当腔室100未使用时，挡板150可以位于水平位置以便封闭腔室100的下段104。当下段104用挡板150来封闭时，这减少/消除电解液从腔室100的蒸发，借此节省制造商的金钱和资源。
在根据本发明的第一或第二最佳实施例的冲洗/净化处理期间，晶片12可以用晶片架10以5至200rpm，但是最好是在10至150rpm之间，旋转。冲洗/净化液可以以2至2000ml/min，但是最好是在5至800ml/min之间，向晶片12施加5至15秒时间。然后，晶片12可以通过以500至2500rpm，但是最好是在800至2000rpm之间，使晶片12旋转大约10秒时间来甩干。在该冲洗/净化处理之后，晶片12可以用晶片架10从腔室2或100输送到另一个处理装置。
图7示出根据本发明的第二最佳实施例的上腔室的透视图。利用电动机153挡板150可以绕着连接轴/滚轮152的轴线上下运动。进而，挡板150设计成当它们处于关闭位置时，落在挡板150上的用过的溶液沿着上段106的壁流入出口流道151。然后用过的溶液从出口流道151排出到一个容器(未画出)中以便循环和/或处置。
图8示出本发明的又一个最佳实施例的剖视图。在本实施例中，晶片12经由安装在挡板150上的喷雾器141被冲洗。冲洗/净化液可以经由布置在挡板150内侧/外侧的各种导管/管子供给到喷雾器。虽然图8示出安装在每个挡板150上的一个喷雾器141，但是在每个挡板150上可以安装多于或少于一个喷雾器。
喷雾器141还可以用来吹送空气/气体，致使晶片12能够迅速干燥。还可能使用用于不同的目的的不同的喷雾器(也就是一个用于液体而一个用于气体)。在其他实施例中，安装于挡板150上的喷雾器(图8)和侧安装的喷嘴(图6)两者可以同时用于冲洗/净化晶片12。
虽然已经详细地描述了本发明的涉及在下段中沉积和在上段中冲洗/净化的一项具体应用，但是本发明拟在上段和下段中进行其他类型的处理，这些段靠可动的处理护罩或挡板隔开。在此一场合，喷嘴和/或喷雾器可以用来向晶片表面提供各种“处理液”或“处理气体”。例如，如上所述，如果上段用于净化，则处理液可能是净化液。另一方面，如果上段中的处理是蚀刻或表面改性处理，则处理液可能是温和蚀刻液。进而，在上段中可能向晶片表面引入O2、CF4、Cl2、NH2之类处理气体。当引入气体时晶片还可以被加热(用灯泡等)以便可以造成表面改性。例如，O2气体可以用来在下段中进行下一个处理步骤之前氧化晶片表面。
在其他情况下，上段可以用于沉积，在此一场合处理液可以包含作为施加溶液的结果在晶片表面上引起膜生长的化学品。诸如非电镍、钯、金、铜、铂之类非电材料沉积液是可能用于上段中在晶片表面上沉积一层膜的处理液的例子。
在上段或下段中如上所述的处理顺序可能改变，从而允许在每个段中进行多种处理。例如，晶片表面可以先用净化/蚀刻液在上段中在挡板/处理护罩处于它们的/它的适当位置的情况下被净化、蚀刻、改性等。在净化/蚀刻晶片表面之后，晶片可以还是在上段中进一步冲洗/干燥。然后，在把挡板/处理护罩重新定位之后，晶片可以被放低进入下段，在那里可以进行金属沉积和抛光。沉积的金属可以是Cu、Au、Pt、Ni、Co、Ni-Co合金之类。在沉积之后，晶片可以再次被提升到上段，致使晶片表面可以被净化。在净化处理之后，可以如上所述在上段中进行沉积步骤。例如，在下段中的Ni沉积之后，可以在上段中利用非电Au溶液施加(用喷嘴/喷雾器)在Ni镀敷晶片表面上而在Ni膜之上沉积Au。在此一阶段Au溶液和晶片还可以被加热。在上腔室中的沉积之后，可以在上段中进行另一次冲洗和净化处理。
根据以上的讨论，本发明的一个重要方面在于它提供一种立式配置腔室，致使可以在该腔室的不同段中进行多种处理。诸段用可动的处理护罩或挡板彼此隔开，致使在一个段中所使用的化学不影响在另一个段中所使用的不同的化学。虽然以上所示的例子公开了两个段，但是只要每个段的物理高度和腔室的总高度保持在合理的范围内，可以使用三个或更多个段。
