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一种晶圆处理设备及系统的制作方法

2022-05-17 20:04:46 来源:中国专利 TAG:


1.本实用新型涉及晶圆制备领域,特别涉及一种晶圆处理设备及系统,处理在本实用新型中是指晶圆电镀前的预润湿或晶圆电镀后的腐蚀。


背景技术:

2.晶圆在进行电镀之前,要先对晶圆进行浸润以及真空处理,否则会导致电镀不充分。通过预润湿可以使预润湿液体进入孔洞中,有利于下一步电镀工艺的进行,有利于提高晶圆的电镀品质。如果晶圆电镀前不进行预润湿的预处理,则在电镀过程中,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,从而引起晶圆的镀膜金属夹断(pinch off),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。
3.晶圆在电镀后,会用到大量的化学药液,如硫酸或者氢氟酸,利用化学药液的腐蚀性,去除特定材料或者去除污染物,药液与晶圆表面接触的时间差异,会导致晶圆表面的不均匀腐蚀,会直接影响后续工艺的质量,从而芯片的性能变差,产品合格率下降。
4.为了对晶圆进行电镀前的预润湿或电镀后的腐蚀处理,可以将晶圆放在晶圆夹盘上,并将该晶圆夹盘设置在密闭室内,密闭室内灌入晶圆处理液体,晶圆处理液体的液面浸没晶圆夹盘所夹持的晶圆的部分区域,密闭室内的环境调节至真空并保证晶圆处理液体处于液相状态,晶圆夹盘的中心通过一传动杆连接至驱动器如旋转电机,传动杆在旋转电机的驱动下带动晶圆夹盘旋转,在该处理过程中,支架需保持转动状态,以带动晶圆转动。因为旋转电机不能浸泡在晶圆处理液体内,因此需要在旋转电机外加装密封外壳,如晶圆处理液体具有腐蚀性,密封外壳还需要使用耐腐蚀材料。现有技术的方案结构复杂、操作不便,而且需要对驱动器进行防水、耐腐蚀处理,增大加工难度和加工成本,如果防水外壳发生泄漏,晶圆处理液体进入驱动器还会带来安全隐患,晶圆处理液体也会被污染。此外,为了去除晶圆处理液体中的气泡以达到浸润或腐蚀的均匀,需要对密闭室抽真空,旋转电机等驱动装置至于密闭室内,为了保证密闭室的密封性需要对驱动装置的供电线路采取密封措施,设备加工难度和成本都会增加。因此,解决晶圆驱动装置的防水、耐腐蚀成为本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素:

5.针对现有技术中的缺陷,本实用新型的目的是提供一种晶圆处理的设备及系统,可用于电镀前的晶圆预润湿或电镀后的晶圆腐蚀。
6.本实用新型是通过下述技术方案实现:
7.一种晶圆处理设备,用于晶圆的预润湿或腐蚀,包括第一箱体,第一箱体的内部具有容置腔,容置腔用于通入晶圆处理液体,晶圆处理设备还包括晶圆驱动盘,晶圆驱动盘设置在第一箱体的内部且可相对第一箱体旋转,晶圆驱动盘用于固定晶圆,以使晶圆随晶圆驱动盘旋转;晶圆驱动盘上设有至少一个驱动金属;晶圆处理设备还包括驱动装置,驱动装置设置在第一箱体的外部,驱动装置与电磁装置连接,驱动装置带动电磁装置转动,驱动金
属在电磁感应的作用下随电磁装置转动,驱动金属带动晶圆驱动盘旋转。
8.在本技术方案中,通过采用以上结构,可将驱动装置放置在第一箱体外,实现对位于第一箱体内的晶圆进行无源驱动,以上结构简单,驱动装置位于第一箱体外有利于提高容置腔的密封性和抽真空效率,也不需要对驱动装置进行防水和耐腐蚀处理,同时还能为晶圆旋转提供动力,有利于提高晶圆的预润湿或腐蚀的效率,提高晶圆的润湿和腐蚀均匀性。
9.进一步的,驱动金属嵌入塑料中,形成驱动包覆金属。驱动包覆金属使用的塑料选择不妨碍电磁驱动的塑料,以及不会与晶圆处理液体发生化学反应的塑料,如可以选择ptfe或者pfa覆膜。
10.在本技术方案中,通过采用以上结构,在处理晶圆时,可有效避免晶圆处理液体与驱动金属反应,保证晶圆处理液体不被破坏;同时不影响驱动金属与电磁装置的电磁感应,确保驱动金属驱动晶圆驱动盘旋转进而带动晶圆旋转。
