晶圆加工装置的制造方法_2

文档序号:8309219阅读:来源:国知局
转摆臂130具有旋转端和与旋转端相对的末端,第一旋转摆臂130的旋转端设置在腔体110侧壁的台阶部111上,第一旋转摆臂130能够绕第一旋转摆臂130的旋转端转动。第一喷嘴140设置于第一旋转摆臂130的末端,第一喷嘴140向晶圆夹盘120上的晶圆170的正面喷射电解液。第二旋转摆臂150具有旋转端和与旋转端相对的末端,第二旋转摆臂150的旋转端设置在腔体110侧壁的台阶部111上,第二旋转摆臂150能够绕第二旋转摆臂150的旋转端转动。第二喷嘴160设置于第二旋转摆臂150的末端,第二喷嘴160向晶圆夹盘120上的晶圆170正面的边缘部喷射电解液。电源分别与第一喷嘴140及第二喷嘴160电连接以使电解液带电荷,电化学抛光时,电源的阳极与第二喷嘴160电连接,电源的阴极与第一喷嘴140电连接;电镀时,电源的阳极与第一喷嘴140电连接,电源的阴极与第二喷嘴160电连接。驱动器与晶圆夹盘120连接,驱动器驱动晶圆夹盘120沿晶圆夹盘120的中心轴上升或下降或绕中心轴旋转。
[0033]参照图2和图3,揭示了根据本发明晶圆加工装置的第一实施例的仰视图和俯视图。使用该晶圆加工装置进行晶圆加工工艺,比如进行电化学抛光和/或电镀时,晶圆夹盘120夹持晶圆170,驱动器驱动晶圆夹盘120下降至工艺位置,同时,驱动器驱动晶圆夹盘120绕晶圆夹盘120的中心轴旋转。第一旋转摆臂130绕第一旋转摆臂130的旋转端转动,使得第一喷嘴140正对着晶圆170的中心。第二旋转摆臂150绕第二旋转摆臂150的旋转端转动,使得第二喷嘴160正对着晶圆170的边缘部。接通电源,第一喷嘴140和第二喷嘴160分别向晶圆170的中心和边缘部喷射电解液。为了避免电解液飞溅,较佳地,在晶圆夹盘120的外围设置防护罩180,当电解液溅射至防护罩180上时,电解液沿防护罩180的内壁流落至腔体110。在电化学抛光和/或电镀工艺过程中,转动第一旋转摆臂130,使第一喷嘴140从晶圆170的中心向晶圆170的边缘移动,而第二旋转摆臂150保持不动,如图2所示,图2中的虚线为第一喷嘴140移动的轨迹。通过控制晶圆夹盘120的转速或第一喷嘴140移动的速度等参数,实现电化学抛光和/或电镀的均匀性。
[0034]参照图1和图4,腔体110的底壁上设置有承载台190,承载台190与晶圆夹盘120相对布置。电化学抛光和/或电镀工艺结束后,第一旋转摆臂130和第二旋转摆臂150分别转动至靠近腔体110的侧壁处。驱动器驱动晶圆夹盘120下降至承载台190的上方,晶圆夹盘120将晶圆170卸载在承载台190上,最后,晶圆170从承载台190上取走。为了减小晶圆170的正面与承载台190的接触面积,在承载台190上设置有承载环191,晶圆170由承载环191支撑,因而只有晶圆170的边缘与承载环191接触。
[0035]为了提高晶圆加工效率,晶圆加工装置具有不止一个第一旋转摆臂130及第一喷嘴140。如图5所示,晶圆加工装置设置有三个第一旋转摆臂130及三个第一喷嘴140,相邻两第一旋转摆臂130之间的夹角为120°,在电化学抛光和/或电镀工艺过程中,该三个第一旋转摆臂130转动的方向一致,避免该三个第一旋转摆臂130相互干涉。晶圆加工装置还可以具有不止一个第二旋转摆臂150和第二喷嘴160,第二旋转摆臂150设置于相邻两第一旋转摆臂130的中间。
