用于在薄衬底搬运期间防止碎裂的混合式接触指的制作方法

用于在薄衬底搬运期间防止碎裂的混合式接触指
相关申请的交叉引用
1.本技术要求于2020年4月30日申请的美国临时申请no.63/018,039的权益。上述引用的申请其全部公开内容都通过引用合并于此。
技术领域
2.本公开涉及电镀系统，且更具体地涉及用于电镀系统的混合式接触指。

背景技术：

3.这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。
4.在一些应用中，在下游处理之前，如半导体晶片之类的衬底使用砂轮薄化为理想厚度。衬底可能过薄而不足以在研磨、后续搬运和/或下游处理期间支撑衬底。在此情况中，衬底接合至用作支撑结构的载体衬底，并且稍后在处理完成时脱离载体衬底。即使有着由载体衬底提供的额外支撑，但该衬底在下游处理期间容易破裂和剥离(chipping)。

技术实现要素：

5.一种用于在衬底电镀系统中提供对衬底的电气连接的接触件包含：具有弓形形状的主体。所述主体的所述弓形形状被配置成符合布置于所述衬底电镀系统的唇形密封件和杯件上的衬底的至少一部分的形状。多个第一接触指从所述主体延伸第一距离。多个第二接触指从所述主体延伸第二距离。所述第一距离大于所述第二距离。
6.在其他特征中，所述多个第一接触指被配置成在电镀期间接触布置于与载体衬底接合的衬底上方的种子层。所述多个第二接触指被配置成在电镀期间在从所述衬底的径向外边缘之外的位置处接触所述载体衬底。所述多个第一接触指中的数个与所述多个第二接触指中的数个交替。所述多个第一接触指中的p个被布置为彼此紧邻，且所述多个第二接触指中的q个被布置为彼此紧邻。p和q是大于或等于1的整数。p和q相等，大于一且小于二十。p大于q。q大于p。
7.在其他特征中，多个第三接触指延伸第三距离，所述第三距离不同于所述第一距离和所述第二距离。多个“u”形切除部位于所述多个第一接触指与所述多个第二接触指之间。所述多个第一接触指在其径向外端处连接在一起。
8.在其他特征中，所述多个第一接触指中的至少一者的径向内端具有“v”形轮廓。所述第一距离是在0.6mm至4.2mm的范围中，且第二距离是在0.2mm至1.0mm的范围内。所述第一接触指具有在0.001”至0.0045”的范围内的厚度，且所述第二接触指具有在0.0035”至0.007”的范围内的厚度。所述接触件的所述主体是环形的。
9.在其他特征中，所述接触件包含所述主体的n个接触件，所述n个接触件中的每一个跨越360
°
/n，以及所述n个接触件以连续方式布置于所述唇形密封件的周边的周围。电镀
系统包含所述接触件、杯件、及布置于所述杯件上的唇形密封件。在电镀期间，所述接触件被布置于所述唇形密封件与所述衬底之间。
10.配置为坐落在杯件的唇形密封件上的接触件包含第一主体，该第一主体具有弓形形状，并且包含：多个第一接触指，其从所述第一主体延伸第一距离；以及多个第一空间，其位于所述多个第一接触指中的选定者之间。第二主体具有弓形形状，并且包含：多个第二接触指，其从所述第二主体延伸第二距离；以及多个第二空间，其位于所述多个第一接触指中的选定者之间。所述第二距离大于所述第一距离。所述第一主体和所述第二主体被配置为重叠，其中所述多个第一接触指与所述多个第二空间对准，并且所述多个第二接触指与所述多个第一空间对准。
11.在其他特征中，所述多个第二接触指被配置成接触与载体衬底接合的衬底的种子层。所述多个第一接触指被配置成在所述衬底径向外侧接触所述载体衬底。所述多个第一接触指被配置成在所述衬底的径向外边缘外侧接触种子层。
12.一种电镀系统包含所述接触件、杯件及布置于所述杯件上的唇形密封件。
13.一种在衬底电镀系统中提供对衬底的电气连接的接触件包含第一主体和第二主体。所述第一主体具有弧形形状，并且包含从所述第一主体延伸第一距离的n个第一接触指，其中n是大于1的整数。所述第二主体具有弧形形状，且包含从所述第二主体延伸第二距离的m个第二接触指，其中m是大于1的整数，并且n:m的比是1:p，其中p是正整数。所述第二距离大于所述第一距离。所述n个第一接触指和所述m个第二接触指具有相同宽度。所述第一主体和所述第二主体被配置为重叠，其中所述n个第一接触指对准于所述m个第二接触指中的至少多个并且堆叠于其顶部上。
