CN114232062A - 一种金属镀覆设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种金属镀覆设备，包括一处理室，处理室内集成有多个工作槽，工作槽包括镀槽和工艺槽，工艺槽包括非密封式处理工艺槽和密封式处理工艺槽；处理室内设置有移动机构和晶圆夹具，晶圆夹具用于夹持晶圆，移动机构用于驱动晶圆夹具移动，镀槽和全部或部分非密封式处理工艺槽共享一个晶圆夹具。本发明提供的金属镀覆设备，将工艺槽和镀槽集成在一个设备的处理室内，由此使得，晶圆在进行各项前处理工艺和/或后处理工艺、及镀覆工艺(电镀工艺和/或化镀工艺)的过程中，无须切换设备，能够在较短时间内由上一道工序进入下一道工序，极大的节约了时间成本，提升了工艺效率；并且，此举对提升晶圆的工艺质量亦有积极意义。

Description

一种金属镀覆设备

技术领域

本发明涉及半导体器件制造技术领域，具体地，涉及一种金属镀覆设备。

背景技术

半导体集成电路及其他半导体器件，在生产过程中通常需要进行电镀或化镀工艺，以使晶圆表面形成多种金属层，金属层通常包括铜、镍、锡、金、银等。其中，电镀通常是将晶圆置于电镀液中，将电压负极施加到晶圆上，将电压正极施加到阳极上，通过电场作用使得镀液中的金属离子沉积到晶圆表面。化镀也称无电解镀，是在无外加电流的情况下借助合适的还原剂，使镀液中金属离子还原成金属，并沉积到晶圆表面的一种镀覆方法。

现有技术中，在对晶圆实施镀覆工艺之前，需要对晶圆进行前处理，晶圆实施完成镀覆工艺之后，还须进行后处理。现有技术中，各个前处理工艺、镀覆工艺、后处理工艺，往往配置不同的设备，这样的布局存在如下不足：

1、各个工艺使用不同的设备，这意味着，晶圆在完成某项工艺后，须从该设备中取出，再放入另一个设备以进行后续工艺，如此往复，直至全部工艺完成，这造成时间的极大浪费，工艺效率大大降低，且设备越多意味着占地面积越大，这无疑也增加了企业的成本。

2、由于各个工艺使用不同的设备，而通常每一个设备又须对应使用一个晶圆夹具，每个晶圆夹具又由不同的机械手驱动，这导致空间的浪费和成本的增加，并且，这样的结构设计也使得整个工艺过程中，需要频繁的上下片以进行晶圆夹具的切换，增加晶圆损坏的风险，并增加晶圆表面氧化的风险，易使晶圆的电学性能降低；此外，对于晶圆来说，不同晶圆夹具的夹持位置有正负公差，在做多膜层时，频繁的更换晶圆夹具可能会造成膜层应力不均，导致晶圆的翘曲问题。

3、在某些情况下，晶圆在完成前一道工艺后须在较短时间内进行后续的工艺，但由于不同工艺在不同的设备中进行，这将可能造成产品性能的下降。例如，铜容易在空气中氧化形成氧化层，而现有技术中，晶圆的铜种子层在完成酸性处理等前处理工艺后，须从设备中取出，直接暴露在外部的环境中，而后再进入后续的镀覆设备以实施填孔工艺，这可能导致铜种子层的二次氧化，导致晶圆的电学性能降低。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种新型的金属镀覆设备，通过巧妙的结构设计，在降低企业时间成本和金钱成本的同时，提高晶圆的工艺质量。

为实现本发明的上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种金属镀覆设备，包括一处理室，所述处理室内集成有多个工作槽，工作槽包括镀槽和工艺槽，工艺槽包括非密封式处理工艺槽和密封式处理工艺槽；所述处理室内设置有移动机构和晶圆夹具，晶圆夹具用于夹持晶圆，移动机构用于驱动晶圆夹具移动，所述镀槽和全部或部分非密封式处理工艺槽共享一个晶圆夹具。

