晶圆片清洗装置及包括其的晶圆电镀系统的制作方法

1.本实用新型涉及半导体加工领域，特别涉及一种晶圆片清洗装置及包括其的晶圆电镀系统。


背景技术：

2.在进行晶圆电镀工艺的过程中，为保证电镀质量，需要将整个晶圆片浸泡在电镀槽中的电镀液内。电镀完成后，晶圆片的表面会存在大量的电镀液，需要用清水对晶圆片的表面进行清洗，将晶圆片表面附着的电镀液完全清洗干净，保证不影响晶圆片后续的使用。
3.现有技术中，一种清洗晶圆片表面附着的电镀液的方法是将附着有电镀液的晶圆片浸泡在容纳有干净的清水的清洗槽中进行清洗，清洗完晶圆片的清水中会与原本附着在晶圆片上的电镀液混合，清水的纯净度变差。实际操作中，清洗完一个晶圆片的清水会为下一个晶圆片继续清洗，而不会直接废弃，从而导致清洗后续晶圆片的清水的纯净度变低，清洗效果变差，而且清洗次数越多，清洗效果越差。此外，在采用上述的清洗方式之前还需要进行晶圆片的转运操作，将晶圆片从靠近电镀槽的位置转运至清洗槽内，整个过程较为复杂。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中晶圆片的清洗效果较差的缺陷，提供一种晶圆片清洗装置及包括其的晶圆电镀系统。
5.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
6.一种晶圆片清洗装置，所述晶圆片清洗装置包括：
7.输液部，能够容纳用于清洗晶圆片的液体，所述输液部的输液口对准所述晶圆片的表面，所述输液部内的液体能够从所述输液口流向所述晶圆片；
8.盛液盘，环绕设置在所述晶圆片的边缘侧；
9.第一驱动部，与水平设置的所述晶圆片连接，并能够驱动所述晶圆片沿轴线旋转。
10.在本方案中，输液部用于提供干净的液体，对晶圆片表面附着的电镀液进行清洗。盛液盘用于容纳清洗过晶圆片的废液，防止废液的二次利用，保证清洗晶圆片的液体的纯净度，提高清洗效果。第一驱动部用于驱动晶圆片旋转，使得晶圆片上原本附着的电镀液和清洗过晶圆片的废液都能够在晶圆片的旋转下甩入盛液盘内，有利于废液的收集，同时防止废液对其他部件的污染。盛液盘环绕晶圆片设置能够保证晶圆片的周向各处都尽可能都设置有盛液盘，以保证晶圆片在旋转过程中所甩出的液体都能够甩入盛液盘内。本方案通过晶圆片的旋转使得清洗过晶圆片的废水能够甩入盛液盘内，从而能够一直通过最纯净的液体对晶圆片进行清洗，不会让晶圆片长时间处于混合有电镀液的液体中，并有效防止清洗过晶圆片的废水的二次利用，提高晶圆片的清洗效果。
11.较佳地，所述盛液盘至少位于所述晶圆片的下方。
12.在本方案中，从晶圆片上甩出的废液受重力影响会向下坠落，上述设置用于保证
盛液盘能够收集所有从晶圆片上甩出的废液，提高晶圆片清洗清洗装置的可行性。
13.较佳地，所述盛液盘的上端面向下凹陷形成位于所述盛液盘径向内侧的第一遮挡部、位于所述盛液盘径向外侧的第二遮挡部，以及位于所述第一遮挡部和所述第二遮挡部之间的盛液槽，所述第一遮挡部和所述第二遮挡部形成所述盛液槽的两侧壁，所述盛液槽用于容纳清洗过所述晶圆片的液体。
14.在本方案，上述设置使得盛液盘上形成用于容纳废液的盛液槽，一方面能够容纳更多量的废液，另一方面也能够限制废液轻易流出盛液盘，有利于废液的收集，同时防止废液对其他部件的污染。
15.较佳地，所述第一遮挡部的高度小于所述第二遮挡部的高度。
16.在本方案中，第一遮挡部设计成较小值是为了使得废液能够穿过第一遮挡部甩入盛液槽内，而不会被第一遮挡部遮挡，第二遮挡部设置成较大值是为了防止本应该甩入盛液槽内的废液进一步甩出盛液槽的范围，从而有利于废液的收集，同时防止废液对其他部件的污染。