14.在另一特征中，p＝1、p＝2、p＝3。
15.在另一特征中，所述m个第二接触指被配置成接触与载体衬底接合的衬底的种子层。
16.在另一特征中，所述n个第一接触指被配置成在所述衬底径向外侧接触所述载体衬底。
17.在另一特征中，所述n个第一接触指被配置成在所述衬底的径向外边缘外侧接触种子层。
18.根据详细描述、权利要求和附图，本公开内容的适用性的进一步的范围将变得显而易见。详细描述和具体示例仅用于说明的目的，并非意在限制本公开的范围。
附图说明
19.根据详细描述和附图将更充分地理解本公开，其中：
20.图1a至1f描绘了一种将衬底附接于载体衬底的方法；
21.图2a至2d描绘了当将衬底附接于载体衬底时可能发生的问题；
22.图3是在衬底的电镀期间使用的衬底保持器的侧剖面图；
23.图4a和4b是描绘了在电镀期间的接触指的放大图；
24.图5a和5b是描绘了包含精确主体和接触指的接触件的平面图；
25.图5c是根据本公开的包含混合式接触指的接触件的示例的平面图；
26.图5d是描绘了与衬底接触的混合式接触指的侧视图；
27.图6a至6e是描绘了根据本公开的包含混合式接触指的接触件的其他示例的平面图；
28.图7a至7c是描绘了根据本公开的包含混合式接触指的重叠接触件的其他示例的平面图；
29.图7d是描绘了包含与衬底接触的混合式接触指的重叠接触件的侧视图；
30.图8a至8d是描绘了根据本公开的混合式接触指轮廓的变化的侧视图；
31.图9a至9c描绘了混合式接触指的宽度变化；
32.图10a和10b描绘了根据本公开的在混合式接触指的径向内端的上具有“v”形端轮廓的接触指；
33.图11a至11c是描绘了不同混合式接触指轮廓对抵靠在衬底表面上的弹簧力的效果的侧视图；
34.图12a至12c描绘了根据本公开的接触件的多种不同类型；
35.图13a至13c是根据本公开的包含混合式接触指的重叠接触件的其他示例的平面图；
36.图14a至14c是描绘了根据本公开的包含混合式接触指的重叠接触件的其他示例的平面图；
37.图15是描绘了包含与衬底接触的堆叠式接触指的图13a-14c的重叠接触件的侧视图。
38.在附图中，可以重复使用附图标记来标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
39.本公开涉及在如电镀之类的衬底处理期间使用的接触件。根据本公开的该接触件包含混合式接触指。第一组混合式接触指被设计为与载体衬底接合的该衬底的径向外边缘接触。在电镀期间，该第一组接触指提供对该衬底上的种子层的电气连接。第二组混合式接触指被设计为在该衬底的径向外侧接触载体衬底。该第二组接触指有助于破坏由唇形密封件形成的对该衬底的密封。
40.现在参考图1a至1f，显示一种方法，其用于例如主动si晶片之类的衬底14对载体衬底10的附接。在图1a中，粘附层12应用于在载体衬底10的一侧上的第一表面。在图1b中，衬底14的第一表面被布置为与粘附层12接触。在图1c中，衬底14的第二表面由砂轮研磨，以将衬底14的厚度减少至理想厚度。
41.在图1d中，在研磨期间及之后，为了防止在搬运或其他下游处理期间的损害，薄化衬底18由载体衬底10所支撑。在图1e中，该搬运和/或如沉积、蚀刻、图案化、电镀和/或其他衬底处理之类的其他下游处理被执行(通常于所研磨的衬底的该侧上)。在图1e中，衬底18最终从载体衬底10分离，以产生已薄化及已处理衬底。