本技术方案中，通过采用以上的结构设计，将工艺槽和镀槽集成在一个设备的处理室内，由此使得，晶圆在进行各项前处理工艺和/或后处理工艺和镀覆工艺(电镀工艺和/或化镀工艺)的过程中，无须切换设备，能够在较短时间内由上一道工序进入下一道工序，极大的节约了时间成本，提升了工艺效率。并且，对于全部或部分非密封式处理工艺槽、及镀槽来说，其共享一个晶圆夹具，由此降低了设备对晶圆夹具的数量要求，进一步降低了企业的经济成本，使设备的结构更加简洁；此外，于晶圆而言，相同的晶圆夹具的夹持位置没有正负公差，不会因频繁的更换晶圆夹具而导致晶圆翘曲问题，同时还能大大提高工艺效率。

此处值得说明的是，本申请中，所谓密封式处理工艺槽和非密封式处理工艺槽是相对的两个概念，前者指工艺处理对内部环境有真空、高温等特殊要求，因此工艺槽应处于密封状态；而后者则是指工艺处理对内部环境无真空、高温等特殊要求，因此工艺槽处于相对开放状态。

优选地，所述非密封式处理工艺槽包括非密封式前处理工艺槽和/或非密封式后处理工艺槽。

本技术方案中，通过采用以上的结构设计，移动机构在非密封式前处理工艺槽和/或非密封式后处理工艺槽、以及镀槽之间转运同一晶圆夹具，由此降低了设备对晶圆夹具的数量要求，使设备的结构更加简单，经济成本进一步降低。并且，此结构设计也使得晶圆在非必要情况下可不从晶圆夹具上下片，由此不仅避免了晶圆碎片及氧化风险的产生，还能实现工艺的连续性，大大提高工艺效率和工艺质量。

优选地，所述镀槽、及全部非密封式前处理工艺槽共享一个晶圆夹具。

本技术方案中，通过采用以上的结构设计，全部非密封式前处理工艺槽及镀槽共享一个晶圆夹具，这意味着，当密封式处理工艺槽不包括密封式前处理工艺槽时，晶圆在进行前处理工艺及镀覆工艺的过程中，可不下片，由此实现工艺的连续性，在提升工艺质量的同时提高工艺效率；而当密封式处理工艺槽包括密封式前处理工艺槽时，晶圆除在进行密封式前处理工艺槽所对应的前处理工艺时须从晶圆夹具上卸载以外，在此之前的前处理工艺及在此之后的前处理工艺和/或镀覆工艺过程中，始终由同一晶圆夹具夹持且无须下片，由此在保证工艺效率的同时，避免了晶圆发生碎片等风险，大大提升了工艺质量。

优选地，所述镀槽、及全部或部分非密封式后处理工艺槽共享一个晶圆夹具。

本技术方案中，通过采用以上的结构设计，镀槽、及全部或部分非密封式后处理工艺槽共享一个晶圆夹具，这意味着，设备对晶圆夹具的数量需求大大降低，降低了经济成本，并且，这样的结构设计也使得整个工艺过程中，无须频繁的进行上下片，由此降低了晶圆碎片、氧化及翘曲等风险，有助于提升晶圆的电学性能。

优选地，所述非密封式前处理工艺槽包括预润湿处理工艺槽、超声处理工艺槽、碱性处理工艺槽、酸性处理工艺槽、表面活化处理工艺槽中的任意一个或多个。

本技术方案中，通过采用以上的结构设计，使用者可根据实际需要选择集成何种非密封式前处理工艺槽于设备中，例如，使用者可将用于预润湿处理或超声处理的非密封式前处理工艺槽集成在设备中，以去除晶圆表面凹槽中的气泡；又例如，当晶圆因未及时电镀或保护不当等原因而存在种子层缺陷时(如油污、氧化等)，使用者可将用于碱性处理、酸性处理、表面活化处理等的非密封式前处理工艺槽集成在设备中，以修复晶圆种子层表面缺陷。由于以上所述非密封式前处理工艺槽和镀槽集成在一个设备的处理室内，因此晶圆在进行完前一道前处理工序后，晶圆不会因切换设备而暴露于外部的环境中，而是能够被快速传送到下一道工序以进行后续工艺，由此不仅提升了工艺效率，还大大提高工艺质量。