11.进一步的,还包括连接臂,电磁装置通过连接臂与驱动装置连接,驱动装置位于晶圆驱动盘的圆心轴向延长线与第一箱体一侧外表面相交的位置;驱动金属位于晶圆驱动盘上靠近驱动装置的一侧,电磁装置在驱动装置的驱动下旋转,电磁装置的旋转轨迹可以覆盖晶圆驱动盘上的至少一个驱动金属的电磁感应区域,进而发生电磁感应带动晶圆驱动盘旋转。
12.在本技术方案中,通过采用以上结构,电磁装置的旋转轨迹可以覆盖晶圆驱动盘上的至少一个驱动金属的电磁感应区域,进而发生电磁感应带动晶圆驱动盘旋转。如需要可根据晶圆尺寸,旋转速度设置多个驱动金属,调整驱动金属的位置,电磁装置在旋转过程中更容易与驱动金属发生电磁感应。
13.进一步的,晶圆驱动盘包括两个圆面、至少一个晶圆卡槽,晶圆放置于两个圆面之间,晶圆卡槽位于两个圆面之间用于固定晶圆,晶圆卡槽沿晶圆驱动盘圆周分布。进一步的,晶圆卡槽沿晶圆驱动盘圆周连续分布的长度不超过晶圆驱动盘的一半周长。
14.在本技术方案中,通过采用以上结构,有利于提高晶圆的稳定性,让晶圆随晶圆驱动盘一同旋转,且不影响晶圆的放置和取出。
15.进一步的,第一箱体的侧壁设有抽气口、泄压口、泄压阀,抽气口用于连接抽气装置,抽气口位置高于容置腔内的晶圆处理液体的最高位置,第一箱体设有进液口及排液口,进液口用于输入晶圆处理液体,排液口用于排出晶圆处理液体,进液口和排液口位于第一箱体下侧。
16.在本技术方案中,通过采用以上结构,有利于晶圆处理设备连接抽气装置,进而有利于降低第一箱体内的气体的压力,从而有利于晶圆处理液体在大气压的作用下平稳地进入第一箱体,也有利于降低晶圆处理液体内气体的溶解量,有利于更加彻底地排出晶圆上槽孔等结构中卡住的气泡,也有利于排出晶圆处理液体中的气泡。
17.进一步的,还包括驱动机构,驱动机构驱动晶圆处理设备从垂直位置向水平位置倾斜。
18.在本技术方案中,通过采用以上结构,可以使晶圆处理液体内的溶解气体更易溢出。
19.进一步的,晶圆处理设备在驱动机构的驱动下来回摆动。
20.在本技术方案中,通过采用以上结构,利用晶圆处理液的粘滞力通过摆动晶圆倾角减少边界层使溶解气体更易溢出增加晶圆的浸湿度。
21.进一步的,晶圆处理设备倾斜的角度为0-30度,晶圆处理设备摆动速率为0-1弧度/分钟。
22.在本技术方案中,通过控制第一箱体倾斜的角度和第一箱体摆动速率,可以更好地使晶圆处理液体中的溶解气体溢出。
23.一种晶圆处理系统,包括如上所述的晶圆处理设备。
24.在本技术方案中,通过采用以上结构,可将驱动装置放置在第一箱体外,实现对位于第一箱体内的晶圆进行无源驱动,以上结构简单,驱动装置位于第一箱体外有利于提高容置腔的密封性和抽真空效率,也不需要对驱动装置进行防水和耐腐蚀处理,同时还能为晶圆旋转提供动力,有利于提高晶圆的预润湿或腐蚀的效率,提高晶圆的润湿和腐蚀均匀性。
25.进一步的,晶圆处理系统还包括抽气装置及储液槽,抽气装置与晶圆处理设备相连通;储液槽用于存储晶圆处理液体,储液槽利用管道与晶圆处理设备相连通。
26.在本技术方案中,通过采用以上结构,利用储液槽提供晶圆处理液体,利用抽气装置对晶圆处理设备进行抽气,可以使晶圆处理设备保持在真空状态,从而有利于晶圆处理液体在大气压的作用下平稳地进入第一箱体,也有利于降低晶圆处理液体内气体的溶解量,也有利于排出晶圆处理液体中的气泡。
27.进一步的,晶圆处理系统还包括第一控制器、第一执行器及第一液位传感器,第一液位传感器设置在储液槽内,第一控制器与第一执行器、第一液位传感器通信连接;其中,当储液槽内的晶圆处理液体的液位到达第一预设位置时,第一液位传感器用于向第一控制器发出充满信号;当第一控制器接收到充满信号后,第一控制器用于向第一执行器发出关闭信号,第一执行器关闭储液槽的晶圆处理液体的入口。
28.进一步的,当储液槽内的晶圆处理液体的液位到达第一预设位置时,储液槽内的晶圆处理液体的体积大于在第一箱体内没过晶圆最高点所需的晶圆处理液体的体积。在本技术方案中,通过采用以上结构,利用设置在储液槽内的第一液位传感器,有利于更加精确地控制储液槽内晶圆处理液体的体积;利用第一控制器及第一执行器,有利于简化晶圆处理的工艺步骤,有利于提高晶圆处理的效率;通过限定在第一预设位置时储液槽内的晶圆处理液体的体积,使得晶圆能够充分且均匀地与晶圆处理液体接触。