42.现在参考图2a至2d，当将衬底14附接于载体衬底时，可能出现许多问题。在图2a的示例中，接合的衬底组件200包含载体衬底10及其他层204，其包含粘附层12、衬底210和种子层214。在一些示例中，种子层214是铜(cu)种子层。在一些示例中，载体衬底10由玻璃或硅构成，并且具有在400-700μm范围内的厚度，但也可使用其他厚度。在一些示例中，在研磨后，衬底18的厚度是在10至150μm的范围内，但也可使用其他厚度。
43.在图2b中，如在230显示，种子层214也会覆盖载体衬底的一部分。在图2c中，粘附层12可能不完全延伸于衬底210下，这会使衬底容易破裂或断裂。在图2d中，如在250显示，粘附层12也会延伸超出衬底210。
44.现在参考图3，电镀组件300包含杯件312和锥体314。尽管为了讨论目的而显示特定组件，但也可使用其他类型的组件、搬运设备或处理设备。杯件312由顶板310和支柱316支撑。通常而言，接合的衬底320坐落于提供支撑的杯件312上。杯件312包含开口，来自镀槽的电解液经过该开口接触衬底320。衬底320具有前/工作侧322，电镀在此处发生。衬底320的外周边坐落于杯件312的唇形密封件330上。主轴334使锥体314压抵着锥体密封件336，以将衬底320保持于合适位置，并且将衬底320密封抵靠唇形密封件330。包含接触指的接触环350位于唇形密封件330的面向上表面与衬底320的面向下表面之间。在电镀期间，接触环350对衬底320提供电气连接。
45.现在参考图4a和4b，接触件的接触指在电镀或其他衬底处理期间被显示。在图4a中，接触指414坐落于由杯件(未显示)支撑的唇形密封件412上。当接合的衬底418压抵唇形密封件412时，接触指414的径向内端416用作弹簧。在图4b中，抵靠衬底210的来自接触指414的径向内端416的压力可能使衬底210破裂和/或一个以上层可能断裂，如在204-1所示。
46.接触指用作从功率源至衬底的电气连接。接触指中的一些需要制成与在衬底210上的种子层214良好电气连接。通常而言，较长、较平坦的接触指形成较佳的电气连接。接触件也用于第二目的，对电镀之后的衬底提供抬升而使衬底摆脱抵住唇形密封件414的吸力。具有更多弹簧力的陡角度接触件提供较好的抬升，而较平坦的接触件较容易粘住唇形密封件412。接触指(特别是提供强抬升者)是在如主动si晶片之类的薄衬底上的晶片破裂/剥离的主要来源。
47.在此讨论的系统和方法用于提供一种接触设计，其制成与在衬底上的种子层良好电气连接、提供强抬升以免晶片在电镀后粘住唇形密封件、并且不破裂或剥离衬底。本公开涉及接触件，包含解决前述问题的混合式接触指和/或其他特征。在一些示例中，混合式接触指包含两种以上类型的接触指，其用于接触单一衬底。
48.现在参考图5a和5b，包含多个接触指的接触件500被显示。在图5a中，接触件500包含外部分510及从该外部分510径向向内延伸的内部分514。内部分514包含径向向内突出的接触指(示例显示于图5b、5c和6a至6e)。尽管接触件500的内部分514包含接触指，但该接触指可布置于外部分510上。在图5b中，接触指530以相同距离径向向内延伸。
49.在图5c和5d中，接触指具有不同长度并且是混合的。与第二接触指550相比，第一接触指540更加向内延伸。在一些示例中，第一接触指540与第二接触指550交替。然而，可使用不同模式。举例而言，第一接触指540中的f个可布置于第二接触指中的g个之间，其中f和g是大于或等于一的整数。
50.此混合式接触指布置具有若干优势。第二接触指550与载体衬底物理接触，并且通常不与该衬底物理接触，这最小化破裂/剥离的风险。第二接触指550提供抬升以避免衬底粘住唇形密封件。
51.在一些示例中，第二接触指550具有在0.2mm至1.0mm的范围内(例如，0.4mm)的长度。在一些示例中，第二接触指550具有比第一接触指540更陡峭的角度。在一些示例中，最靠近该衬底的第二接触指550的第二弯曲的角度是在45
°
至135
°
的范围内(例如105
°
)。