[0036]参照图6至图10,揭示了根据本发明晶圆加工装置的第二实施例。如图6所示,该晶圆加工装置包括:腔体210、晶圆夹盘220、第一旋转摆臂230、第一喷嘴240、第二旋转摆臂250、第二喷嘴260、电源及驱动器。腔体210具有底壁、侧壁及顶壁,腔体210的侧壁向外凸伸形成台阶部211,腔体210侧壁的台阶部211大致形成于腔体210侧壁的中部并与腔体210的底壁平行。与第一实施例相比,本实施例中的晶圆夹盘220倒置于腔体210的底壁上,晶圆夹盘220水平夹持晶圆270,晶圆270的正面向上。第一旋转摆臂230具有旋转端和与旋转端相对的末端,第一旋转摆臂230的旋转端设置在腔体210侧壁的台阶部211上,第一旋转摆臂230能够绕第一旋转摆臂230的旋转端转动。第一喷嘴240设置于第一旋转摆臂230的末端,第一喷嘴240向晶圆夹盘220上的晶圆270的正面喷射电解液。第二旋转摆臂250具有旋转端和与旋转端相对的末端,第二旋转摆臂250的旋转端设置在腔体210侧壁的台阶部211上,第二旋转摆臂250能够绕第二旋转摆臂250的旋转端转动。第二喷嘴260设置于第二旋转摆臂250的末端,第二喷嘴260向晶圆夹盘220上的晶圆270正面的边缘部喷射电解液。电源分别与第一喷嘴240及第二喷嘴260电连接以使电解液带电荷,电化学抛光时,电源的阳极与第二喷嘴260电连接,电源的阴极与第一喷嘴240电连接;电镀时,电源的阳极与第一喷嘴240电连接,电源的阴极与第二喷嘴260电连接。驱动器与晶圆夹盘220连接,驱动器驱动晶圆夹盘220沿晶圆夹盘220的中心轴上升或下降或绕中心轴旋转。
[0037]参照图7,使用该晶圆加工装置进行电化学抛光和/或电镀工艺时,晶圆夹盘220夹持晶圆270,驱动器驱动晶圆夹盘220上升至工艺位置,同时,驱动器驱动晶圆夹盘220绕晶圆夹盘220的中心轴旋转。第一旋转摆臂230绕第一旋转摆臂230的旋转端转动,使得第一喷嘴240正对着晶圆270的中心。第二旋转摆臂250绕第二旋转摆臂250的旋转端转动,使得第二喷嘴260正对着晶圆270的边缘部。接通电源,第一喷嘴240和第二喷嘴260分别向晶圆270的中心和边缘部喷射电解液。由于晶圆夹盘220设置在腔体210的底壁上,因此,位于台阶部211与腔体210底壁之间的腔体210侧壁可以防止电解液飞溅,从而在本实施例中,省略了防护罩。在电化学抛光和/或电镀工艺过程中,转动第一旋转摆臂230,使第一喷嘴240从晶圆270的中心向晶圆270的边缘移动,而第二旋转摆臂250保持不动。通过控制晶圆夹盘220的转速或第一喷嘴240移动的速度等参数,实现电化学抛光和/或电镀的均匀性。
[0038]为了便于装载或卸载晶圆270,在本实施例中,晶圆加工装置还进一步包括支架290,支架290设置在晶圆夹盘220的中心,支架290在致动器的驱动下能够升起而位于晶圆夹盘220的上方或下降而位于晶圆夹盘220的下方,较佳地,该支架290为真空支架。如图8和图9所示,电化学抛光和/或电镀工艺结束后,第一旋转摆臂230和第二旋转摆臂250分别转动至靠近腔体210的侧壁处。驱动器驱动晶圆夹盘220下降而使支架290位于晶圆夹盘220的上方,支架290将晶圆270夹持托起,最后,晶圆270从支架290上取走;或者,致动器驱动支架290升起而使支架290位于晶圆夹盘220的上方,支架290将晶圆270夹持托起,最后,晶圆270从支架290上取走。
[0039]为了提高晶圆加工效率,晶圆加工装置具有不止一个第一旋转摆臂230及第一喷嘴240。如图10所示,晶圆加工装置设置有三个第一旋转摆臂230及三个第一喷嘴240,相邻两第一旋转摆臂230之间的夹角为120°,电化学抛光和/或电镀工艺过程中,该三个第一旋转摆臂230转动的方向一致,避免该三个第一旋转摆臂230相互干涉。晶圆加工装置还可以具有不止一个第二旋转摆臂250和第二喷嘴260,第二旋转摆臂250设置于相邻两第一旋转摆臂230的中间。
[0040]参照图11至图15,揭示了根据本发明晶圆加工装置的第三实施例。与第二实施例相比,本实施例相当于将第二实施例所述的晶圆
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