例如，立式配置腔室可以分段成带有顶段、中段、和底段的三个或更多个段。顶段可以用于用第一组喷嘴/喷雾器和处理护罩/挡板，在晶片表面上第一次沉积导电材料，该处理护罩/挡板如本文中前面所述防止沉积液进入中段。然后在把第一处理护罩定位于其壳体中或把挡板定位于其竖直位置之后，晶片可以放低进入中段。然后晶片表面可以用第二组喷嘴/喷雾器和处理护罩/挡板被净化、冲洗等，该处理护罩/挡板防止净化液、冲洗液等进入腔室的底段。在把第二处理护罩定位于其壳体中或把挡板定位于其竖直位置之后，晶片可以进一步放低进入腔室的底段以便附加沉积。然后，晶片可以提升到中段以便第二次净化/冲洗。可以明白，此一处理能够继续而允许多个净化/冲洗和沉积步骤。
虽然已经描述了具体的实施例，其中包括具体的设备、处理步骤、处理参数、材料、溶液等，但是在阅读本公开时对于本专业的普通技术人员来说对所公开的实施例的各种修改是显而易见的。因而应该指出，这些实施例仅是广泛的说明性的而不是限制性的，并且应该指出，本发明不限于所图示和所描述的具体的实施例。本专业的技术人员将会很容易明白，对实施例的许多修改是可能的而不脱离本发明的新传授和优点。
权利要求
1.一种用来沉积导电材料和净化工件的腔室，包括一个适于把该腔室界定为一个上段和一个下段的可动护罩；一个位于该下段中并用来在该工件上沉积导电材料的沉积设备；以及一个或多个位于该上段的内壁上的用来向该工件提供净化液的喷嘴。
2.据权利要求1的腔室，还包括工件架，该工件架适于在该下段或上段中支承该工件。
3.根据权利要求2的腔室，其中该工件架还适于从一侧向另一侧运动和在该下段与上段之间上下运动。
4.根据权利要求2的腔室，其中该工件架还适于绕着第一轴线旋转。
5.根据权利要求1的腔室，其中该沉积设备包括一个电化学机械沉积设备。
6.根据权利要求1的腔室，其中该下段还包括从该下段的内壁伸出的第一组防飞溅护罩。
7.根据权利要求6的腔室，其中该上段还包括一个从该上段的内壁伸出并位于一个或多个喷嘴上方的第二组防飞溅护罩。
8.根据权利要求1的腔室，其中该可动护罩靠一个护罩支架来支承。
9.根据权利要求8的腔室，其中该护罩支架包括一组耦合于一组滚轮的绳索。
10.根据权利要求9的腔室，其中该可动护罩适于用该护罩支架进出该腔室运动。
11.根据权利要求8的腔室，还包括一个在内壁之一上的窄缝和一个壳体，致使该可动护罩的一端可以位于该窄缝内而另一端可以位于该壳体内。
12.根据权利要求11的腔室，其中该可动护罩位于从水平面一个角度处。
13.根据权利要求1的腔室，其中该可动护罩包括一对附接于连接滚轮的挡板。
14.根据权利要求1的腔室，其中该可动护罩包括一种挠性材料。
15.根据权利要求1的腔室，其中一个或多个喷嘴还适于向该工件提供干燥气体。
16.一种用来沉积导电材料和净化工件的腔室，包括一组带有上表面并适于把该腔室界定为一个下段和一个上段的挡板；一个位于该下段中用来在该工件上沉积导电材料的沉积设备；以及一个或多个位于该组挡板的上表面上的喷雾器，用来向该工件提供净化液。
17.根据权利要求16的腔室，还包括一个适于在该下段或上段中支承该工件的工件架。
18.根据权利要求17的腔室，其中该工件架还适于从一侧向另一侧运动和在该下段与上段之间上下运动。
19.根据权利要求17的腔室，其中该工件架还适于绕着第一轴线旋转。
20.根据权利要求16的腔室，其中该沉积设备包括一个电化学机械沉积设备。
21.根据权利要求16的腔室，其中该下段还包括一个O形圈和一个密封和防飞溅部分。
22.根据权利要求16的腔室，其中该上段包括一个或多个位于该上段的内壁上用以向该工件提供净化液的喷嘴。
23.根据权利要求16的腔室，其中该组挡板连接于连接滚轮，以便使该组挡板从竖直位置向水平位置，或从水平位置向竖直位置运动。