17.较佳地，所述晶圆片清洗装置还包括第二驱动部，所述第二驱动部与所述盛液盘连接，所述第二驱动部能够驱动所述盛液盘升降。
18.在本方案中，第二驱动部用于驱动盛液盘升降，方便盛液盘位置的切换，不仅能够调整盛液盘与晶圆片之间的相对高度，保证废液能够都甩入盛液盘内，而且将处于非工作状态的盛液盘进行收纳，减少盛液盘占用的空间，并防止盛液盘干涉其他部件。
19.较佳地，所述第二驱动部的数量为多个，多个所述第二驱动部环绕所述盛液盘均匀设置。
20.在本方案中，上述设置能够使得盛液盘各部分受力均匀，使得盛液盘的升降更加稳定，防止盛液盘内的废液泄漏。
21.较佳地，所述第二驱动部包括气缸，所述气缸包括在所述盛液盘升降方向上伸缩的活塞，所述活塞的活塞头与所述盛液盘连接。
22.在本方案中，提供一种第二驱动部的具体结构，气缸结构简单，能够提供稳定的驱动力，盛液盘与活塞连接并根据活塞的伸缩进行升降。
23.较佳地，所述晶圆片清洗装置还包括控制部，所述控制部与所述第一驱动部电连接，所述控制部用于控制所述第一驱动部驱动所述晶圆片旋转的转速。
24.在本方案中，控制部用于控制晶圆片的转速，使得晶圆片上的废液能够全部甩入盛液盘内，提高晶圆片清洗清洗装置的可行性。
25.较佳地，所述盛液盘为c字型，所述盛液盘形成有进水口，所述输液部穿过所述进水口伸向所述晶圆片。
26.在本方案中，上述设置使得输液部不会与盛液盘产生干涉，保证输液部和盛液盘的正常使用，提高晶圆片清洗清洗装置的可行性。
27.一种晶圆电镀系统，所述晶圆电镀系统包括如上所述的晶圆片清洗装置。
28.在本方案中，提供一种晶圆片清洗装置的应用场景，晶圆片清洗装置用于对进行电镀工艺后的晶圆片进行清洗。
29.较佳地，所述晶圆电镀系统还包括电镀槽和机械手，所述机械手设于所述电镀槽的上方，所述晶圆片放置在所述机械手上，所述机械手能够在竖直方向上升降并带动所述
晶圆片进出所述电镀槽；
30.所述机械手形成所述第一驱动部，能够驱动所述晶圆片沿轴线旋转，所述盛液盘环绕设置在所述机械手的边缘侧。
31.在本方案中，机械手在电镀工艺中本就能够带动晶圆片旋转，保证晶圆片电镀更加均匀，进一步将机械手作为第一驱动部，能够不用另外设置单独的第一驱动部，减少晶圆电镀系统中的结构。而且，将机械手直接作为第一驱动部还可以省却将晶圆片转运至其他第一驱动部的工序，不用另外设置转运装置，简化清洗过程，提高清洗效率。
32.较佳地，所述盛液盘设于所述电镀槽的上方。
33.在本方案中，上述设置用于防止废液在还没进入盛液盘之前就落到电镀槽内的电镀液中，保证电镀液的纯净度，保证晶圆片的电镀效果。
34.较佳地，所述晶圆电镀系统还包括操作台，所述电镀槽安装在所述操作台上，用于驱动所述盛液盘升降的第二驱动部固定在所述操作台上。
35.在本方案中，操作台用于支撑第二驱动部，保证第二驱动部的稳定，进而保证第二驱动部能够稳定驱动盛液盘升降。
36.本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型中的输液部用于提供干净的液体，对晶圆片表面附着的电镀液进行清洗。盛液盘用于容纳清洗过晶圆片的废液，防止废液的二次利用，保证清洗晶圆片的液体的纯净度，提高清洗效果。第一驱动部用于驱动晶圆片旋转，使得晶圆片上原本附着的电镀液和清洗过晶圆片的废液都能够在晶圆片的旋转下甩入盛液盘内，有利于废液的收集，同时防止废液对其他部件的污染。盛液盘环绕晶圆片设置能够保证晶圆片的周向各处都尽可能都设置有盛液盘，以保证晶圆片在旋转过程中所甩出的液体都能够甩入盛液盘内。本实用新型通过晶圆片的旋转使得清洗过晶圆片的废水能够甩入盛液盘内，从而能够一直通过最纯净的液体对晶圆片进行清洗，不会让晶圆片长时间处于混合有电镀液的液体中，并有效防止清洗过晶圆片的废水的二次利用，提高晶圆片的清洗效果。