优选地，所述非密封式后处理工艺槽包括SRD处理工艺槽和/或EBR处理工艺槽。

本技术方案中，“SRD”为“Spin Rinse Dryer”的简称，所谓“SRD处理”，即旋转清洗干燥处理；“EBR”为“Edge Bevel Removal”的简称，所谓“EBR处理”，即边缘金属层去除处理。使用者可根据实际需要选择集成何种非密封式后处理工艺槽于设备中，例如，使用者可仅集成一个SRD处理工艺槽于设备中，在此情况下，晶圆在进行完镀覆工艺后，无须下片，可直接在晶圆夹具的带动下进入SRD处理工艺槽以进行旋转清洗干燥处理；又或者是，当需要对晶圆的边缘金属层进行去除处理时，使用者可同时集成SRD处理工艺槽和EBR处理工艺槽，或者是使用者也可以将SRD工艺集成在EBR处理工艺槽中，以快速对晶圆进行边缘金属层去除处理和旋转清洗干燥处理，从而提升工艺效率。

优选地，所述处理室内还设置有晶圆夹具转换工位，晶圆夹具转换工位用于晶圆的卸载及上载。

本技术方案中，通过采用以上的结构设计，利用晶圆夹具转换工位的设计，以进行晶圆的卸载及上载动作，结构简单，操作便捷。

优选地，所述密封式处理工艺槽包括密封式前处理工艺槽和/或密封式后处理工艺槽。

本技术方案中，通过采用以上的结构设计，使用者可根据实际需要选择集成何种密封式处理工艺槽于设备中，由于密封式处理工艺槽与其他工作槽均集成在一个设备当中，因此在进行完成前一道工序后，晶圆可以较快速度进入下一道工序，从而大大提高工艺效率。

优选地，所述密封式前处理工艺槽包括真空处理工艺槽。

本技术方案中，通过采用以上的结构设计，密封式前处理工艺槽包括真空处理工艺槽，值得说明的是，真空处理工艺槽除了可以是仅进行真空处理的工艺槽外，还可以是集成其他前处理工艺的真空处理工艺槽，例如，在真空条件下进行预润湿工艺、碱性处理工艺、酸性处理工艺。真空处理工艺槽主要用于除去晶圆表面深孔内的气泡，由于真空处理工艺槽与镀槽集成在一个设备的处理室内，真空处理完毕后，晶圆无须暴露于外部环境中，即可快速被转运至后续的镀槽以实施镀覆工艺，从而在提高工艺效率的同时，提升工艺质量。

优选地，所述密封式后处理工艺槽包括退火处理工艺槽。

本技术方案中，通过采用以上的结构设计，退火处理工艺槽与其他工艺槽、镀槽集成在一个设备的处理室内，从而使得晶圆在完成前序工艺后，可以快速进入退火处理工艺槽以进行相关工艺，从而大大提高工艺效率。

优选地，所述处理室内还设置有一套电源，当镀槽包括多个电镀槽时，电源的负极电连接晶圆夹具，电源的正极分别与各个电镀槽电连接。

本技术方案中，通过采用以上的结构设计，电源的数量为一套，这意味着当电镀槽的数量为多个时，设备中所有的电镀槽共用一套电源，从而将设备对电源的数量要求降到了最低，使设备的整体结构更加简单且紧凑，成本进一步降低。

优选地，所述镀槽包括电镀槽和/或化镀槽。

本技术方案中，通过采用以上的结构设计，镀槽可以全部是电镀槽，也可以全部是化镀槽，也可以是电镀槽和化镀槽，使用者可根据实际的工艺需要进行选择。而不论使用者选择何种布局方式，由于全部的镀槽都集成在一个设备中，且全部的镀槽使用同一晶圆夹具，因此，晶圆在进行镀覆工艺的过程中，始终无须下片，由此不仅提高了工艺效率，也避免了晶圆氧化、碎片、翘曲等风险，从而提高了晶圆的镀覆质量。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供的金属镀覆设备，将工艺槽和镀槽集成在一个设备的处理室内，由此使得，晶圆在进行各项前处理工艺和/或后处理工艺、及镀覆工艺(电镀工艺和/或化镀工艺)的过程中，无须切换设备，能够在较短时间内由上一道工序进入下一道工序，极大的节约了时间成本，提升了工艺效率；并且，此举对提升晶圆的工艺质量亦有积极意义。

2、本发明提供的金属镀覆设备，对于全部或部分非密封式处理工艺槽、及镀槽来说，其共享一个晶圆夹具，由此降低了设备对晶圆夹具的数量要求，进一步降低了企业的经济成本，使设备的结构更加简洁；并且，于晶圆而言，相同的晶圆夹具的夹持位置没有正负公差，不会因频繁的更换晶圆夹具而导致晶圆翘曲问题，且不会因频繁的上下片而导致晶圆的碎片及氧化等风险。

