CN115404467B - 全自动化学镀系统及化学镀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动化学镀系统及化学镀方法,用于对于铝基晶圆与铜基晶圆进行化学镀。化学镀系统包括第一模块、第二模块、第三模块、第一中转工位、第二中转工位、第一传输装置、第二传输装置及第三传输装置。其中,第一模块包括沿第一方向依次设置的第一上下料单元及第一预处理单元,第二模块包括沿第一方向依次设置的第二上下料单元及第二预处理单元,第三模块包括沿第二方向依次设置的镀镍单元、镀钯单元、浸金单元及干燥单元,第一方向与第二方向相交。第一模块、第二模块与第三模块之间围设形成设备空间,附属模块设于设备空间中。本发明可以将大型化学镀设备集成小型化,降低投资成本、减小占地面积,便于对化学镀工艺的综合控制。
Description
技术领域
本发明涉及半导体加工技术领域,尤其涉及一种全自动化学镀系统及化学镀方法。
背景技术
化学镀是一种新型的金属表面处理技术,其具体是在金属的催化作用下,通过可控制的氧化还原反应产生金属的沉积过程。在半导体和微电子集成制造领域中,晶圆的化学镀镍钯金工艺一般要经过除油、微蚀、预浸、活化、后浸等预处理,然后通过氧化还原反应,依次在晶圆表面沉积目标的镀层金属(如镍、钯、金等),最后进行干燥等后处理。化学镀镍钯金工艺具有良好的邦定与焊锡性,且具有不出黑镍、能够抵挡多次无铅再流焊循环等优点,能够满足多种不同的封装工艺要求。与电镀技术相比,化学镀技术具有镀层均匀、工艺灵活、无需直流电源设备等特性。因此,化学镀技术已逐渐取代电镀技术,成为半导体表面处理的重要发展趋势。
另一方面,在半导体工艺中,铝基晶圆与铜基晶圆是两种常见的晶圆类型,该两种晶圆由于硅基板上的基础镀层金属不同(分别为铝和铜),因而结构与性能均有所差异,被应用于制造不同的半导体产品。具体到化学镀工艺中,由于铝和铜两种金属的化学性质差异,铝基晶圆与铜基晶圆的预处理方式及所使用的药水等均有所不同,进而导致预处理装置的结构也不同。因此,现有技术中,铝基晶圆与铜基晶圆的化学镀处理需要在两台不同的设备中分别进行,两台设备相互独立,导致设备投资大、占地面积广、工艺复杂、工艺周期长等诸多问题,限制了化学镀技术的大规模推广与应用,尤其在中小企业中难以得到普遍应用。
发明内容
本发明的一个目的是针对现有技术存在的问题,提供一种能够有效节省设备投资与占地面积的全自动化学镀系统。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种全自动化学镀系统,用于对晶圆进行化学镀,所述晶圆包括铝基晶圆与铜基晶圆,所述化学镀系统包括第一模块、第二模块、第三模块、第一中转工位、第二中转工位、第一传输装置、第二传输装置及第三传输装置,其中:
所述第一模块包括沿第一方向依次设置的第一上下料单元及第一预处理单元,所述第一方向沿水平方向延伸;
所述第二模块包括沿第一方向依次设置的第二上下料单元及第二预处理单元,所述第一预处理单元与所述第二预处理单元两者中的一者用于对所述铝基晶圆进行预处理,另一者用于对所述铜基晶圆进行预处理;
所述第三模块包括沿第二方向依次设置的镀镍单元、镀钯单元、浸金单元及干燥单元,所述第二方向沿水平方向延伸;
所述第一方向与所述第二方向相交,沿所述第一方向上,所述第一模块与所述第二模块位于所述第三模块的同一侧;沿所述第二方向上,所述第一模块与所述第二模块位于所述第三模块的相异两侧;所述第一模块、所述第二模块与所述第三模块之间围设形成设备空间;