29.进一步的,晶圆处理液体进入第一箱体之前,第一执行器还用于打开第一箱体,并将晶圆放入晶圆驱动盘,关闭并密封第一箱体;第一控制器还与抽气装置通信连接,当第一箱体密封后,第一控制器用于向抽气装置发出启动信号,抽气装置用于在预设时间段内连续抽出第一箱体内的气体。
30.在本技术方案中,通过采用以上结构,利用第一执行器将晶圆放入晶圆驱动盘,有利于简化晶圆处理的工艺步骤;利用抽气装抽出第一箱体内的气体,有利于降低第一箱体内的气体的压力,从而有利于晶圆处理液体在大气压的作用下平稳地进入第一箱体,也有利于降低晶圆处理液体内气体的溶解量,有利于更加彻底地排出晶圆上槽孔等结构中卡住的气泡,也有利于排出晶圆处理液体中的气泡。
31.进一步的,抽气装置还与储液槽相连通,第一控制器与抽气装置通信连接;
32.当储液槽内的晶圆处理液体的液位到达第一预设位置时,第一液位传感器用于向抽气装置发出抽气信号,抽气装置用于排出储液槽内的气体。
33.在本技术方案中,通过采用以上结构,利用抽气装置对储液槽进行抽气,从而降低储液槽内的气体压力,有利于降低晶圆处理液体内气体的溶解量,有利于更加彻底地排出晶圆处理液体中的气泡。
34.进一步的,晶圆处理系统还包括第二控制器、第二执行器及充第二液位传感器,第二液位传感器设置在第一箱体内,第二控制器与第二执行器、第二液位传感器通信连接;其中,当第一箱体内的晶圆处理液体的液位降低至第二预设位置时,第二液位传感器用于向第二控制器发出取出信号;当第二控制器接收到取出信号后,第二控制器用于向第二执行器发出开取信号,第二执行器打开第一箱体,并取出第一箱体内的晶圆。
35.进一步的,当第一箱体内的晶圆处理液体的液位降低至第二预设位置时,第一箱体内的晶圆处理液体的液位低于第一箱体内的晶圆的最低点。
36.在本技术方案中,通过采用以上结构,圆取出时晶圆已经不浸泡在晶圆处理液体中,避免在晶圆取出时晶圆下部被晶圆处理液没过的部分浸润过渡或腐蚀过渡,有利于提高晶圆的均匀性;还有利于更加精准的控制晶圆处理完成的时间,及时取出晶圆,提高晶圆处理效率。
37.进一步的,晶圆处理系统还包括第三控制器、第三执行器及充第三液位传感器,第三液位传感器设置在第一箱体内,第三控制器与第三执行器、第三液位传感器通信连接;其中,当第一箱体内的晶圆处理液体的液位到达第三预设位置时,第三液位传感器用于向第三控制器发出停止信号;当第三控制器接收到停止信号后,第三控制器用于向第三执行器发出停止信号,第三执行器关闭第一箱体的晶圆处理液体的入口。
38.进一步的,当第一箱体内的晶圆处理液体的液位到达第三预设位置时,第一箱体内的晶圆处理液体的液位高于晶圆的最高点。
39.在本技术方案中,通过采用以上结构,控制晶圆处理液体的液位高度,使得晶圆处理液体淹没晶圆的全部,从而有利于保证晶圆旋转时各个部分与晶圆处理液体充分接触。
40.在其他技术方案中,晶圆处理液体的液位高度可根据需要设置为没过晶圆的一部分。
41.进一步的,第三控制器还与抽气装置通信连接,当第三控制器接收到停止信号后,第三控制器用于向抽气装置发出启动信号,抽气装置用于在预设时间段内连续抽出第一箱体内的气体。
42.在本技术方案中,通过采用以上结构,可以降低第一箱体内的气体压力,有利于降低晶圆处理液体内气体的溶解量,有利于更加彻底地排出晶圆处理液体中的气泡,也有利于更加彻底地排出晶圆上槽孔等结构中卡住的气泡。
43.进一步的,系统还包括第四控制器及充第四液位传感器,第四液位传感器设置在第一箱体内,第四控制器与驱动装置、第四液位传感器通信连接;其中,当第一箱体内的晶圆处理液体的液位到达第四预设位置时,第四液位传感器用于向第四控制器发出旋转信号;当第四控制器接收到旋转信号后,第四控制器用于向驱动装置发出旋转信号,驱动装置旋转带动电磁装置旋转。
44.在本技术方案中,通过采用以上结构,防止因晶圆处理液体从下方进入先与晶圆
下部分进行接触导致的晶圆腐蚀不均匀,从而有利于保证晶圆的各个部分与晶圆处理液体均匀的接触。
45.进一步的,当第一箱体内的晶圆处理液体的液位到达第四预设位置时,第一箱体内的晶圆处理液体的液位不超过第一箱体内晶圆的最低点。