24.根据权利要求16的腔室，其中该上腔室包括用来从该腔室排出净化液的出口通道。
25.根据权利要求16的腔室，其中一个或多个喷雾器还适于向该工件提供干燥气体。
26.一种在一个腔室中在工件上沉积导电材料并净化该工件的方法，该方法包括以下步骤放低该工件进入该腔室的一个下段；在该腔室的该下段中在该工件上沉积导电材料；把该工件从该下段提升到该腔室的上段；把可动护罩定位于该下段与该上段之间；以及在该上段中净化该工件。
27.根据权利要求26的方法，其中放低和提升步骤包括提供工件架的步骤，其中该工件架用一个附接于该工件架的可动轴被放低和提升。
28.根据权利要求26的方法，其中该沉积步骤还包括用电化学机械沉积处理来沉积导电材料的步骤。
29.根据权利要求26的方法，其中该净化步骤还包括以下步骤使该工件绕着第一轴线旋转；向该工件提供净化液；以及通过旋转该工件来干燥该工件。
30.根据权利要求29的方法，其中该提供步骤还包括从一组位于该上腔室的内壁上的喷嘴喷淋净化液。
31.根据权利要求29的方法，其中该可动护罩包括一组连接于连接滚轮的挡板而且其中该提供步骤还包括从位于该组挡板的上表面的一组喷雾器喷淋净化液。
32.根据权利要求29的方法，其中该可动护罩包括一个附接于一个护罩支架的挠性护罩。
33.根据权利要求32的方法，其中该护罩支架包括一组耦合于一组滚轮的绳索。
34.根据权利要求33的方法，其中该挠性护罩适于用该护罩支架进出该腔室运动。
35.根据权利要求29的方法，还包括一个在一个内壁上的窄缝和一个壳体，致使该挠性护罩的一端可以位于该窄缝内而另一端可以位于该壳体内。
36.根据权利要求29的方法，其中在已经向该工件提供净化液之后，该溶液利用该可动护罩流出该腔室。
37.根据权利要求29的方法，其中该干燥步骤还包括向该工件吹送干燥气体。
38.根据权利要求26的方法，其中该定位可动护罩的步骤包括把该护罩定位于从水平面一个角度处的步骤。
39.根据权利要求38的方法，其中该角度在5～60度之间。
40.一种用来沉积导电材料并净化半导体工件表面的单个密闭腔室，包括一个可动护罩，该可动护罩适于把该密闭腔室分割成一个下段和一个上段，致使新创建的上段基本上不包含任何在新创建的下段中所使用的化学品，而且其中该下段用来在该半导体工件的表面上沉积导电材料而该上段用来净化该半导体工件的表面。
41.根据权利要求40的单个密闭腔室，还包括一个适于支承该工件的工件架，其中该工件架适于从该下段向该上段和从该上段向该下段运动。
42.根据权利要求40的单个密闭腔室，其中该下段包括一个用来在该工件的表面上沉积导电材料的电化学机械沉积设备。
43.根据权利要求42的单个密闭腔室，其中该下段还包括从该下段的内壁伸出的第一组防飞溅护罩。
44.根据权利要求40的单个密闭腔室，其中该上段包括一组从该上段的内壁伸出的适于向该工件提供净化液的喷嘴。
45.根据权利要求44的单个密闭腔室，其中该上段还包括在该组喷嘴上方从该上段的内壁伸出的防飞溅护罩。
46.根据权利要求40的单个密闭腔室，其中该可动护罩靠一个护罩支架来支承。
47.根据权利要求46的单个密闭腔室，其中该护罩支架包括一组耦合于一组滚轮的绳索。
48.根据权利要求47的单个密闭腔室，其中该可动护罩适于用该护罩支架进出该腔室运动。
49.根据权利要求40的单个密闭腔室，还包括一个在内壁之一上的窄缝和一个壳体，致使该可动护罩的一端可以位于该窄缝内而另一端可以位于该壳体内。
50.根据权利要求40的单个密闭腔室，其中该可动护罩包括一对附接于连接滚轮的挡板。
51.一种用来沉积导电材料并净化工件的腔室，包括用来把该腔室分割成一个下段和一个上段的机构；用来在该腔室的该下段中在该工件上沉积导电材料的机构；以及用来在该腔室的该上段中净化该工件的机构。
