一种晶圆电镀预处理设备及系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种晶圆电镀预处理设备及系统，其中，晶圆电镀预处理设备包括工艺槽体和角度倾斜系统；工艺槽体的内部具有用于盛放处理液的工艺腔，工艺腔内设有卡持晶圆的夹持部；角度倾斜系统与工艺槽体连接，角度倾斜系统能够驱动工艺槽体整体旋转。本实用新型专利技术提供的晶圆电镀预处理设备及系统，操作简单，通过角度倾斜系统的设计，使得在预处理过程中，晶圆随工艺槽体一同倾斜及摆动，有利于孔洞中的空气被处理液置换并溢出，实现极好的预处理效果，同时，由于角度倾斜系统位于工艺槽体外部，这一方面大大提高了工艺槽体的密封性，另一方面，无须对驱动源即角度倾斜系统进行防水及耐腐蚀处理，大大提高了经济效益。大大提高了经济效益。大大提高了经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆电镀预处理设备及系统


[0001]本技术涉及晶圆制备领域，具体地，涉及一种晶圆电镀预处理设备及系统。

技术介绍

[0002]晶圆，其被广泛用于集成电路的制造中。未经预处理的晶圆，其表面因存在细微的孔洞，在后续的电镀操作中，由于电镀液的表面张力，电镀液与晶圆表面之间的固液界面极易形成气体气泡，导致电镀层缺陷。
[0003]针对上述问题，常规的应对措施是对晶圆进行预润湿处理。即在常压环境下，将晶圆设置在一工艺槽体内，工艺槽体内灌入晶圆处理液，晶圆处理液的液面浸没晶圆。通过预润湿可以使晶圆处理液进入晶圆表面的孔洞中，有利于下一步电镀工艺的进行。
[0004]然而，实践表明，上述处理方法无法有效的置换出位于孔洞内的空气。图1中即展示了上述预润湿方式的效果，其中，斜线部分为晶圆处理液101，竖直的长条为孔洞102，孔洞102的空白区域为待预润湿的深孔103。可以看到，深孔103内被空气所占据，导致晶圆处理液101根本无法抵达深孔103，而只浸润了晶圆的表面位置以及表面以下的浅层，所以并没有达到预期的效果。
[0005]基于此现状，有技术人员提出通过对晶圆进行旋转的方式使孔洞内的气体充分溢出。如可以将晶圆放置在晶圆夹盘上，并将该晶圆夹盘设置在工艺槽体内，工艺槽体内灌入晶圆处理液，密封工艺槽体，晶圆夹盘的中心通过一传动杆连接至旋转电机，传动杆在旋转电机的驱动下带动晶圆夹盘旋转。
[0006]上述方式在降低晶圆处理液填充深孔难度的问题上发挥了一定作用，但仍具备如下缺陷：
[0007]第一，由于旋转电机不能浸泡在晶圆处理液内，因此需要在旋转电机外加装密封外壳，这导致现有技术中的预润湿设备结构复杂、操作不便，需要额外对旋转电机进行防水处理，当处理液为具有腐蚀性液体时，还须对旋转电机进行耐腐蚀处理，这无疑增大了加工难度和加工成本，如果旋转电机外壳不慎发生泄漏，晶圆处理液进入旋转电机又将导致安全隐患，晶圆处理液也会被严重污染。
[0008]第二，为改善工艺处理效果，可对工艺槽体抽真空，在此情况下，为了保证工艺槽体的密封性，需要对旋转电机的供电线路采取密封措施，这无疑会增加预润湿设备的加工难度和成本，且如前文所述，一旦密封不当，还会导致安全隐患，污染晶圆处理液，造成经济损失，影响晶圆加工效率。