附图说明
37.图1为本实用新型一实施例的盛液盘升起时晶圆电镀系统的立体结构示意图。
38.图2为本实用新型一实施例的盛液盘升起时晶圆电镀系统的侧视结构示意图。
39.图3为本实用新型一实施例的晶圆片清洗装置的立体结构示意图。
40.图4为本实用新型一实施例的盛液盘的立体结构示意图。
41.图5为本实用新型一实施例的盛液盘下降时晶圆电镀系统的立体结构示意图。
42.图6为本实用新型一实施例的盛液盘下降时晶圆电镀系统的侧视结构示意图。
43.附图标记说明：
44.操作台11
45.电镀槽12
46.机械手13
47.托架131
48.盛液盘2
49.第一遮挡部21
50.第二遮挡部22
51.盛液槽23
52.进水口24
53.连接部25
54.第一驱动部3
55.第二驱动部4
56.气缸本体41
57.活塞42
具体实施方式
58.下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在的实施例范围之中。
59.本实施例提供了一种晶圆电镀系统，用于对晶圆片进行电镀加工并对完成电镀工艺后的晶圆片进行清洗，去除晶圆片表面附着的电镀液。如图1
‑
图6所示，晶圆电镀系统包括操作台11、电镀槽12、机械手13和晶圆片清洗装置。
60.电镀槽12安装在操作台11上，操作台11起到支撑电镀槽12的作用。电镀槽12内容纳有电镀液，晶圆片浸泡在电镀槽12内的电镀液中进行电镀加工。机械手13设置在电镀槽12的上方，机械手13上安装有用于承托晶圆片的托架131，机械手13能够在竖直方向上升降以带动托架131上的晶圆片进出电镀槽12，机械手13还能够带动晶圆片沿轴线旋转以保证晶圆片电镀更加均匀。
61.如图1
‑
图4所示，晶圆片清洗装置包括输液部(图中未示出)、盛液盘2和第一驱动部3。输液部能够容纳用于清洗晶圆片的液体，输液部的输液口对准晶圆片的表面，输液部内的液体能够从输液口流向晶圆片，输液部用于提供干净的液体，对晶圆片表面附着的电镀液进行清洗。盛液盘2环绕设置在晶圆片的边缘侧，用于容纳清洗过晶圆片的废液，防止废液的二次利用，保证清洗晶圆片的液体的纯净度，提高清洗效果。第一驱动部3与水平设置的晶圆片连接，并能够驱动晶圆片沿轴线旋转，使得晶圆片上原本附着的电镀液和清洗过晶圆片的废液都能够在晶圆片的旋转下甩入盛液盘2内，有利于废液的收集，同时防止废液对其他部件的污染。
62.在本实施例中，由于晶圆片水平放置，且盛液盘2环绕在晶圆片的边缘侧，晶圆片的轴线和盛液盘2的轴线平行，因此在晶圆片沿轴线旋转的过程中，晶圆片上的废水能够均匀向晶圆片的径向外侧甩出，进而甩入位于晶圆片径向外侧的盛液盘2内，保证晶圆片清洗装置的可行性。盛液盘2环绕晶圆片设置能够保证晶圆片的周向各处都尽可能都设置有盛液盘2，进而保证晶圆片在旋转过程中所甩出的液体都能够甩入盛液盘2内。在其他可替代的实施方式中，晶圆片也可以不平行放置或者不沿自身的轴线旋转，但无论晶圆片如何放置、旋转，都应该保证晶圆片上的废液能够尽可能全部甩入盛液盘2内。
63.本实施例通过晶圆片的旋转使得清洗过晶圆片的废水能够甩入盛液盘2内，从而能够一直通过最纯净的液体对晶圆片进行清洗，不会让晶圆片长时间处于混合有电镀液的液体中，并有效防止清洗过晶圆片的废水的二次利用，提高晶圆片的清洗效果。
64.本实施例中的输液部包括用于输送液体的输送管道和用于驱动输送管道内液体