52.一种用来对工件进行至少两个处理步骤的腔室，包括一个把该腔室界定为一个下段和一个上段的可动护罩；用来在该腔室的该下段中进行第一处理步骤的机构；以及用来在该腔室的该上段中进行第二处理步骤的机构。
53.根据权利要求52的腔室，还包括一个适于在该下段和该上段中支承该工件的工件架。
54.根据权利要求53的腔室，其中该工件架还适于从一侧到另一侧运动和在该下段与该上段之间上下运动。
55.根据权利要求53的腔室，其中该工件架还适于绕着第一轴线旋转。
56.根据权利要求52的腔室，其中该第一处理步骤包括该工件上的一个表面的沉积、抛光、蚀刻、以及改性之一。
57.根据权利要求52的腔室，其中该第二处理步骤包括该工件上的一个表面的冲洗、净化、沉积、蚀刻、改性、以及干燥之一。
58.根据权利要求52的腔室，其中该可动护罩靠一个护罩支架来支承。
59.根据权利要求58的腔室，其中该护罩支架包括一组耦合于一组滚轮的绳索。
60.根据权利要求59的腔室，其中该可动护罩适于用该护罩支架进出该腔室运动。
61.根据权利要求58的腔室，还包括一个在内壁之一上的窄缝和一个壳体，致使该可动护罩的一端可以位于该窄缝内而另一端可以位于该壳体内。
62.根据权利要求52的腔室，其中该可动护罩位于从水平面一个角度处。
63.根据权利要求52的腔室，其中该可动护罩包括一对附接于连接滚轮的挡板。
64.根据权利要求52的腔室，其中该可动护罩包括一种挠性材料。
65.一种对工件进行至少两个处理步骤的方法，该方法包括以下步骤把该工件放低进入该腔室的一个下段；在该腔室的该下段中对该工件进行第一处理步骤；把该工件从该下段提升到该腔室的上段；把该可动护罩定位于该下段与该上段之间；以及在该上段中对该工件进行第二处理步骤。
66.根据权利要求65的方法，其中该第一处理步骤包括该工件上的一个表面的沉积、抛光、蚀刻、以及改性之一。
67.根据权利要求65的方法，其中该第二处理步骤包括该工件上的一个表面的冲洗、净化、沉积、蚀刻、改性、以及干燥之一。
68.一种对工件进行至少两个处理步骤的方法，该方法包括以下步骤在把可动护罩定位于腔室的上段与下段之间之后在上段中对工件进行第二处理步骤；重新定位该可动护罩致使该工件可以被放低进入该腔室的下段；把该工件放低进入该腔室的该下段；在该腔室的该下段中对该工件进行第一处理步骤。
69.根据权利要求68的方法，其中该第一处理步骤包括工件上的一个表面的沉积、抛光、蚀刻、以及改性之一。
70.根据权利要求68的方法，其中该第二处理步骤包括工件上的一个表面的冲洗、净化、沉积、蚀刻、改性、以及干燥之一。
71.根据权利要求70的方法，其中该蚀刻或改性步骤还包括向该工件的表面提供来自基本上由O2、CF4、Cl2和NH2组成的一组中的一种气体。
72.根据权利要求71的方法，还包括在向该工件的表面提供气体的同时加热该工件的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种密闭腔室,该腔室用来进行多种处理步骤,例如沉积、抛光、蚀刻、改性、冲洗、净化、以及干燥工件上的一个表面。在本发明的一个例子中,该腔室用来在半导体晶片上电化学机械沉积导电材料。然后同一密闭腔室可以用来冲洗和净化同一晶片。结果,本发明消除了对用来沉积导电材料和净化晶片的分开的处理站的需要。于是,用本发明,可以减少成本和物理空间,同时提供用一个密闭腔室在晶片表面上进行多种处理的高效设备和方法。
文档编号H01L21/3063GK1423830SQ00818435
公开日2003年6月11日 申请日期2000年12月15日 优先权日1999年12月17日
发明者康斯坦丁·沃勒达斯基, 博古斯劳·A·纳格斯基, 利马·沃勒达斯基, 道格拉斯·W·扬, 凯普连·乌泽, 赫梅杨·塔利 申请人:纳托尔公司