46.在本技术方案中,通过采用以上结构,当晶圆处理液体的液位在达到晶圆的最低点时或之前开始旋转晶圆,防止因晶圆处理液体从下方进入先与晶圆下部分进行接触导致的晶圆腐蚀不均匀,从而有利于保证晶圆的各个部分与晶圆处理液体均匀的接触。
47.进一步的,晶圆处理系统还包括第五控制器及充第五液位传感器,第五液位传感器设置在第一箱体内,第五控制器与驱动装置、第五液位传感器通信连接;其中,当第一箱体内的晶圆处理液体的液位降低至第五预设位置时,第五液位传感器用于向第五控制器发出停止旋转信号;当第五控制器接收到停止旋转信号后,第五控制器用于向驱动装置发出停止旋转信号,驱动装置停止旋转,电磁装置停止旋转。
48.在本技术方案中,通过采用以上结构,晶圆处理结束后停止晶圆旋转,防止晶圆处理液体没过晶圆的部分相对于没有没过的部分有更长的接触时间,从而有利于保证晶圆的各个部分与晶圆处理液体均匀的接触。
49.进一步的,当第一箱体内的晶圆处理液体的液位降低第五预设位置时,第一箱体内的晶圆处理液体的液位低于第一箱体内的晶圆的最低点。
50.在本技术方案中,通过采用以上结构,当晶圆处理液体的液位降低至低于晶圆的最低点后停止晶圆旋转,防止晶圆处理液体没过晶圆的部分相对于没有没过的部分有更长的接触时间,从而有利于保证晶圆的各个部分与晶圆处理液体均匀的接触。
51.在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本实用新型各较佳实例。
52.与现有技术相比,本实用新型具有如下的有益效果:
53.本实用新型将驱动装置放置在第一箱体外,实现对位于第一箱体内的晶圆的旋转进行无源驱动。晶圆处理设备结构简单,驱动装置位于第一箱体外有利于提高容置腔的密封性和抽真空效率,也不需要对驱动装置进行防水和耐腐蚀处理,同时还能为晶的圆旋转提供动力,有利于提高晶圆的预润湿或腐蚀的效率,有利于提高晶圆腐蚀的均匀性。
54.本实用新型将驱动金属嵌入塑料中,形成驱动包覆金属,驱动包覆金属可以与电磁装置发生电磁感应,从而带动晶圆驱动盘旋转,同时,驱动包覆金属不会与晶圆处理液体发生化学反应,在处理晶圆时,可有效避免晶圆处理液体与驱动金属反应,保证晶圆处理液体不被破坏。
附图说明
55.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
56.图1为晶圆处理设备的结构示意图
57.图2为晶圆处理设备的主视图
58.图3为图2的a-a剖视图
59.图4为晶圆处理设备的爆炸图
60.图5为晶圆驱动盘和驱动金属的结构示意图
61.图6为晶圆驱动盘和驱动包覆金属的俯视图
62.图7为驱动机构的结构示意图
63.图8为本实用新型实施例2的晶圆处理系统的示意图
64.图9为本实用新型实施例2的晶圆处理系统的储液槽的结构示意图
65.图10为本实用新型实施例2的晶圆处理系统的储液槽的剖视的结构示意图
66.附图标记说明:
67.晶圆处理设备100
68.驱动机构200
69.第一箱体11
70.容置腔12
71.箱盖13
72.抽气口14
73.泄压口15
74.进液口16
75.排液口17
76.驱动装置18
77.连接臂19
78.电磁装置20
79.晶圆驱动盘21
80.晶圆卡槽22
81.驱动包覆金属23
82.晶圆91
83.晶圆处理液体l
84.系统400
85.抽气装置41
86.阀门42
87.储液槽50
88.流出口51
89.流入口52
90.回流口53
91.液位计54
92.固定板55
具体实施方式
93.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
94.因此,以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围,而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
95.应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外,本技术中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、底