技术实现思路

[0009]针对现有技术中的缺陷，本技术提出了一种新的晶圆电镀预处理设备，并一并提出了包含该晶圆电镀预处理设备的预处理系统，本技术通过角度倾斜系统的设置，使承载晶圆及处理液的工艺槽体整体被驱动而旋转及摆动，从而保证了设备的密封性，且能够促使位于深孔中的气体让位于处理液，使处理液更容易抵达晶圆表面的深孔位置，
达到了更好的预处理效果。
[0010]为了达到上述目的，本技术提供了如下技术方案：
[0011]一种晶圆电镀预处理设备，包括工艺槽体和角度倾斜系统，所述工艺槽体的内部具有用于盛放处理液的工艺腔，工艺腔内设有卡持晶圆的夹持部；所述角度倾斜系统与工艺槽体连接，角度倾斜系统能够驱动工艺槽体整体旋转；
[0012]所述角度倾斜系统包括第一驱动装置、第一同步带轮、第二同步带轮以及旋转主轴，所述第一驱动装置的输出轴与第一同步带轮连接，第一同步带轮通过同步带与第二同步带轮联动，第二同步带轮连接旋转主轴，旋转主轴连接工艺槽体。
[0013]本技术方案中，通过采用以上结构设计，利用工艺腔内设置的夹持部将晶圆固定于工艺槽体内部，通过角度倾斜系统带动工艺槽体整体进行旋转，整个设备结构简单，且由于角度倾斜系统位于工艺槽体外部，这一方面大大提高了工艺槽体的密封性，另一方面，无须对驱动源即角度倾斜系统进行防水处理及耐腐蚀处理，大大提高了经济效益。同时，通过角度倾斜系统的设计，使得在预处理过程中，晶圆随工艺槽体一同从水平位置向一侧倾斜并摆动，有利于孔洞中的空气被处理液置换并溢出，实现良好的预处理效果。当需要使工艺槽体整体旋转时，使第一驱动装置驱动第一同步带轮旋转，第一同步带轮通过同步带带动第二同步带轮旋转，第二同步带轮进一步带动与其连接的旋转主轴旋转，旋转主轴与工艺槽体连接，使得工艺槽体也被带动旋转。通过以上的结构设计，使得角度倾斜系统的整体结构简单，便于操作，且由于采用同步带轮传动，保证了工艺槽体旋转角度的精确性和旋转过程的稳定性。
[0014]优选地，还包括旋转密封系统，所述旋转密封系统包括第二驱动装置；所述工艺槽体包括具有开口的槽体框架、与槽体框架配合使用的盖板，盖板通过铰链机构与槽体框架转动连接，第二驱动装置的输出轴与盖板连接并能够驱动盖板翻转。
[0015]本技术方案中，通过采用以上结构设计，当需要将工艺槽体密封时，可通过第二驱动装置控制盖板与槽体框架配合实现密封，这样的结构设计能够自动化的实现工艺槽体的密封，提高效率。
[0016]优选地，所述第二驱动装置包括两个气缸，两个气缸分别设置于盖板的两侧，两个气缸的活塞杆分别连接于盖板的两端。
[0017]本技术方案中，通过采用以上结构设计，采用气缸驱动盖板的开合，气缸相较于其他电动执行器，操作更为便捷，且对使用环境无特殊要求，基本可实现免维护。此外，当需要调节盖板的开合速度时，仅仅调节安装在气缸两侧的单向节流阀就可简单地实现稳定的速度控制，非常便捷。
[0018]优选地，所述夹持部包括若干个支撑柱，支撑柱上设置有卡持晶圆外圆面的卡槽。
[0019]本技术方案中，通过在支撑柱上设置卡槽，并将支撑柱设置于工艺腔内，这一方面简化了卡槽安装的难度，另一方面，有利于提高卡槽的稳定性。
[0020]优选地，所述工艺槽体的侧壁设置有抽气口及泄压口，所述抽气口用于连接抽气装置，所述抽气口位置高于工艺腔内处理液的高度。
[0021]本技术方案中，通过采用以上结构设计，利用抽气口，有利于工艺槽体连接外部的抽气装置如真空泵，进而有利于降低工艺槽体内气体的压力，从而有利于处理液在大气压的作用下平稳地进入工艺腔，也有利于降低处理液内气体的溶解量，且更加彻底地排出晶
圆上孔洞等结构中卡住的气泡。
[0022]优选地，所述工艺槽体的底部设有进液口及排液口，所述进液口用于输入处理液，所述排液口用于排出处理液。
[0023]本技术方案中，通过采用以上结构设计，利用设置在底部的进液口，使得处理液能够平稳地进入工艺腔，有利于减少处理液的波动。
[0024]一种晶圆电镀预处理系统，包括以上任一项所述的晶圆电镀预处理设备。
[0025]本技术方案中，通过采用以上结构，利用晶圆电镀预处理设备使晶圆表面孔洞中的气泡被处理液置换并溢出，实现极好的预处理效果。
[0026]优选地，还包括真空系统，所述真空系统包括真空泵和真空管道，真空泵通过真空管道与抽气口连接。
[0027]本技术方案中，通过采用以上结构设计，利用真空泵对晶圆电镀预处理设备进行抽真空，这可以使晶圆电镀预处理设备保持在真空状态，从而有利于处理液在大气压的作用下平稳地进入工艺腔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆电镀预处理设备，其特征在于，包括工艺槽体和角度倾斜系统，所述工艺槽体的内部具有用于盛放处理液的工艺腔，工艺腔内设有卡持晶圆的夹持部；所述角度倾斜系统与工艺槽体连接，角度倾斜系统能够驱动工艺槽体整体旋转；所述角度倾斜系统包括第一驱动装置、第一同步带轮、第二同步带轮以及旋转主轴，所述第一驱动装置的输出轴与第一同步带轮连接，第一同步带轮通过同步带与第二同步带轮联动，第二同步带轮连接旋转主轴，旋转主轴连接工艺槽体。2.根据权利要求1所述的晶圆电镀预处理设备，其特征在于，还包括旋转密封系统，所述旋转密封系统包括第二驱动装置；所述工艺槽体包括具有开口的槽体框架、与槽体框架配合使用的盖板，盖板通过铰链机构与槽体框架转动连接，第二驱动装置的输出轴与盖板连接并能够驱动盖板翻转。3.根据权利要求2所述的晶圆电镀预处理设备，其特征在于，所述第二驱动装置包括两个气缸，两个气缸分别设置于盖板的两侧，两个气缸的活塞杆分别连接于盖板的两端。4.根据权利要求1所述的晶圆电镀预处理设备，其特征在于，所述夹持...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文，
申请(专利权)人：新阳硅密上海半导体技术有限公司，
类型：新型
国别省市：