52.在一些示例中，第二接触指550比第一接触指540更硬。举例而言，第二接触指可使用厚度在0.0035”至0.007”(例如0.004”)的范围内的材料。在一些示例中，如果种子层延伸超过如图2b中显示的衬底，第二接触指550也可制成与种子层电气连接。
53.第一接触指540制成与衬底电气连接。特性包含用于良好电气连接的较长长度。在一些示例中，该长度是在0.6mm至4.2mm的范围内(例如1.3mm)。在一些示例中，第一接触指540的第二弯曲具有范围是在45
°
至135
°
(例如115
°
)中的较浅角度。在一些示例中，第一接触指540以比第二接触指550更薄的材料制成。在一些示例中，第一接触指540的厚度是在0.001”至0.0045”的范围内(例如0.002”)，以减少薄晶片破裂和剥离。
54.在一些示例中，第一接触指540和第二接触指550由传导材料制成。举例而言，传导材料可包含不锈钢(ss)、镀白金的ss、7、铍铜、和/或其他合金或金属。
55.在此叙述的混合式接触指允许较浅、较缓和的电气接触(使用较长长度的接触指)以最小化破裂风险，而(使用较短的接触指)减少粘住的风险，如在图5d中显示的。
56.现在参考图6a至6e，包含混合式接触指的接触件的其他示例被显示。在图6a中，接触件600被显示为包含外部分606以及包含接触指610、614和620(具有相应的递增长度)的内部分608。取代在两种类型的接触件之间交替，接触件600包含3种以上的径向长度、周向宽度、材料厚度和/或材料类型。
57.在图6b、6d和6e中，接触环部分630被显示为包含外部分606以及包含p个接触指634(其彼此相邻布置，具有相同的第一长度)的组的内部分608。接触环部分630包含q个接触指638(其彼此相邻布置，具有相同的第二长度)的组，其中该第一长度短于第二长度。p个接触指634的组被布置成相邻于q个接触指638的组。p和q是大于或等于1的整数，其中p或q中的至少一者大于或等于1。在一些示例中，p和q小于或等于30、20、10、8、6或4。在一些示例中，p和q相等。在图6b中，对接触环部分630而言，p＝q＝6。在图6d中，对接触环指670而言，p＝1，而q＝2。在图6e中，对接触环指680而言，p＝1，而q＝3。尽管显示特定示例，但也预期其他组合。
58.在图6c中，接触环部分640包含限定第一接触指650和第二接触指654的“u”形切除部652。两个以上的第二接触指654连接在一起，并且延伸远于第一接触指650。在一些示例中，第二接触指654中的二、三、四或更多个连接在一起，以制成周向较长的接触件，其最大化在种子层上的接触面积。在一些示例中，额外切除部(未显示)可在第二接触指654中的所选定者之间制成，以将第二接触指654分离成理想个数的连接的第二接触指654。在其他示例中，第二接触指654中的全部维持接合在一起。此设计会有利于薄种子层和/或边缘式分布的(marginally distributed)种子层。
59.现在参考图7a至7d，包含混合式接触指的重叠接触件被显示。在图7a中，第一接触件710包含外部分712和内部分714。接触指716向内延伸且由空间718分离。第二接触件720包含外部分712和内部分714。接触指724径向向内延伸且由空间728分离。该接触件710以重叠方式布置于第二接触件720上，其中接触指716与空间728对准，且接触指724与空间718对准，如图7c中可见的。重叠接触件可维持为独立件，其在组装到杯件中时相互上下叠置并且保持于合适位置。替代地，重叠件可进行点焊接、粘合、或使用其他方式永久性地彼此附接。
60.在图7d中，接触指724提供对种子层的电气连接，并且接触指716接触载体衬底，以有助于在电镀后破坏密封。图7a至7c显示了来自第一接触件710的接触指716中的一者在来
13c中，较短接触指716在数量上比较长接触指530来得少，并且对准于较长接触指530中的仅一些且堆叠于其顶部上。在图14a-14c中，较短接触指716在数量上与较长接触指530相等，并且对准于较长接触指530且堆叠于其顶部上。