)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。进一步地,在申请中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
96.实施例1
97.如图1-图6所示,本实施例为一种晶圆处理设备100,用于晶圆91的预润湿或者腐蚀,包括第一箱体11,第一箱体11的内部具有容置腔12,容置腔12用于通入晶圆处理液体,还包括晶圆驱动盘21,晶圆驱动盘21设置在第一箱体11的内部且可相对第一箱体11旋转,晶圆驱动盘21用于固定晶圆91,以使晶圆91随晶圆驱动盘21旋转;晶圆驱动盘21上设有至少一个驱动包覆金属23,驱动包覆金属是驱动金属外围包覆ptfe或者pfa覆膜;还包括驱动装置18,驱动装置18设置在第一箱体11的外部,驱动装置18与电磁装置20连接,驱动装置18带动电磁装置20转动,驱动包覆金属23在电磁感应的作用下随电磁装置20转动,驱动包覆金属23带动晶圆驱动盘21旋转。本实施例利用设置在第一箱体11内的晶圆驱动盘21固定晶圆91,再向容置腔12内充入晶圆处理液体,位于第一箱体外部的驱动装置18带动电磁装置20旋转,电磁装置20通过电磁感应带动位于第一箱体11内的驱动包覆金属23转动,进而带动晶圆驱动盘21旋转,晶圆驱动盘21旋转带动晶圆91旋转,进而使得晶圆91的外表面接触晶圆处理液体,本实施例可将驱动装置放置在第一箱体外,实现对位于第一箱体内的晶圆的旋转进行无源驱动。本实施例的晶圆处理设备100结构简单,驱动装置位于第一箱体外有利于提高容置腔的密封性和抽真空效率,也不需要对驱动装置进行防水和耐腐蚀处理,同时还能为晶圆旋转提供动力,有利于提高晶圆91的预润湿或腐蚀的效率,有利于提高晶圆91的腐蚀均匀性。本实用新型中,驱动包覆金属23需要采用导磁性好的金属。本实用新型中,驱动包覆金属外围的ptfe或者pfa,不会与晶圆处理液体发生化学反应,在处理晶圆时,可保证晶圆处理液体不被破坏;同时驱动包覆金属23可以与电磁装置20发生电磁感应,进而带动晶圆驱动盘21旋转。
98.本实施例中的驱动装置18可以选择旋转电机、或者旋转伺服电机、或者调速旋转气缸。
99.对于待腐蚀的晶圆91,作为一种具体的实施方式,晶圆处理液体可以为硫酸或者氢氟酸。对于待预润湿的晶圆91,作为一种具体的实施方式,晶圆处理液体可以为去离子水。在本实施例中,晶圆91的被润湿的面积不限,不希望被润湿的部分可预先覆盖防湿膜。防湿膜可为防水膜等。防湿膜通常为塑料薄膜,其一面具有粘附性,可以粘附于晶圆91的侧面。
100.作为一种优选的实施方式,如图6所示,晶圆驱动盘21具有晶圆卡槽22,晶圆卡槽22位于晶圆驱动盘21的内部且位于晶圆驱动盘21的边缘,晶圆卡槽22用于固定晶圆91的外
圆面。本实施例利用结构简单的晶圆卡槽22固定晶圆91,在简化晶圆处理设备100的同时,也有利于让晶圆91随晶圆驱动盘21旋转。在其他实施例中,晶圆卡槽22可以设置多个,多个晶圆卡槽22可沿晶圆驱动盘的圆周分布,但不影响晶圆91的取出和放置,其中一种实施例中,多个晶圆卡槽沿晶圆驱动盘圆周连续分布的长度小于晶圆驱动盘的一半周长。另中一种实施例中,多个晶圆卡槽沿晶圆驱动盘圆周连续分布的长度等于晶圆驱动盘的一半周长。本实施例利用多个设置在晶圆驱动盘21内的晶圆卡槽22,有利于提高晶圆91的稳定性,让晶圆91随晶圆驱动盘21一同旋转,让晶圆的各个部分与晶圆处理液体接触,提高晶圆腐蚀的均匀性。
101.驱动包覆金属23的个数为1个以上,其中一种实施例,如图3和图5所示,驱动金属的个数为6个,驱动金属均分在晶圆驱动盘的外圆周,电磁装置通过连接臂19与驱动装置18连接,驱动装置18位于晶圆驱动盘21的圆心轴向延长线与第一箱体一侧外表面相交的位置,驱动包覆金属23位于晶圆驱动盘21上靠近驱动装置18的一侧,电磁装置20在驱动装置18的驱动下旋转,电磁装置20的旋转轨迹可以覆盖晶圆驱动盘21上的至少一个驱动包覆金属23的电磁感应区域,进而发生电磁感应带动晶圆驱动盘21旋转。
