CN111893551A - 电镀液在线回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电镀液在线回收方法，其包括以下步骤：电镀环节：对晶圆进行电镀；回收环节：使晶圆表面的电镀液脱离晶圆；再利用环节：将脱离晶圆的电镀液输送至电镀池内。该电镀液在线回收方法，将电镀后位于晶圆表面的残余电镀液收集并输送至电镀池中，以替代传统离线回收方法中，通过收集清洗液并进行离线提纯的回收方式。本方法无需进行离线提纯的步骤，因此能够有效解决现有技术中对晶圆上的电镀液进行回收的步骤繁琐、设备复杂等缺陷。

Description

电镀液在线回收方法
技术领域
本发明涉及晶圆电镀领域，特别涉及一种电镀液在线回收方法。
背景技术
目前，关于有价金属的电镀液及添加剂回收方法，通常为离线回收，且回收方法流程繁琐，成本较高。具体来说，当晶圆完成电镀后，会被移至清洗槽中，通过清洗槽中的水流对晶圆进行清洗，将晶圆上的电镀液及添加剂集中在清洗液中，之后，在收集这些清洗液后，通过常见的物理方法，例如浓缩、过滤、渗析、树脂分离、离心、超滤等等，或者化学方法，例如沉淀和分离等方式将清洗液中的电镀液及添加剂分离出来，实现回收的目的。
通过离线回收的方式对电镀液等进行收集并回收的步骤繁琐、设备复杂，如何更好、更简单地对电镀液回收利用成为了研发人员的研究重点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中对晶圆上的电镀液进行回收的步骤繁琐、设备复杂的缺陷，提供一种电镀液在线回收方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种电镀液在线回收方法，其包括以下步骤：
电镀环节：对晶圆进行电镀；
回收环节：使晶圆表面的电镀液脱离晶圆；
再利用环节：将脱离晶圆的电镀液输送至电镀池内。
该电镀液在线回收方法，将电镀后位于晶圆表面的残余电镀液收集并输送至电镀池中，以替代传统离线回收方法中，通过收集清洗液并进行离线提纯的回收方式。本方法无需进行离线提纯的步骤，因此能够有效解决现有技术中对晶圆上的电镀液进行回收的步骤繁琐、设备复杂等缺陷。
较佳地，在所述电镀环节中，在完成对晶圆进行电镀后，将晶圆移至回收槽中；
在所述再利用环节中，在回收槽中收集脱离晶圆的电镀液后，再输送至电镀池内。
通过将电镀后的晶圆移至相对独立的回收槽中，以方便实施使电镀液脱离晶圆表面的工艺，同时，电镀液也更方便集中和收集。
较佳地，在所述电镀环节中，在完成对晶圆进行电镀后，晶圆夹具带动晶圆离开电镀池，并移动至回收槽中。
通过将参与电镀环节的晶圆夹具也一同移动至回收槽中，以便于回收环节的实施，简化晶圆在各夹具之间交接产生的问题。同时，将参与电镀环节的晶圆夹具也移至回收槽，使得附着于晶圆夹具表面的电镀液也同样能够被回收。
较佳地，回收槽中具有回收池，回收池用于容纳回收液，在所述回收环节中，将晶圆浸没于回收池的回收液中。
通过将晶圆浸没在回收池中，使电镀液脱离晶圆，实现回收金属离子的目的。
较佳地，回收槽还具有储液池；
在所述再利用环节中，将具有电镀液的回收液通过管道输送至储液池中，再通过管道输送至电镀池内。
通过设置储液池的方式，在无需将具有电镀液的回收液输送至电镀池时提供一个临时储存液体的空间。
较佳地，在所述再利用环节中，基于储液池内的液位高度控制从储液池输送至电镀池的液体流量。
通过向电镀池输送具有电镀液的回收液，以同时实现补充金属离子以及补充其他介质的目的。
较佳地，在所述电镀环节中，在完成对晶圆进行电镀后，将晶圆移动至电镀池的上方；
在所述再利用环节中，脱离晶圆的电镀液直接流入电镀池中。
该结构设置提供了一种较为简便的电镀液在线回收的布局方案。
较佳地，在所述回收环节中，对晶圆表面进行喷淋，使晶圆表面的电镀液脱离晶圆，以高效地使附着于晶圆表面的电镀液脱离。
较佳地，在所述回收环节中，晶圆夹具带动晶圆沿晶圆的中心旋转。
该结构设置提供了一种较为简便地，能够提高电镀液回收率的方案。