流动的驱动件，输送管道的出口即为输液部的输液口，驱动件能够驱动输送管路内干净的液体流向晶圆片，对晶圆片表面附着的电镀液进行清洗。驱动件的具体结构为本领域的现有技术，在此不做赘述。
65.如图1和图2所示，盛液盘2整体位于晶圆片的下方，在其他可替代的实施方式中，盛液盘2也可以与晶圆片齐平，或者两者还具有其他相对位置，但至少需要保证晶圆片上的废液能够尽可能全部落入盛液盘2内，防止废液的泄漏。本实施例将盛液盘2整体位于晶圆片的下方，是由于从晶圆片上甩出的废液受重力影响会向下坠落，将盛液盘2整体位于晶圆片的下方，能够保证盛液盘2能够收集所有从晶圆片上甩出的废液，防止废液的泄漏，提高晶圆片清洗清洗装置的可行性。
66.如图4所示，盛液盘2的上端面向下凹陷形成位于盛液盘2径向内侧的第一遮挡部21、位于盛液盘2径向外侧的第二遮挡部22，以及位于第一遮挡部21和第二遮挡部22之间的盛液槽23，第一遮挡部21和第二遮挡部22形成盛液槽23的两侧壁，盛液槽23用于容纳清洗过晶圆片的液体。将盛液盘2设计成槽体结构，一方面能够容纳更多量的废液，另一方面也能够限制废液轻易流出盛液盘2，有利于废液的收集，同时防止废液对其他部件的污染。
67.如图4所示，第一遮挡部21的高度小于第二遮挡部22的高度。本实施例将第一遮挡部21设计成较小值是为了使得废液能够穿过第一遮挡部21甩入盛液槽23内，而不会被第一遮挡部21遮挡无法进入盛液槽23内，提高晶圆片清洗清洗装置的可行性。本实施例中所指的废液穿过第一遮挡部21，并不是指废液直接透过第一遮挡部21，而是指废液从第一遮挡部21的上方穿入盛液槽23内。将第二遮挡部22设置成较大值是为了防止本应该甩入盛液槽23内的废液进一步甩出盛液槽23的范围，从而有利于废液的收集，同时防止废液对其他部件的污染。
68.如图4所示，本实施例中的盛液盘2为c字型，盛液槽23延伸方向的两端口封闭，防止盛液槽23内的废液泄漏。盛液盘2形成有进水口24，输液部穿过进水口24伸向晶圆片，从而防止输液部与盛液盘2产生干涉，保证输液部和盛液盘2的正常使用，提高晶圆片清洗清洗装置的可行性。在其他可替代的实施方式中，承液盘也可以设计成形状，例如圆环形。
69.为保证晶圆片上的废液能够全部甩入盛液盘2内，需要预先进行模拟操作，通过模拟系统模拟晶圆片甩干的操作，相应调整晶圆片的转速和晶圆片与盛液盘2之间的高度差，在模拟成功之后(即在模拟系统中，晶圆片上的废水能够全部甩入盛液盘2中)，再在现实中将晶圆片的转速和晶圆片与盛液盘2之间的高度差调整至对应操作。模拟系统的具体操作属于本领域的现有技术，在此不做赘述。
70.为了方便调节晶圆片的转速以及晶圆片与盛液盘2之间的高度差，晶圆片清洗装置还包括控制部(图中未示出)和第二驱动部4。
71.控制部与第一驱动部3电连接，用于控制第一驱动部3驱动晶圆片旋转的转速，使得晶圆片上的废液能够全部甩入盛液盘2内，提高晶圆片清洗清洗装置的可行性。控制部的具体结构以及如何调整晶圆片的转速属于本领域的现有技术，在此不做赘述。
72.如图3所示，第二驱动部4与盛液盘2连接，第二驱动部4能够驱动盛液盘2升降，方便盛液盘2位置的切换。第二驱动部4不仅能够调整盛液盘2与晶圆片之间的相对高度，保证废液能够都甩入盛液盘2内，而且将处于非工作状态的盛液盘2进行收纳，减少盛液盘2占用的空间，并防止盛液盘2干涉其他部件。
73.本实施例中的第二驱动部4的数量为两个，两个第二驱动部4对称设置在盛液盘2的两侧，保证盛液盘2整体受力均匀，使得盛液盘2的升降更加稳定，防止盛液盘2内的废液泄漏。在其他可替代的实施方式中，第二驱动部4的数量可以为一个或更多个，当第二驱动部4的数量为多个时，多个第二驱动部4环绕盛液盘2均匀设置，以使得盛液盘2整体受力均匀。