102.作为一种具体的实施方式,如图1所示,第一箱体11的侧壁还可以设有抽气口14、泄压口15及泄压阀,抽气口14用于连接抽气装置,抽气口14位置高于容置腔12内的晶圆处理液体的最高位置。本实施例利用抽气口14,有利于晶圆处理设备100连接抽气装置,进而有利于降低第一箱体11内的气体的压力,从而有利于晶圆处理液体在大气压的作用下平稳地进入第一箱体11,也有利于降低晶圆处理液体内气体的溶解量,有利于更加彻底地排出晶圆91上槽孔等结构中卡住的气泡,也有利于排出晶圆处理液体中的气泡。
103.在图1中,第一箱体11的底部设有进液口16及排液口17,进液口16用于输入晶圆处理液体,排液口17用于排出晶圆处理液体。本实施例利用设置在底部的进液口16,使得晶圆处理液体能够平稳地进入第一箱体11,有利于减少晶圆处理液体的波动。
104.作为一种实施方式,还可以将第一箱体11的一个侧面设计为透明的形式,当然也可以将4个侧面全部设计为透明。侧面的材料可以选择亚克力、玻璃、树脂等。图1中的第一箱体11的还设有可开启的箱盖13,为了提高密封性,箱盖13的内侧面还可以涂硅油。
105.作为一种具体的实施方式,对于具有深宽比为10:1特征的tsv沟槽的晶圆而言,其采用本实施例的晶圆处理设备100进行预润湿的处理后,后续电镀实验的效果较佳。与不进行预润湿的该晶圆相比,电镀良率大大提升,电镀均匀性提升,排除了空穴(void)和缝隙(seam)的缺陷。
106.本实施例的晶圆处理设备100对于晶圆预润湿效果较佳,尤其对于具有深宽比范围在(3-500):1特征的晶圆预润湿效果较佳,预润湿后电镀良率显著提升。
107.作为一种具体的实施方式,对于具有深宽比为10:1特征的晶圆而言,其采用本实施例的晶圆处理设备100进行与电镀后的腐蚀,可达到更好的均匀性效果。与未使用本晶圆处理设备电镀的该晶圆相比,晶圆的各个部分都能够充分且均匀的得到腐蚀。
108.本实施例的晶圆处理设备100对于晶圆腐蚀效果较佳,尤其对于具有深宽比范围在(3-500):1特征的晶圆腐蚀效果较佳。
109.作为一种具体的实施方式,如图7所示,本实施例还包括驱动机构200,驱动机构200驱动晶圆处理设备100从垂直位置向水平位置倾斜,晶圆处理设备100在驱动机构200的
驱动下来回摆动;作为一种优选的实施方式,晶圆处理设备100倾斜的角度为0-30度,晶圆处理设备100摆动速率为0-1弧度/分钟。通过以上结构,利用晶圆处理液的粘滞力通过摆动晶圆倾角减少边界层,使溶解气体更易溢出,可有效增加晶圆的浸湿度。
110.实施例2
111.如图8-图10所示,本实施例为一种晶圆处理系统400,晶圆处理系统400包括如实施例1的晶圆处理设备100。为便于说明,本实施例继续采用实施例1中的附图标记。本实施例通过利用晶圆处理设备100,从而使得晶圆91的各个部分都能够充分且均匀的与晶圆处理液体接触,有利于提高晶圆91的预润湿或腐蚀的效率。
112.作为一种较佳的实施方式,晶圆处理系统400还可以包括抽气装置41及储液槽50,抽气装置41与晶圆处理设备100相连通;储液槽50用于存储晶圆处理液体,储液槽50利用管道与晶圆处理设备100相连通。本实施例利用储液槽50提供晶圆处理液体,利用抽气装置41对晶圆处理设备100进行抽气,可以使晶圆处理设备100保持在真空状态,从而有利于晶圆处理液体在大气压的作用下平稳地进入第一箱体11,也有利于降低晶圆处理液体内气体的溶解量,有利于更加彻底地排出晶圆91上槽孔等结构中卡住的气泡,也有利于排出晶圆处理液体中的气泡。
113.作为一种具体的实施方式,抽气装置41可以为真空泵、微型真空泵、微型气泵、微型抽气泵、微型抽气打气泵等抽真空设备。
114.作为一种优选的实施方式,在晶圆处理液体进入第一箱体11时,抽气装置对第一箱体11抽真空,让第一箱体11内的真空度保持在-0.03mpa至-0.02mpa之间。控制第一箱体11的真空度,有利于让晶圆处理液体能够平稳缓慢的进入第一箱体11,且可以让晶圆处理液体保持为液态。