3、本发明提供的金属镀覆设备，密封式处理工艺槽与其他工作槽集成在一个设备的处理室内，晶圆在从晶圆夹具上卸载至晶圆夹具转换工位，再从晶圆夹具转换工位上载至密封式处理工艺槽的过程中，不会暴露于外部的环境中，不能提高了工艺效率，还提升了工艺质量。

附图说明

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，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明第一实施例所述金属镀覆设备的结构示意图一；

图2为本发明第一实施例所述金属镀覆设备的结构示意图二；

图3为本发明第二实施例所述金属镀覆设备的结构示意图；

图4为本发明其他实施例所述金属镀覆设备的结构示意图；

图5为本发明第三实施例中EBR处理工艺槽的第一状态示意图；

图6为本发明第三实施例中EBR处理工艺槽的第二状态示意图；

图7为本发明第四实施例所述金属镀覆设备的电路连接示意图。

图中示出：

100-金属镀覆设备

10-镀槽；

11-电镀槽；

21-密封式前处理工艺槽；

22-真空处理工艺槽；

24-退火处理工艺槽；

31-非密封式前处理工艺槽；

32-碱性处理工艺槽；

33-酸性处理工艺槽；

36-EBR处理工艺槽；

37-SRD处理工艺槽；

38-喷淋装置；

381-药液喷口；

382-氮气喷口；

41-第一晶圆夹具转换工位；

42-第二晶圆夹具转换工位；

50-处理室；

60-移动机构；

70-晶圆；

80-晶圆夹具；

81-密封环；

90-电源

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

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，本申请中所有方向性指示(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。

实施例1

本实施例提供一种金属镀覆设备100，包括一处理室50，处理室50内集成有多个工作槽，工作槽包括镀槽10和工艺槽，工艺槽包括非密封式处理工艺槽和密封式处理工艺槽，具体地，如图1所示，在本实施例中，非密封式处理工艺槽包括非密封式前处理工艺槽31，密封式处理工艺槽包括密封式前处理工艺槽21。

处理室50内设置有移动机构60和晶圆夹具80，晶圆夹具80用于夹持晶圆70，移动机构60连接晶圆夹具80，移动机构60能够驱动晶圆夹具80移动，非密封式前处理工艺槽31和镀槽10共享一个晶圆夹具80。此外，处理室50内还设置有第一晶圆夹具转换工位41。

在运行过程中，首先将晶圆70上载至晶圆夹具80，晶圆夹具80在移动机构60的驱动下带动晶圆70进入非密封式前处理工艺槽31以进行对应的前处理工艺，而后，将晶圆70从晶圆夹具80上卸载至第一晶圆夹具转换工位41，而后使晶圆70进入密封式前处理工艺槽21以进行相应的前处理工艺。该前处理工艺完成后，将晶圆70重新放置于第一晶圆夹具转换工位41，而后将晶圆70重新上载至晶圆夹具80，随后，移动机构60在各个镀槽10之间转运晶圆夹具80，且在转运过程中，晶圆70始终无须下片。

此处须说明的是，晶圆70的前处理工艺所涉工艺类型较多，包括但不限于碱性处理、酸性处理、表面活化处理、预润湿处理、超声处理、真空处理等，具体对晶圆70实施何种前处理工艺类型，由使用者根据实际需要进行选择，图1基于描述便利，仅绘制了两个前处理工艺槽(包括一个非密封式前处理工艺槽31和一个密封式前处理工艺槽21)，但在实际应用中，前处理工艺槽可以是其他数量，具体根据实际须进行的前处理工艺而定。此外，就镀槽10来说，其可以全部是电镀槽11，也可以是既包括电镀槽11又包括化镀槽，使用者可根据实际需要进行合理布置。

例如，如图2所示，当晶圆70表面存在油污、氧化等缺陷时，使用者可设置两个非密封式前处理工艺槽31，即碱性处理工艺槽32和酸性处理工艺槽33，以除去晶圆70表面存在的油污和氧化层。而同时，为除去晶圆70表面深孔内存在的气泡，使用者可设置一个密封式前处理工艺槽21即真空处理工艺槽22，以将晶圆70表面深孔内的气泡排出。