较佳地，在所述回收环节后还包括清洗环节：将晶圆移至清洗槽内进行清洗，保证晶圆表面的洁净度。
本发明的积极进步效果在于：
该电镀液在线回收方法，将电镀后位于晶圆表面的残余电镀液收集并输送至电镀池中，以替代传统离线回收方法中，通过收集清洗液并进行离线提纯的回收方式。本方法无需进行离线提纯的步骤，因此能够有效解决现有技术中对晶圆上的电镀液进行回收的步骤繁琐、设备复杂等缺陷。
附图说明
图1为本发明的实施例1的电镀液在线回收方法的流程示意图。
图2为本发明的实施例2的晶圆移动机构的结构示意图。
图3为本发明的实施例2的晶圆电镀设备的结构布局示意图。
图4为本发明的实施例2的晶圆移动机构的状态示意图。
图5为本发明的实施例2的回收槽的回收池的结构示意图。
图6为本发明的实施例2的电镀液在线回收方法的流程示意图。
图7为本发明的实施例2的回收槽的整体结构示意图。
附图标记说明：
晶圆移动机构1
机械手11，移动机构模块111
晶圆夹具12，晶圆安装面12a
电镀槽2
电镀池21
回收槽3
回收池31
储液池32
清洗槽4
晶圆200
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
如图1所示，本发明提供一种电镀液在线回收方法，其具体包括有以下几个步骤：
电镀环节，将晶圆浸没在电镀槽中的电镀池中，以对晶圆实施电镀工艺。在完成电镀后，晶圆表面残余有电镀液及其他添加剂。
回收环节，使晶圆表面的电镀液及其他添加剂脱离晶圆。
再利用环节，将从晶圆表面脱离的电镀液和添加剂再输送至电镀池内。
该电镀液在线回收方法，通过使完成电镀之后的晶圆表面的电镀液脱离、并在将这些脱离的电镀液收集之后直接再输送回电镀池内，以提供一种能够在线回收电镀液的方法。
相较于现有技术中，通过清洗晶圆的方式使电镀液及其他添加剂脱离于晶圆并聚集在清洗液中，再利用物理或化学手段从清洗液中将电镀液及添加剂提纯出来，本方案中的电镀液在线回收方法，无需设置额外的离线提纯相关设备，且分离步骤中也不存在离线提纯的步骤，因此能够有效解决现有技术中对晶圆上的电镀液进行回收的步骤繁琐、设备复杂等缺陷。
其中，在本方案的回收环节中，如何使附着在晶圆表面的电镀液脱离晶圆，可采用喷嘴对准晶圆表面喷射气体或液体的方式来实现，有或者可以通过旋转晶圆，利用离心力使电镀液脱离晶圆。这些脱离晶圆的电镀液被收集并输送回电镀槽内，以供电镀槽电镀其他晶圆使用。
其中，优选的，在通过设置喷口向晶圆表面进行喷淋的方式，以使晶圆表面的电镀液脱离晶圆的方案中，喷淋所使用的液体为纯水，以使得喷淋后获得的具有电镀液的液体能够符合输送回电镀池的相关技术标准。具体来说，现有技术中，电镀池内的电镀液的工作温度通常为45℃，导致蒸发比较快，所以需要经常补水。在现有技术中，向电镀池补加的是纯水，而当金属离子浓度较低时，也是需要额外进行补加的。本发明中，利用该电镀液在线回收方法时，向电镀液内补充的是回收槽内收集到的电镀液，倘若通过喷淋的方式收集电镀液，则回收液中同时包括了纯水和电镀液，所以相当于同时补加了金属离子和水，从而有效减少了额外的金属离子和纯水的补加频率。
另外，关于回收环节时，晶圆的所在位置，具体可包括但不限于：
(1)、在完成晶圆电镀之后，将晶圆移动至电镀池的上方，并对其实施回收工序。在这种情况下，脱离晶圆表面的电镀液可直接流入下方的电镀池21中，以实现在线回收的目的，且整体结构布局较为简便。
(2)、在完成晶圆电镀之后，将晶圆移动至另一个与电镀槽相对独立的回收槽中，以对晶圆实施回收工序。并在再利用环节中，将这些电镀液收集并输送至电镀槽内，实现在线回收的目的。
通过将电镀后的晶圆移至相对独立的回收槽中，相对更方便于实施使电镀液脱离晶圆表面的工艺。同时，电镀液被集中于回收槽的槽底，也更方便进行收集，通过控制向电镀池输送这些电镀液的流量的方式，还可对电镀池内的离子浓度进行间接控制。