115.作为一种较佳的实施方式,晶圆处理系统400还可以包括第一控制器、第一执行器及第一液位传感器,第一液位传感器设置在储液槽50内,第一控制器与第一执行器、第一液位传感器通信连接;其中,当储液槽50内的晶圆处理液体的液位到达第一预设位置时,第一液位传感器用于向第一控制器发出充满信号;当第一控制器接收到充满信号后,第一控制器用于向第一执行器发出关闭信号,第一执行器关闭储液槽50的晶圆处理液体的入口。本实施例利用设置在储液槽50内的第一液位传感器,有利于更加精确地控制储液槽50内晶圆处理液体的体积;利用第一控制器及第一执行器,有利于简化晶圆处理的工艺步骤,有利于提高晶圆处理的效率。优选地,当储液槽50内的晶圆处理液体的液位到达第一预设位置时,储液槽50内的晶圆处理液体的体积大于在第一箱体11内没过晶圆91最高点所需的晶圆处理液体的体积。本实施例通过限定在第一预设位置时储液槽50内的晶圆处理液体的体积大于在第一箱体11内没过晶圆91最高点所需的晶圆处理液体的体积,使得晶圆91能够在旋转状态时可以充分且均匀地与晶圆接触。在其他实施例中,储液槽50内的第一预设位置可根据具体要求调整。
116.在其他实施例中,晶圆处理液体进入第一箱体11之前,第一执行器还可以用于打开第一箱体11,并将晶圆91放入晶圆驱动盘21,关闭并密封第一箱体11。本实施例利用第一执行器将晶圆91放入晶圆驱动盘21,有利于简化晶圆处理的工艺步骤。
117.在其他实施例中,第一控制器还与抽气装置41通信连接,当第一箱体11密封后,第一控制器用于向所述抽气装置41发出启动信号,抽气装置41用于在预设时间段内连续抽出
第一箱体11内的气体。本实施例抽气装抽出第一箱体11内的气体,有利于降低第一箱体11内的气体的压力,从而有利于晶圆处理液体在大气压的作用下平稳地进入第一箱体11,也有利于降低晶圆处理液体内气体的溶解量,有利于更加彻底地排出晶圆91上槽孔等结构中卡住的气泡,也有利于排出晶圆处理液体中的气泡。
118.作为一种优选的实施方式,抽气装置41还可以与储液槽50相连通,第一控制器与抽气装置41通信连接;当储液槽50内的晶圆处理液体的液位到达第一预设位置时,第一液位传感器用于向抽气装置41发出抽气信号,抽气装置41用于排出储液槽50内的气体。本实施例利用抽气装置41对储液槽50进行抽气,从而降低储液槽50内的气体压力,有利于降低晶圆处理液体内气体的溶解量,有利于更加彻底地排出晶圆处理液体中的气泡。
119.作为一种较佳的实施方式,晶圆处理系统400还可以包括第二控制器、第二执行器及充第二液位传感器,第二液位传感器设置在第一箱体11内,第二控制器与第二执行器、第二液位传感器通信连接;其中,当第一箱体11内的晶圆处理液体的液位降低至第二预设位置时,第二液位传感器用于向第二控制器发出取出信号;当第二控制器接收到取出信号后,第二控制器用于向第二执行器发出开取信号,第二执行器打开第一箱体11,并取出第一箱体11内的晶圆91。本实施例利用设置在第一箱体11内的第二液位传感器,有利于更加精准的控制晶圆处理完成的时间,及时取出晶圆,提高晶圆处理效率。优选地,当第一箱体11内的晶圆处理液体的液位到达第二预设位置时,第一箱体11内的晶圆处理液体的液位低于第一箱体11内的晶圆91的最低点。本实施例使得晶圆91在被取时晶圆已经不浸泡在晶圆处理液体中,避免在晶圆取出的过程中晶圆下部被晶圆处理液没过的部分浸润过渡或腐蚀过渡。
120.作为一种优选的实施方式,晶圆处理系统400还可以包括第三控制器、第三执行器及充第三液位传感器,第三液位传感器设置在第一箱体11内,第三控制器与第三执行器、第三液位传感器通信连接;其中,当第一箱体11内的晶圆处理液体的液位到达第三预设位置时,第三液位传感器用于向第三控制器发出停止信号;当第三控制器接收到停止信号后,第三控制器用于向第三执行器发出停止信号,第三执行器关闭第一箱体11的晶圆处理液体的入口。本实施例利用设置在第一箱体11内的第三液位传感器,有利于更加准确的控制第一箱体11内晶圆处理液体的体积,利用第三控制器及第三执行器,有利于简化晶圆91处理的工艺步骤,有利于提高晶圆91处理的效率。优选地,当储液槽50内的晶圆处理液体的液位到达第三预设位置时,第一箱体11内的晶圆处理液体的液位高于第一箱体11内的晶圆91的最高点。本实施例将晶圆处理液体的液位高度设置为刚好没过晶圆91的最高点,从而有利于保证晶圆91旋转时的各个部分与晶圆处理液体充分接触。