在运行过程中，首先将晶圆70上载至晶圆夹具80，移动机构60驱动晶圆夹具80进入碱性处理工艺槽32，以对晶圆70实施碱性处理工艺，碱性处理工艺槽32内盛放有如KOH溶液或NaOH溶液等的碱性处理液，碱性处理液能够有效去除晶圆70表面的油污。碱性处理完成后，清洗晶圆70表面，以避免碱性处理液污染后续须使用的酸性处理液。

而后，移动机构60带动晶圆夹具80进入酸性处理工艺槽33，以对晶圆70进行酸性处理工艺，酸性处理工艺槽33内盛放有如硫酸和双氧水的混合液等的酸性处理液，酸性处理液能够有效去除晶圆70表面的氧化层。酸性处理完成后，清洗晶圆70表面，以除去晶圆70表面残留的酸性处理液。

至此，晶圆70经碱性处理和酸性处理后，表面的油污和氧化层均被有效去除，由此保证了晶圆70种子层的导电性，有利于后续镀覆工艺的顺利进行，特别是对于一些不能及时进行镀覆工艺或存放时间较长的晶圆70来说，极大的提升了镀覆产品的良率。

紧接着，将晶圆70从晶圆夹具80上卸载至第一晶圆夹具转换工位41，而后将晶圆70放入真空处理工艺槽22进行真空处理工艺，以对晶圆70表面深孔内的气泡进行加压破裂，完成气泡的排除工作。真空处理工艺完成后，将晶圆70重新放置于第一晶圆夹具转换工位41上。

至此，晶圆70已完成以上所述三个前处理工艺，晶圆70将进入后续的镀槽10以进行金属的镀覆工艺。在本实施例中，镀槽10全部是电镀槽11，电镀槽11内均盛放有预镀金属的电镀液，预镀金属可包括：金、银、铜、锡或锡银其中的任一种，且不局限于这些种类。

在运行过程中，将卸载在第一晶圆夹具转换工位41上的晶圆70重新上载至晶圆夹具80。随后，晶圆70随晶圆夹具80在移动机构60的带动下依次进入三个电镀槽11以实施电镀工艺，在进行晶圆70电镀工艺时，晶圆夹具80与对应的电镀槽11电连接，以作为该电镀槽11的阴极，以使电镀液中的预镀金属的阳离子附着于晶圆70表面而形成镀层。在完成每项电镀工艺后，电镀槽11断开与晶圆夹具80之间的电连接，晶圆70经清洗后再进入下一个电镀槽11以实施下一轮电镀工艺。

本实施例提供的金属镀覆设备100，将前处理工艺槽和镀槽10集成在一个设备的处理室50内，由此使得，晶圆70在进行各项前处理工艺和镀覆工艺(电镀工艺和/或化镀工艺)的过程中，无须切换设备，能够在较短时间内由上一道工序进入下一道工序，极大的节约了时间成本，提升了工艺效率；并且，对于非密封式前处理工艺槽31和镀槽10来说，其共享一个晶圆夹具80，由此降低了设备对晶圆夹具80的数量要求，使设备的结构更加简洁；此外，于晶圆70而言，相同的晶圆夹具80的夹持位置没有正负公差，不会因频繁的切换晶圆夹具80而导致晶圆70翘曲问题。

值得说明的是，本实施例中，密封式前处理工艺槽21设置于非密封式前处理工艺槽31的下游且设置于镀槽10的上游，由此使得，在整个工艺过程中，晶圆70除因须进入密封式前处理工艺槽21而须从晶圆夹具80上下片以外，在前续的前处理工艺(如碱性处理工艺、酸性处理工艺)进程中、及后续的镀覆工艺进程中，晶圆70始终无须下片，可直接在移动机构60的带动下随晶圆夹具80在多个工作槽之间进行转运，这不仅避免了频繁上下片而导致的晶圆70损毁、氧化、翘曲等诸多风险，还使得设备的结构更加紧凑，成本大大降低，工艺效率进一步提升，且在一定程度上提升晶圆70的工艺质量。

此外须说明的是，密封式前处理工艺槽21除了可以是单纯的真空处理工艺槽22外，还可以是集成真空处理的其他前处理工艺槽，例如集成真空处理的碱性处理工艺槽，集成真空处理的酸性处理工艺槽，使用者可根据实际的工艺需求进行选择。