70.在图13a-13c中，图13a相似于图7a，且图13b相似于图5b。在图13a中，第一接触件710包含外部分712及内部分714。接触指716向内延伸且由空间718分离。在图13b中，第二接触件500包含外部分510及从外部分510向内径向延伸的内部分514。内部分514包含向内径向突出的接触指530。尽管第二接触件500的内部分514包含接触指530，但接触指530可布置于外部分510上。接触指716在长度上比接触指530短。接触指716和530具有相同宽度。接触指716的数量小于接触指530的数量。举例而言，接触指716的数量与接触指530的数量的比可以是1:2、1:3等等。
71.在图13c中，较短接触指716对准于较长接触指530中的仅一些且堆叠于其顶部上，取决于在接触指716和530之间的1:n比，其中n是大于1的整数。第一接触件710以重叠方式布置于第二接触件500上，其中接触指716对准于较长接触指530中的一些且堆叠于其顶部上。
72.在图14a-14c中，图14a与图13a的不同处在于第一接触件711包含未由空间718分离的接触指716。在其他方面，第一接触件711在所有其他方面相似于第一接触件710。图14b相同于图13b，并且因此为了简洁不再描述。较短接触指716在长度上也小于较长接触指530。接触指716和530也具有相同宽度。然而，接触指716的数量等于接触指530的数量。即，接触指716的数量与接触指530的数量的比是1:1。
73.在图14c中，较短接触指716分别对准于较长接触指530且堆叠于其顶部上。第一接触件711以重叠方式布置于第二接触件500上，其中接触指716分别对准于较长接触指530且堆叠于其顶部上。
74.图15(相似于图7d)显示接触指530对种子层214提供电气接触，并且接触指716接触载体衬底418以有助于在电镀之后打破密封。如上述参考图7d所描述的，重叠接触件可维持为独立件，其在组合到杯件中时相互上下叠置且保持在合适位置。替代地，重叠件可以点焊接、粘合、或使用其他方式永久性彼此附接。
75.前面的描述本质上仅仅是说明性的，并且绝不旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以以各种形式实现。因此，虽然本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应当被如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求时，其他修改将变得显而易见。应当理解，在不改变本公开的原理的情况下，方法中的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时地)执行。此外，虽然每个实施方案在上面被描述为具有某些特征，但是相对于本公开的任何实施方案描述的那些特征中的任何一个或多个，可以在任何其它实施方案的特征中实现和/或与任何其它实施方案的特征组合，即使该组合没有明确描述。换句话说，所描述的实施方案不是相互排斥的，并且一个或多个实施方案彼此的置换保持在本公开的范围内。
76.使用各种术语来描述元件之间(例如，模块之间、电路元件之间、半导体层之间等)的空间和功能关系，各种术语包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“紧挨”、“在...顶部”、“在...上面”、“在...下面”和“设置”。除非将第一和第二元件之间的关系明确地描述为“直接”，否则在上述公开中描述这种关系时，该关系可以是直接关系，其中在第一和第二元件
之间不存在其它中间元件，但是也可以是间接关系，其中在第一和第二元件之间(在空间上或功能上)存在一个或多个中间元件。如本文所使用的，短语“a、b和c中的至少一个”应当被解释为意味着使用非排他性逻辑或(or)的逻辑(a或b或c)，并且不应被解释为表示“a中的至少一个、b中的至少一个和c中的至少一个”。