121.作为一种较佳的实施方式,第三控制器还可以与抽气装置41通信连接,当第三控制器接收到停止信号后,第三控制器用于向抽气装置41发出启动信号,抽气装置41用于在预设时间段内连续抽出第一箱体11内的气体;预设时间段的范围为30秒-90秒。本实施例利用抽气装置41对第一箱体11进行抽气,从而降低第一箱体11内的气体压力,有利于降低晶圆处理液体内气体的溶解量,有利于更加彻底地排出晶圆处理液体中的气泡,也有利于更加彻底地排出晶圆91上槽孔等结构中卡住的气泡。
122.作为一种实施方式,第一箱体11内的晶圆处理液体的液位到达第三预设位置时,抽气装置41对第一箱体11抽真空并将第一箱体的真空度保持在-0.04mpa至-0.07mpa之间。
123.作为一种优选的实施方式,晶圆处理系统400还可以包括第四控制器及充第四液位传感器,第四液位传感器设置在第一箱体内,第四控制器与驱动装置18、第四液位传感器通信连接;其中,当第一箱体内的晶圆处理液体的液位到达第四预设位置时,第四液位传感器用于向第四控制器发出旋转信号;当第四控制器接收到旋转信号后,第四控制器用于向驱动装置18发出旋转信号,驱动装置18旋转带动电磁装置旋转。优选地,当第一箱体11内的晶圆处理液体的液位刚开始与晶圆91的最低点接触时,第四液位传感器用于向第四控制器发出旋转信号;当第四控制器接收到旋转信号后,第四控制器用于向驱动装置18发出旋转信号,驱动装置18旋转带动电磁装置旋转。本实施例在晶圆处理液开始与晶圆最低点接触时开始旋转晶圆91,防止因晶圆处理液体从下方进入先与晶圆下部分进行接触导致的晶圆腐蚀不均匀,从而有利于保证晶圆91的各个部分与晶圆处理液体均匀的接触。
124.作为一种优选的实施方式,晶圆处理系统400还包括第五控制器及充第五液位传感器,第五液位传感器设置在第一箱体11内,第五控制器与驱动装置18、第五液位传感器通信连接;其中,当第一箱体11内的晶圆处理液体的液位降低至第五预设位置时,第五液位传感器用于向第五控制器发出停止旋转信号;当第五控制器接收到停止旋转信号后,第五控制器用于向驱动装置18发出停止旋转信号,驱动装置18停止电磁装置的旋转。优选地,当第一箱体内的晶圆处理液体的液位降低至晶圆最低点且刚好离开晶圆最低点时,第五液位传感器用于向第五控制器发出停止旋转信号;当第五控制器接收到停止旋转信号后,第五控制器用于向驱动装置18发出停止旋转信号,驱动装置18停止电磁装置的旋转。本实施例当晶圆处理液体的液位降低至低于晶圆91的最低点后时停止晶圆91旋转,防止晶圆处理液体没过晶圆的部分相对于没有没过的部分有更长的接触时间,从而有利于保证晶圆91的各个部分与晶圆处理液体均匀的接触。
125.在其他实施例中,第一控制器、第二控制器、第三控制器、第四控制器及第五控制器还可以集成在一个控制器中。第一执行器、第二执行器、第三执行器可以为机械手操作相关设备,也可以利用人工操作相关设备。
126.对于本实施例的储液槽50,也可以将储液槽50的一个侧面设计为透明的形式,当然也可以将4个侧面全部设计为透明。侧面的材料可以选择亚克力、玻璃、树脂等。如图10所示,本实施例的液位计54为浮球液位计54,并通过固定板55安装在储液槽50内。在其他实施例中,也可以采用不同的液位计54。储液槽50还设有流出口51、流入口52及回流口53,如图1所示,流入口52用于通入晶圆处理液体l。流出口51与晶圆处理设备100相连通,用于向晶圆处理设备100输入圆处理液体l。从晶圆处理设备100的排液口17流出的圆处理液体l,也可以经回流口53再次流入储液槽50,当然,也可以直接排放至污水处理设备。圆处理液体l的流向可通过各个阀门42控制和调节。
127.以上对本实用新型的具体实施例进行了描述,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。
再多了解一些

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