实施例2

本实施例提供一种金属镀覆设备100，包括一处理室50，处理室50内集成有多个工作槽，工作槽包括镀槽10和工艺槽，工艺槽包括非密封式处理工艺槽和密封式处理工艺槽。具体地，如图3所示，非密封式处理工艺槽包括非密封式前处理工艺槽31和非密封式后处理工艺槽，非密封式后处理工艺槽包括EBR处理工艺槽36和SRD处理工艺槽37；密封式处理工艺槽包括密封式前处理工艺槽21和密封式后处理工艺槽，密封式后处理工艺槽包括退火处理工艺槽24。

处理室50内还设置有移动机构60和晶圆夹具80，晶圆夹具80用于夹持晶圆70，移动机构60连接晶圆夹具80，移动机构60能够驱动晶圆夹具80移动，其中，非密封式前处理工艺槽31、镀槽10、及SRD处理工艺槽37共享一个晶圆夹具80。此外，处理室50内还设置有第一晶圆夹具转换工位41和第二晶圆夹具转换工位42。

在运行过程中，首先用晶圆夹具80夹持晶圆70，晶圆夹具80在移动机构60的驱动下带动晶圆70进入非密封式前处理工艺槽31以对晶圆70进行对应的前处理工艺，而后，将晶圆70从晶圆夹具80上卸载至第一晶圆夹具转换工位41，使晶圆70进入密封式前处理工艺槽21以进行相应的前处理工艺。该前处理工艺完成后，将晶圆70重新放置于第一晶圆夹具转换工位41，而后将晶圆70重新上载至晶圆夹具80，随后，移动机构60在各个镀槽10之间转运晶圆夹具80以对晶圆70进行相应的金属镀覆工艺。

金属镀覆工艺实施完成后，须对晶圆70进行后处理工艺，本实施例中，后处理工艺槽包括EBR处理工艺槽36、SRD处理工艺槽37以及退火处理工艺槽24。就其中的EBR处理工艺槽36来说，其传统的结构设计为，其内设置有带动晶圆70旋转的旋转装置以及向晶圆70边缘喷洒药液的喷淋装置。当须进行EBR处理工艺时，利用旋转装置卡持晶圆70，旋转装置进而带动晶圆70转动，喷淋装置的喷嘴对准晶圆70的边缘区域喷洒药液以去除晶圆70的边缘金属层。

本实施例中的EBR处理工艺槽36即采用此类传统结构设计，因此，金属镀覆设备在按照前述的运行进程完成前处理工艺和镀覆工艺后，须将晶圆70从晶圆夹具80上卸载至第二晶圆夹具转换工位42，而后将晶圆70放入EBR处理工艺槽36以进行EBR处理工艺。

EBR处理工艺完成后，将晶圆70卸载至第二晶圆夹具转换工位42，而后将晶圆70重新上载至晶圆夹具80，晶圆夹具80带动晶圆70进入SRD处理工艺槽37以进行旋转清洗干燥处理。而后，将晶圆70重新卸载至第二晶圆夹具转换工位42，使晶圆70进入退火处理工艺槽24以进行退火工艺。

本实施例提供的金属镀覆设备100，其结构与实施例1提供的金属镀覆设备100大致相同，区别在于，本实施例提供的金属镀覆设备100，工艺槽不仅包括前处理工艺槽，还包括后处理工艺槽。即本实施例将前处理工艺槽、镀槽10以及后处理工艺槽集成在一个金属镀覆设备100的处理室50内，由此使得，晶圆70在进行各项前处理工艺、镀覆工艺(电镀工艺和/或化镀工艺)以及后处理工艺的过程中，无须切换设备，能够在较短时间内由上一道工序进入下一道工序，极大的节约了时间成本，提升了工艺效率。

进一步地，就其中的前处理工艺槽来说，其包括非密封式前处理工艺槽31和密封式前处理工艺槽21；就其中的后处理工艺槽来说，其包括EBR处理工艺槽36、SRD处理工艺槽37以及退火处理工艺槽24。密封式前处理工艺槽21、EBR处理工艺槽36及退火处理工艺槽24因其工艺需要，晶圆70在进入密封式前处理工艺槽21、EBR处理工艺槽36和退火处理工艺槽24前，须从晶圆夹具80上下片。

