【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体加工，具体涉及一种采用真空方式的晶圆预润湿系统。
技术介绍
1、晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片。进一步地，在晶圆上电镀一层导电金属层，并对导电金属层进行加工以制成导电线路。
2、目前，由于晶圆表面的加工工艺要求，晶圆表面会存在一些通孔、孔等特征，例如tsv沟槽，这些特征容易形成润湿空隙(dry spots)，也就是说，在电镀过程中，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，电镀液无法充分填满这些润湿空隙，从而引起晶圆的镀膜金属夹断，进而在晶圆的特征底部留下空隙而导致缺陷，诸如电路线被阻断等。因此，在对晶圆电镀之前，通常需要对晶圆的表面进行润湿的预处理，以提高晶圆的电镀品质。现有的晶圆润湿方法一般包括喷淋润湿和真空润湿，其中在真空润湿中，传统的工序是将装载有晶圆的晶圆载架放入润湿槽中，然后通过抽真空设备将润湿槽抽真空后，再注入润湿液并保持一定时间后，排出润湿液，恢复润湿槽内气压，最后取出晶圆载架以完成晶圆的预润湿。现有的润湿槽一般自顶部形成与晶圆载架相匹配的敞开口、自底部形成排液口，其中在润湿槽的顶部敞开口处还设置有槽盖以形成密封。
3、然而，在实际操作过程中，现有的晶圆预润湿设备存在以下缺陷：
4、1、每次取放晶圆载架时，需要人工或者机械手首先将槽盖取下后才能将晶圆载架插入润湿槽中，最后再将槽盖安装在润湿槽顶部
5、2、晶圆载架在润湿槽内升降运动时，由于晶圆载架底部悬空而容易发生偏摆，而且润湿槽的内腔空间狭窄，晶圆载架很容易与润湿槽的内壁发生磕碰，从而导致晶圆变形或破损。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种全新的采用真空方式的晶圆预润湿系统。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：
3、一种采用真空方式的晶圆预润湿系统，其包括润湿槽、抽真空单元、供液管路、排液管路，其中润湿槽自顶部形成与晶圆载架相匹配的敞开口，预润湿系统还包括设置在敞开口处的密封单元、设置在润湿槽内的辅助单元，其中密封单元包括转动连接在敞开口处的翻转架、活动连接在翻转架上的密封模块，在竖直方向的正投影中，翻转架转动所形成的运动区域位于润湿槽的外轮廓内，且翻转架上形成有避让通道，取放晶圆载架时，翻转架转动并驱使避让通道与敞开口上下对接，且晶圆载架通过避让通道插入或取出润湿槽，密封时，翻转架转动并驱使密封模块对接并封闭敞开口；辅助单元包括设置在润湿槽相对两侧内壁且上下延伸的导向模块、水平设置在润湿槽内腔并位于导向模块下方的支撑模块、驱动支撑模块上下运动的驱动部件，取放晶圆载架时，晶圆载架自底部支撑在支撑模块上、自相对两侧对应沿着两个导向模块同步上下运动。
4、优选地，翻转架包括固定设置在润湿槽顶部并位于敞开口两端部的架座、转动连接在两个架座之间的架板，其中密封模块设置在架板上并与架板同步转动设置。在此，通过转动方式使得避让通道和密封模块依次与润湿槽的顶部敞开口对接，操作简单、方便，且能够节省空间，有利于实现预润湿系统的小型化，降低成本。
5、具体的，密封模块与架板平行且间隔设置，其中密封模块与架板之间形成避让通道，且避让通道与敞开口上下对接时，避让通道与敞开口上下对齐设置。在此，每次翻转架仅需旋转90°即可实现打开或者封闭润湿槽的顶部敞开口。
6、优选地，密封模块与架板的连接处之间还设有顶推件，架板转动并带动密封模块运动至敞开口的正上方时，顶推件驱使密封模块向下运动并封闭敞开口。在此，通过外部压力使得密封模块与润湿槽的顶部之间卡合紧密，提升密封性。
7、进一步的，密封模块的边缘形成斜面，密封时，密封模块的下部向下插入润湿槽内，且敞开口的四周边缘对应抵触在各斜面上。
8、优选地，支撑模块设置在润湿槽内腔的一侧并位于对应的导向模块的正下方，支撑模块沿着晶圆载架宽度方向延伸设置；驱动部件为竖直延伸的伸缩杆。