74.如图3所示，本实施例中的第二驱动部4包括气缸，气缸包括气缸本体41和相对于气缸本体41进行伸缩的活塞42，活塞42在盛液盘2升降方向上伸缩，活塞42的活塞头与盛液盘2连接，盛液盘2根据活塞42的伸缩进行升降。在其他可替代的实施方式中，第二驱动部4可以采用其他能够实现上述效果的升降驱动件，本实施例选择气缸作为第二驱动部4是因为气缸结构简单，能够提供稳定的驱动力，保证盛液盘2平稳升降。
75.如图1、图2、图5和图6所示，本实施例中的机械手13形成第一驱动部3，能够驱动晶圆片沿轴线旋转，盛液盘2环绕设置在机械手13的边缘侧。其中，机械手13的轴线、晶圆片的轴线和盛液盘2的轴线三者平行。机械手13在电镀工艺中本就能够带动晶圆片旋转，保证晶圆片电镀更加均匀，进一步将机械手13作为第一驱动部3，能够不用另外设置单独的第一驱动部3，减少晶圆电镀系统中的结构。而且，将机械手13直接作为第一驱动部3还可以省却将晶圆片转运至其他第一驱动部3的工序，不用另外设置转运装置，简化清洗过程，提高清洗效率。
76.如图1、图2、图5和图6所示，盛液盘2设于电镀槽12的上方，以防止废液在还没进入盛液盘2之前就落到电镀槽12内的电镀液中，保证电镀液的纯净度，保证晶圆片的电镀效果。盛液盘2和机械手13在其径向方向上存在一定间隔，以使得机械手13能够正常旋转，但该间隔不易过大，以防止晶圆片上的废液从该间隔落入下方的电镀槽12内，对电镀槽12内的电镀液产生污染。
77.如图1、图2、图5和图6所示，第二驱动部4固定在操作台11上，并位于操作台11相对的两侧边。操作台11用于支撑第二驱动部4，保证第二驱动部4的稳定，进而保证第二驱动部4能够稳定驱动盛液盘2升降。将第二驱动部4安装在操作台11的侧面既能够减少第二驱动部4在操作台11的台面上所占用的空间，也能够保证第二驱动部4的移动路径，使得盛液盘2能够降落至靠近操作台11的台面处，方便盛液盘2的收纳。
78.如图3所示，盛液盘2还包括两个连接部25，两个连接部25对称设置在盛液槽23的两侧，两个连接部25的位置分别与两个第二驱动部4的位置连接。连接部25连接在第二驱动部4和盛液槽23之间，从而盛液槽23可以不用设计成较大值。本实施例中的连接部25为平板结构，结构简单且制造、连接方便。
79.以下简述晶圆片的清洗过程：
80.如图5和图6所示，晶圆片完成电镀工艺后，机械手13上升，将放置在机械手13托架131上的晶圆片移出电镀槽12，此时的晶圆片表面附着有大量的电镀液。第二驱动件的活塞42处于收缩状态，盛液盘2处于收回状态，不能够完整收集废液。
81.如图1和图2所示，机械手13带动晶圆片上升至指定位置之后，活塞42伸出，带动盛液盘2上升至相应高度，保证晶圆片和盛液盘2之间的高度差在设定的范围内，然后机械头调整至设定的转速，晶圆片跟随机械头同步旋转，输液部向晶圆片输送液体对晶圆片进行清洗，清洗后的废水在旋转力的作用下甩入盛液盘2内。清洗完毕后，对盛液盘2内的废水收
集后进行统一排废处理。
82.本实用新型中的晶圆电镀系统不局限于图1、图2、图5和图6所示的形式，本实用新型中的晶圆片清洗装置也适用于采用其他结构的晶圆电镀系统，本实用新型中的晶圆片清洗装置也能够独立使用。
83.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于装置或组件正常使用时的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
84.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。