但除此之外，由于非密封式前处理工艺槽31(数量可能为一个或多个)、各个镀槽10、SRD处理工艺槽37等工作槽共享一个晶圆夹具80，晶圆70在工艺过程中，非必要可不下片，这不仅避免了晶圆70发生损毁、氧化、翘曲等风险，还使得设备的结构更加紧凑，成本大大降低，工艺效率进一步提升，且在一定程度上提升晶圆70的工艺质量。

值得说明的是，在其他实施例中，使用者可根据实际需要合理布置EBR处理工艺槽36、SRD处理工艺槽37、退火处理工艺槽24中的任意一个或多个。例如，倘若EBR处理工艺槽36具有较好的冲洗和干燥功能，则可仅设置EBR处理工艺槽36，而无须再另行设置SRD处理工艺槽37。因此，其他实施例中的金属镀覆设备100还可采用如图4所示的结构设计，即后处理工艺槽包括EBR处理工艺槽36和退火处理工艺槽24。晶圆70在按照前述的运行过程完成前处理工艺和镀覆工艺后，从晶圆夹具80上卸载至第二晶圆夹具转换工位42，而后将晶圆70放入EBR处理工艺槽36，以对晶圆70进行边缘金属层去除处理和旋转清洗干燥处理；随后，将晶圆70卸载至第二晶圆夹具转换工位42，使晶圆70进入退火处理工艺槽24以进行退火工艺。

实施例3

本实施例提供的金属镀覆设备100的结构与实施例2大致相同，区别在于，在本实施例中，晶圆70在进入EBR处理工艺槽36之前，无须从晶圆夹具80上下片，可直接在晶圆夹具80的带动下进入EBR处理工艺槽36以进行EBR处理工艺。

如图5和图6所示，本实施例提供的EBR处理工艺槽36内设置有喷淋装置38，喷淋装置38上设置有朝晶圆70边缘表面呈5-15度倾斜角度的药液喷口381，喷淋装置38上还设置有朝晶圆70边缘以内区域喷射氮气的若干个氮气喷口382及DIW的喷淋口。

晶圆70随晶圆夹具80进入EBR处理工艺槽36后，晶圆70的待处理面面向喷淋装置38，打开晶圆夹具80的由抗酸碱腐蚀的合金材料制作的密封环81，该密封环81的打开可以采用电磁驱动、伺服驱动或气缸驱动等多种方式实现，密封环81被打开的同时，密封环81被控制机构切断与电源90阴极的导电接触，此结构设计使晶圆夹具80上的密封环81与晶圆70分离的条件下，晶圆夹具80仍保持对晶圆70的夹持状态，同时晶圆夹具80还可以带动晶圆70进行旋转。

而后，喷淋装置38上升到一定位置使得其表面与晶圆70边缘形成一个2-4mm的间隙，药液喷口381通过间隙向晶圆70边缘喷射药液，以除去晶圆70边缘的金属层，而与此同时，喷淋装置38的氮气喷口382向晶圆70边缘以内区域喷射氮气，以保护该片区域免受药液的腐蚀，防止药液回流浸润或回溅，由此顺利将晶圆70边缘的金属层去除。晶圆70边缘金属层去除后，喷淋装置38上的DIW喷口开始DIW喷淋，以对晶圆70进行清洗；清洗后氮气喷口382进行氮气吹扫，与此同时，晶圆夹具80旋转以对晶圆70进行干燥。

在本实施例中，倘若EBR处理工艺槽36具有较佳的冲洗和干燥功能，则本实施例的金属镀覆设备100可无须再另行设置一个SRD处理工艺槽37，但考虑到晶圆夹具80的旋转速度可能并不高，为保证良好的清洗干燥效果，使用者也可选择在EBR处理工艺槽36的下游再设置一个SRD处理工艺槽37以对晶圆70进行旋转清洗干燥处理。

本实施例提供的金属镀覆设备100，将前处理工艺槽、镀槽10以及后处理工艺槽集成在一个设备的处理室50内，由此使得，晶圆70在进行各项前处理工艺、镀覆工艺(电镀工艺和/或化镀工艺)以及后处理工艺的过程中，无须切换设备，能够在较短时间内由上一道工序进入下一道工序，极大的节约了时间成本，提升了工艺效率。