相比现有技术中，利用清洗环节，通过清洗液清洗晶圆的方式收集电镀液，本方案中在回收环节中，虽然在电镀液回收比率方面，相较于使用清洗剂清洗晶圆表面并收集电镀液的方式会低一些，但是回收到的电镀液并不含有清洗剂等需要分离的物质，因此能够直接输送回电镀池中，反而从整体上相比现有技术的方案步骤更简单，设备结构也更精简。
此外，在回收环节之后，还可以设置清洗环节，以用于将晶圆移至清洗槽内，并对晶圆进行彻底的清洗。在清洗环节中，未在回收环节中脱离晶圆的电镀液也会被清洗下来，对于这些留存有残余电镀液的清洗液而言，可以如同现有技术那样，再进行集中并实施离线回收方案，也可以直接废弃。
由于大部分的电镀液已经在回收环节中脱离了晶圆，对于本方案而言，在清洗环节中，附着在晶圆表面的待清洗的电镀液相对较少，因此，对清洗槽的清洗晶圆的能力要求也相较现有标注可以相对降低。也就是说，对于使用本在线回收方案的晶圆电镀设备而言，对清洗槽的清洗要求也相对较低，以进一步降低电镀设备的结构复杂程度和成本。其中，清洗槽的具体结构与清洗原理，属于本领域的常规技术，在此不再赘述。
实施例2
本实施例还提供一种电镀液在线回收方法，其具体步骤与实施例1提供的电镀液在线回收方法大致相同，不同之处在于，本实施例中，在完成对晶圆200的电镀后，将晶圆200移至相对电镀槽2独立的回收槽3中。
另外，如图2和图3所示，该电镀液在线回收方法所实施的晶圆200电镀设备除了包括电镀槽2、回收槽3和清洗槽4以外，还包括有晶圆移动机构1。该晶圆移动机构1包括相互连接的机械手11和晶圆夹具12。晶圆夹具12用于固定晶圆200，机械手11和晶圆夹具12之间的连接关系是机械手11通过其末端连接至晶圆夹具12上，该机械手11至少具有三个自由度，包括升降自由度、平移自由度以及旋转自由度，以通过带动移动的方式使晶圆夹具12同样具备高自由度。
对于该晶圆移动机构1而言，通过在连接晶圆夹具12的机械手11上设置升降自由度和旋转自由度，满足驱动晶圆夹具12进出电镀槽2、回收槽3和清洗槽4以及驱动晶圆夹具12及晶圆200在电镀槽2、回收槽3和清洗槽4内旋转，进而满足电镀、回收、清洗等工艺的相关需求。而设置平移自由度，目的是带动晶圆夹具12及晶圆200在电镀槽2、回收槽3和清洗槽4之间移动，以避免晶圆200在完成电镀之后，通过在多个晶圆夹具12之间进行交接的方式移动至回收槽3内。
另外，如图4所示，该晶圆移动机构1的机械手11还具有实现竖直翻转的移动机构模块111，该移动机构模块111设置在机械手11的末端位置处，并直接连接至晶圆夹具12。通过设置该移动机构模块111，以驱动晶圆夹具12实现竖直翻转的功能，使得晶圆夹具12上的晶圆安装面12a能够朝上，以便于在上片步骤中将晶圆200以人工或其他机械手11的方式转移放入或取出。
因此，本实施例中，通过设置该机械手11，以在晶圆200被移至回收槽3时，使得固定该晶圆200的晶圆夹具12也会一同被移至回收槽3中，通过这种移动晶圆200的方式，有利于回收环节的实施，并简化晶圆200在各夹具之间交接而产生的可靠性等问题。同时，通过将参与电镀环节的晶圆夹具12也一同移至回收槽3中，使得附着于晶圆夹具12表面的电镀液也同样能够被回收。
另外，由于机械手11可在电镀槽2、回收槽3和清洗槽4之间转移晶圆200，因此每个槽体上无需再配置额外的“一对一”的机械手11和晶圆夹具12。同时，晶圆夹具12无需再在多个机械手11之间交接，因此机械手11与晶圆夹具12之间可以完全固定连接。本实施例中，回收槽3内设置有回收池31和储液池32。其中，回收池31中容纳有用于回收晶圆表面电镀液的回收液，以用于回收晶圆200上的电镀液。回收液优选的可使用纯水，当然，任何能够被直接输送至电镀池21内的液体均可作为回收液来使用。
如图5所示，回收池31的底部设置有管道3a和管道3b，管道3a用于从外部向回收池31输入回收液，管道3b对接至储液池32，以将回收液输送至储液池32中。其中，回收池31的底部形状为向下延伸的圆锥面，管道3b在回收池31的开口正好开设在回收池31的底部中央位置，即整个回收池31的最低点处，以便于将回收池31内的回收液通过管道3b排空。