9、具体的，润湿槽包括槽底板、设置在槽底板四周的槽侧板，其中槽底板上形成有与支撑模块相匹配的第一定位槽、与晶圆载架相匹配的第二定位槽，第一定位槽和第二定位槽自端部连通，且支撑模块向下运动至最低处时，支撑模块和晶圆载架的底部分别插在第一定位槽和第二定位槽内。在此，晶圆载架放置到位时，通过底部定位槽对晶圆载架和支撑模块形成限位，从而防止在进液过程中水流冲击晶圆载架而产生晃动。同时，在一些具体实施方式中，沿着槽底板长度方向设置的槽侧板的外侧面上形成有上下并排间隔分布的多个凹槽，其中每个凹槽沿着槽底板的宽度方向水平延伸，这样设置的目的是，为了减轻润湿槽的重量，同时相邻凹槽之间形成了加强筋以显著增强润湿槽的结构强度，以满足能够承受真空压力的要求。
10、进一步的，第二定位槽远离第一定位槽的端部形成有润湿液的通口，供液管路和排液管路分别与通口对接，进液或者排液时，润湿液通过通口进入或排出润湿槽的内腔。在一些具体实施方式中，通口处设置快排阀以与供液管路和排液管路连接。
11、优选地，供液管路上设有用于分离润湿液中气体的脱气部件；抽真空单元包括真空泵、连通真空泵与润湿槽的内腔的气流管道，脱气部件与真空泵相连通。在此，润湿液在进入润湿槽内腔之前实现脱气，从而提升晶圆预润湿效果。
12、此外，气流管道在润湿槽上的连通处靠近润湿槽的顶部设置；预润湿系统还包括与气流管道相连通的氮气供应管路，润湿槽恢复气压时，氮气供应管路向气流管道输送氮气并进入润湿槽的内腔。在此，通过气流管道向润湿槽内腔内充入氮气以撤去真空时，氮气自上而下流动能够均匀恢复压盘与晶圆之间的气压。
13、由于以上技术方案的实施，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：
14、现有技术的晶圆预润湿设备存在槽盖开合操作繁琐而导致效率低、晶圆载架在润湿槽腔内易磕碰而导致晶圆变形或破损的缺陷，而本申请对预润湿系统的结构进行整体设计，巧妙解决现有技术的不足和缺陷，采取该预润湿系统后，首先通过翻转架运动自动调整至避让通道与润湿槽的顶部敞开口对接，装载有晶圆的晶圆载架能够依次通过避让通道和敞开口插入润湿槽内，且晶圆载架在润湿槽内运动时，晶圆载架的底部支撑在支撑模块上、相对两侧沿着对应的导向模块运动；因此，与现有技术相比，本专利技术一方面在不增加原有润湿槽结构体积的前提下，实现润湿槽的顶部敞开口自动打开或者封闭，操作简单、方便，能够有效提高润湿槽开合的效率；另一方面在两侧导向模块和底部支撑模块的配合下，保证晶圆载架在润湿槽内升降稳定，有效避免晶圆磕碰损坏。
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1.一种采用真空方式的晶圆预润湿系统，其包括润湿槽、抽真空单元、供液管路、排液管路，其中所述润湿槽自顶部形成与晶圆载架相匹配的敞开口，其特征在于：所述预润湿系统还包括设置在所述敞开口处的密封单元、设置在所述润湿槽内的辅助单元，其中所述密封单元包括转动连接在所述敞开口处的翻转架、活动连接在所述翻转架上的密封模块，在竖直方向的正投影中，所述翻转架转动所形成的运动区域位于所述润湿槽的外轮廓内，且所述翻转架上形成有避让通道，取放所述晶圆载架时，所述翻转架转动并驱使所述避让通道与所述敞开口上下对接，且所述晶圆载架通过所述避让通道插入或取出所述润湿槽，密封时，所述翻转架转动并驱使所述密封模块对接并封闭所述敞开口；所述辅助单元包括设置在所述润湿槽相对两侧内壁且上下延伸的导向模块、水平设置在所述润湿槽内腔并位于所述导向模块下方的支撑模块、驱动所述支撑模块上下运动的驱动部件，取放所述晶圆载架时，所述晶圆载架自底部支撑在所述支撑模块上、自相对两侧对应沿着两个所述导向模块同步上下运动。
2.根据权利要求1所述的采用真空方式的晶圆预润湿系统，其特征在于：所述翻转架包括固定设置在所述润湿槽顶部
3.根据权利要求2所述的采用真空方式的晶圆预润湿系统，其特征在于：所述密封模块与所述架板平行且间隔设置，其中所述密封模块与所述架板之间形成所述的避让通道，且所述避让通道与所述敞开口上下对接时，所述避让通道与所述敞开口上下对齐设置。