就其中的后处理工艺槽来说，其所包含的EBR处理工艺槽36，可与镀槽10共享一个晶圆夹具80，由此使得，晶圆70在完成金属镀覆工艺后，无须下片，可直接在晶圆夹具80的带动下进入EBR处理工艺槽以进行EBR处理，由此避免了频繁上下片而导致的晶圆70损毁、氧化等诸多风险，还使得设备的结构更加紧凑，成本大大降低，工艺效率进一步提升，且在一定程度上提升晶圆70的工艺质量。

实施例4

本实施例与实施例1或实施例2提供的金属镀覆设备100的结构大致相同，不同之处在于，如图7所示，本实施例提供的金属镀覆设备100，包括晶圆夹具80、移动机构60、一套电源90以及多个工作槽。其中，电源90的负极电连接至晶圆夹具80，电源90的正极同时分别电连接至三个电镀槽11内的阳极组件，移动机构60与晶圆夹具80相连，该移动机构60能够在这些电镀槽1之间转运该晶圆夹具80。

就其中的三个电镀槽11来说，如图7所示，当移动机构60将晶圆夹具80移入其中某一个电镀槽11(如电镀槽A)后，电源90开始供电，使晶圆夹具80上的晶圆70与该电镀槽A内的阳极组件相导通，以实施电镀工艺。之后，当晶圆夹具80通过移动机构60被移入另一个电镀槽11(如电镀槽B)，在电源90开始供电后，该晶圆夹具80上的晶圆70也会与电镀槽B的阳极组件相导通。

本实施例提供的金属镀覆设备100，除具备实施例1或实施例2所述的优点之外，还具备如下优点：本实施例通过将电源90正极分别与多个电镀槽11电连接，并利用移动机构60将电连接至电源90负极的晶圆夹具80在这些电镀槽11之间进行移动的方式，使单个电源90进行供电就能满足使固定在晶圆夹具80上的晶圆70在多个电镀槽11中分别实施各种工艺的目的，从而有效降低了设备对电源90数量的需求，降低了设备成本。

以上对本发明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发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。

Claims (12)

1.一种金属镀覆设备，其特征在于，包括一处理室，所述处理室内集成有多个工作槽，工作槽包括镀槽和工艺槽，工艺槽包括非密封式处理工艺槽和密封式处理工艺槽；所述处理室内设置有移动机构和晶圆夹具，晶圆夹具用于夹持晶圆，移动机构用于驱动晶圆夹具移动，所述镀槽和全部或部分非密封式处理工艺槽共享一个晶圆夹具。

2.根据权利要求1所述的金属镀覆设备，其特征在于，所述非密封式处理工艺槽包括非密封式前处理工艺槽和/或非密封式后处理工艺槽。

3.根据权利要求2所述的金属镀覆设备，其特征在于，所述镀槽、及全部非密封式前处理工艺槽共享一个晶圆夹具。

4.根据权利要求2所述的金属镀覆设备，其特征在于，所述镀槽、及全部或部分非密封式后处理工艺槽共享一个晶圆夹具。

5.根据权利要求2所述的金属镀覆设备，其特征在于，所述非密封式前处理工艺槽包括预润湿处理工艺槽、超声处理工艺槽、碱性处理工艺槽、酸性处理工艺槽、表面活化处理工艺槽中的任意一个或多个。

6.根据权利要求2所述的金属镀覆设备，其特征在于，所述非密封式后处理工艺槽包括SRD处理工艺槽和/或EBR处理工艺槽。

7.根据权利要求1所述的金属镀覆设备，其特征在于，所述处理室内还设置有晶圆夹具转换工位，所述晶圆夹具转换工位用于晶圆的卸载及上载。

8.根据权利要求1所述的金属镀覆设备，其特征在于，所述密封式处理工艺槽包括密封式前处理工艺槽和/或密封式后处理工艺槽。

9.根据权利要求8所述的金属镀覆设备，其特征在于，所述密封式前处理工艺槽包括真空处理工艺槽。

10.根据权利要求8所述的金属镀覆设备，其特征在于，所述密封式后处理工艺槽包括退火处理工艺槽。

11.根据权利要求1所述的金属镀覆设备，其特征在于，所述处理室内还设置有一套电源，当镀槽包括多个电镀槽时，电源的负极电连接晶圆夹具，电源的正极分别与各个电镀槽电连接。

12.根据权利要求1所述的金属镀覆设备，其特征在于，所述镀槽包括电镀槽和/或化镀槽。

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