技术特征：

1.一种接触件，其在衬底电镀系统中提供对衬底的电气连接，所述接触件包含：主体，其具有弓形形状，其中所述主体的所述弓形形状被配置成符合布置于所述衬底电镀系统的唇形密封件和杯件上的衬底的至少一部分的形状；多个第一接触指，其从所述主体延伸第一距离；以及多个第二接触指，其从所述主体延伸第二距离，其中所述第一距离大于所述第二距离。2.根据权利要求1所述的接触件，其中所述多个第一接触指被配置成在电镀期间接触布置于与载体衬底接合的衬底上方的种子层。3.根据权利要求2所述的接触件，其中所述多个第二接触指被配置成在电镀期间在从所述衬底的径向外边缘之外的位置处接触所述载体衬底。4.根据权利要求1所述的接触件，其中所述多个第一接触指中的数个与所述多个第二接触指中的数个交替。5.根据权利要求1所述的接触件，其中所述多个第一接触指中的p个被布置为彼此紧邻，且所述多个第二接触指中的q个被布置为彼此紧邻，其中p和q是大于或等于1的整数。6.根据权利要求5所述的接触件，其中p和q相等，大于一且小于二十。7.根据权利要求5所述的接触件，其中p大于q。8.根据权利要求5所述的接触件，其中q大于p。9.根据权利要求1所述的接触件，其还包含延伸第三距离的多个第三接触指，所述第三距离不同于所述第一距离和所述第二距离。10.根据权利要求1所述的接触件，其还包含位于所述多个第一接触指与所述多个第二接触指之间的多个“u”形切除部。11.根据权利要求10所述的接触件，其中所述多个第一接触指在其径向外端处连接在一起。12.根据权利要求1所述的接触件，其中所述多个第一接触指中的至少一者的径向内端具有“v”形轮廓。13.根据权利要求1所述的接触件，其中所述第一距离是在0.6mm至4.2mm的范围中，且所述第二距离是在0.2mm至1.0mm的范围内。14.根据权利要求1所述的接触件，其中所述第一接触指具有在0.001”至0.0045”的范围内的厚度，且所述第二接触指具有在0.0035”至0.007”的范围内的厚度。15.根据权利要求1所述的接触件，其中所述接触件的所述主体是环形的。16.根据权利要求1所述的接触件，其中：所述接触件包含所述主体的n个，所述n个中的每一个跨越360
°
/n，以及所述n个以连续方式布置于所述唇形密封件的周边的周围。17.一种接触件，在衬底电镀系统中提供对衬底的电气连接，所述接触件包含：第一主体，其具有弓形形状，并且包含：多个第一接触指，其从所述第一主体延伸第一距离；以及多个第一空间，其位于所述多个第一接触指中的选定者之间；以及第二主体，其具有弓形形状，并且包含：
多个第二接触指，其从所述第二主体延伸第二距离；以及多个第二空间，其位于所述多个第一接触指中的选定者之间，其中所述第二距离大于所述第一距离，以及其中所述第一主体和所述第二主体被配置为重叠，其中所述多个第一接触指与所述多个第二空间对准，并且所述多个第二接触指与所述多个第一空间对准。18.根据权利要求17所述的接触件，其中所述多个第二接触指被配置成接触与载体衬底接合的衬底的种子层。19.根据权利要求18所述的接触件，其中所述多个第一接触指被配置成在所述衬底径向外侧接触所述载体衬底。20.根据权利要求17所述的接触件，其中所述多个第一接触指被配置成在所述衬底的径向外边缘外侧接触种子层。

技术总结

一种用于在衬底电镀系统中提供对衬底的电气连接的接触件包含：具有弓形形状的主体。所述主体的所述弓形形状被配置成符合布置于所述衬底电镀系统的唇形密封件和杯件上的衬底的至少一部分的形状。多个第一接触指从所述主体延伸第一距离。多个第二接触指从所述主体延伸第二距离。所述第一距离大于所述第二距离。离。离。

技术研发人员：

斯蒂芬

受保护的技术使用者：

朗姆研究公司

技术研发日：

2021.04.12

技术公布日：

2022/12/16