4.根据权利要求2所述的采用真空方式的晶圆预润湿系统，其特征在于：所述密封模块与所述架板的连接处之间还设有顶推件，所述架板转动并带动所述密封模块运动至所述敞开口的正上方时，所述顶推件驱使所述密封模块向下运动并封闭所述敞开口。
5.根据权利要求4所述的采用真空方式的晶圆预润湿系统，其特征在于：所述密封模块的边缘形成斜面，密封时，所述密封模块的下部向下插入所述润湿槽内，且所述敞开口的四周边缘对应抵触在各斜面上。
6.根据权利要求1所述的采用真空方式的晶圆预润湿系统，其特征在于：所述支撑模块设置在所述润湿槽内腔的一侧并位于对应的所述导向模块的正下方，所述支撑模块沿着所述晶圆载架宽度方向延伸设置；所述驱动部件为竖直延伸的伸缩杆。
7.根据权利要求6所述的采用真空方式的晶圆预润湿系统，其特征在于：所述润湿槽包括槽底板、设置在所述槽底板四周的槽侧板，其中所述槽底板上形成有与所述支撑模块相匹配的第一定位槽、与所述晶圆载架相匹配的第二定位槽，所述第一定位槽和第二定位槽自端部连通，且所述支撑模块向下运动至最低处时，所述支撑模块和晶圆载架的底部分别插在所述第一定位槽和第二定位槽内。
8.根据权利要求7所述的采用真空方式的晶圆预润湿系统，其特征在于：所述第二定位槽远离所述第一定位槽的端部形成有润湿液的通口，所述供液管路和排液管路分别与所述通口对接，进液或者排液时，润湿液通过所述通口进入或排出所述润湿槽的内腔。
9.根据权利要求1所述的采用真空方式的晶圆预润湿系统，其特征在于：所述供液管路上设有用于分离润湿液中气体的脱气部件；所述抽真空单元包括真空泵、连通所述真空泵与所述润湿槽的内腔的气流管道，所述脱气部件与所述真空泵相连通。
10.根据权利要求9所述的采用真空方式的晶圆预润湿系统，其特征在于：所述气流管道在所述润湿槽上的连通处靠近所述润湿槽的顶部设置；所述预润湿系统还包括与所述气流管道相连通的氮气供应管路，所述润湿槽恢复气压时，所述氮气供应管路向所述气流管道输送氮气并进入所述润湿槽的内腔。
...【技术特征摘要】
1.一种采用真空方式的晶圆预润湿系统，其包括润湿槽、抽真空单元、供液管路、排液管路，其中所述润湿槽自顶部形成与晶圆载架相匹配的敞开口，其特征在于：所述预润湿系统还包括设置在所述敞开口处的密封单元、设置在所述润湿槽内的辅助单元，其中所述密封单元包括转动连接在所述敞开口处的翻转架、活动连接在所述翻转架上的密封模块，在竖直方向的正投影中，所述翻转架转动所形成的运动区域位于所述润湿槽的外轮廓内，且所述翻转架上形成有避让通道，取放所述晶圆载架时，所述翻转架转动并驱使所述避让通道与所述敞开口上下对接，且所述晶圆载架通过所述避让通道插入或取出所述润湿槽，密封时，所述翻转架转动并驱使所述密封模块对接并封闭所述敞开口；所述辅助单元包括设置在所述润湿槽相对两侧内壁且上下延伸的导向模块、水平设置在所述润湿槽内腔并位于所述导向模块下方的支撑模块、驱动所述支撑模块上下运动的驱动部件，取放所述晶圆载架时，所述晶圆载架自底部支撑在所述支撑模块上、自相对两侧对应沿着两个所述导向模块同步上下运动。
2.根据权利要求1所述的采用真空方式的晶圆预润湿系统，其特征在于：所述翻转架包括固定设置在所述润湿槽顶部并位于所述敞开口两端部的架座、转动连接在两个所述架座之间的架板，其中所述密封模块设置在所述架板上并与所述架板同步转动设置。
3.根据权利要求2所述的采用真空方式的晶圆预润湿系统，其特征在于：所述密封模块与所述架板平行且间隔设置，其中所述密封模块与所述架板之间形成所述的避让通道，且所述避让通道与所述敞开口上下对接时，所述避让通道与所述敞开口上下对齐设置。
4.根据权利要求2所述的采用真空方式的晶圆预润湿系统，其特征在于：所述密封模块与所述架板的连接处之间还设有顶推件，所述架板转动并带动所述密封模块运动至所述敞开口的正上方时，所述顶推件驱使所述密封模块...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙雪峰，肖凌峰，
申请(专利权)人：晟盈半导体设备江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：
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