如图6所示，在回收环节中，机械手11将晶圆200及晶圆夹具12浸没在回收液中，以使电镀液从晶圆表面脱离。另外，机械手11的旋转自由度还可用于在晶圆200浸于回收液中后，通过驱动晶圆夹具12沿自身中轴线的旋转的方式，提高晶圆200与回收液之间的相对运动速度，以加速电镀液脱离晶圆表面的过程，并能够提高回收率。
如图6和图7所示，储液池32相对回收池31设置，在完成对晶圆200上电镀液的回收之后，管道3b将具有电镀液的回收液输送至储液池32，实现储存的目的。在此之后，再通过管道3c将液体输送至电镀池21内，以同时向电镀池21补充纯水和金属离子。需要额外说明的是，在管道3a、3b和3c中均可设置例如水泵等的动力元件(图中未使出)，以用于驱动管道内的液体沿特定方向流动。其具体的结构与原理属于现有技术，因此在此不再赘述。
本实施例中，通过将电镀液先集中在储液池32中，可在无需将电镀液输送至电镀池21时提供一个供电镀液临时存储的空间。
另外，在再利用环节中，储液池32中还可设置用于检测液位高度的液位传感器。通过检测储液池32中储运的液体的液位高度，以基于上述的液位高度控制从储液池32输送至电镀池21内的液体流量，避免储液池32内液位过高而引起的可靠性问题。当然，在其他实施方式中，在获取了储液池32内液位高度的数据高度后，还可以利用该液位高度的数据实现其他目的。
本实施例中，在完成对晶圆200的回收工序之后，同样还具有清洗环节：晶圆200及其晶圆夹具12将在机械手11的驱动下从回收槽3移至清洗槽4，以在回收环节中将残留在晶圆表面的电镀液彻底清除。
上述清洗环节与再利用环节的实施顺序不分先后，并且可以同步进行。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明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发明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发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电镀液在线回收方法，其特征在于，其包括以下步骤：
电镀环节：对晶圆进行电镀；
回收环节：使晶圆表面的电镀液脱离晶圆；
再利用环节：将脱离晶圆的电镀液输送至电镀池内。
2.如权利要求1所述的电镀液在线回收方法，其特征在于，在所述电镀环节中，在完成对晶圆进行电镀后，将晶圆移至回收槽中；
在所述再利用环节中，在回收槽中收集脱离晶圆的电镀液后，再输送至电镀池内。
3.如权利要求2所述的电镀液在线回收方法，其特征在于，在所述电镀环节中，在完成对晶圆进行电镀后，晶圆夹具带动晶圆离开电镀池，并移动至回收槽中。
4.如权利要求2所述的电镀液在线回收方法，其特征在于，回收槽中具有回收池，回收池用于容纳回收液，在所述回收环节中，将晶圆浸没于回收池的回收液中。
5.如权利要求4所述的电镀液在线回收方法，其特征在于，回收槽中还具有储液池；
在所述再利用环节中，将具有电镀液的回收液通过管道输送至储液池中，再通过管道输送至电镀池内。
6.如权利要求5所述的电镀液在线回收方法，其特征在于，在所述再利用环节中，基于储液池内的液位高度控制从储液池输送至电镀池的液体流量。
7.如权利要求1所述的电镀液在线回收方法，其特征在于，在所述电镀环节中，在完成对晶圆进行电镀后，将晶圆移动至电镀池的上方；
在所述再利用环节中，脱离晶圆的电镀液直接流入电镀池中。
8.如权利要求1-7任一项所述的电镀液在线回收方法，其特征在于，在所述回收环节中，对晶圆表面进行喷淋，使晶圆表面的电镀液脱离晶圆。
9.如权利要求1-7任一项所述的电镀液在线回收方法，其特征在于，在所述回收环节中，晶圆夹具带动晶圆沿晶圆的中心旋转。
10.如权利要求1-7任一项所述的电镀液在线回收方法，其特征在于，在所述回收环节后还包括清洗环节：将晶圆移至清洗槽内进行清洗。
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