所述第一中转工位设于所述第一预处理单元与所述镀镍单元之间;
所述第二中转工位设于所述第二预处理单元与所述干燥单元之间;
所述第一传输装置用于在所述第一模块中、所述第一模块与所述第一中转工位之间传输所述晶圆,所述第一传输装置包括用于承载所述晶圆的第一传输座,所述第一传输座能够沿所述第一方向运动;
所述第二传输装置用于在所述第二模块中、所述第二模块与所述第二中转工位之间传输所述晶圆,所述第二传输装置包括用于承载所述晶圆的第二传输座,所述第二传输座能够沿所述第一方向运动;
所述第三传输装置用于在所述第三模块中、所述第三模块、所述第一中转工位及所述第二中转工位之间传输所述晶圆,所述第三传输装置包括用于承载所述晶圆的第三传输座,所述第三传输座能够沿所述第二方向运动;
所述化学镀系统还包括附属模块,所述附属模块设于所述设备空间中,所述附属模块包括加热单元、水冷单元、镍分析单元、灭火单元中的一个或多个。
在一些实施方式中,所述第一方向与所述第二方向相互垂直,沿所述第二方向上,所述设备空间位于所述第一模块与所述第二模块之间。从而整个化学镀系统呈“U”字型布局,附属模块恰好布置在第一模块与第二模块之间的设备空间中,该化学镀系统结构紧凑、布局巧妙,在长度、宽度上均显著小于现有设备,进一步减小了占地面积。
在一些实施方式中,所述第一中转工位处设有用于承载所述晶圆的第一旋转座,所述第一旋转座能够绕第一转动中心线相对旋转地设置,所述第一转动中心线沿上下方向延伸;所述第二中转工位处设有用于承载所述晶圆的第二旋转座,所述第二旋转座能够绕第二转动中心线相对旋转地设置,所述第二转动中心线沿上下方向延伸。在实际操作中,多片晶圆被装在花篮中成批传输并接受化学镀处理,本发明通过设置第一旋转座及第二旋转座,使得装有晶圆的花篮在改变传输方向后仍然能够以正确的朝向进入到各个处理单元中。
在一些实施方式中,至少部分所述第一传输装置位于所述设备空间中,所述第一传输座能够沿上下方向相对运动地设置;至少部分所述第二传输装置位于所述设备空间中,所述第二传输座能够沿上下方向相对运动地设置;至少部分所述第三传输装置位于所述设备空间中,所述第三传输座能够沿上下方向相对运动地设置。从而设备空间进一步得到有效利用,第一传输装置、第二传输装置、第三传输装置均不会占用三个模块所围占的空间之外的额外空间,也不会相互干涉,而是能够在设备空间中有序衔接,该化学镀系统的占地面积进一步缩小。
在一些实施方式中,所述第一上下料单元包括第一导片工位与第一上下料工位,所述第一导片工位用于放置第一晶圆盒,所述第一上下料工位用于放置第一花篮,所述第一导片工位处设有用于将所述晶圆从所述第一晶圆盒导入所述第一花篮的导片机;沿所述第一方向,所述第一导片工位、所述第一上下料工位、所述第一预处理单元依次设置,所述第一传输座能够在所述第一上下料工位与所述第一中转工位之间运动;所述第二上下料单元包括第二导片工位与第二上下料工位,所述第二导片工位用于放置第二晶圆盒,所述第二上下料工位用于放置第二花篮,所述第二导片工位处设有用于将所述晶圆从所述第二晶圆盒导入所述第二花篮的导片机;沿所述第一方向,所述第二导片工位、所述第二上下料工位、所述第二预处理单元依次设置,所述第二传输座能够在所述第二上下料工位与所述第二中转工位之间运动。在实际操作中,多片待处理的晶圆被成批地装载在封闭的第一晶圆盒(或第二晶圆盒)中,第一晶圆盒(或第二晶圆盒)通过外部传输装置从上游工艺系统传输到第一导片工位(或第二导片工位),同时,对应的第一上下料工位(或第二上下料工位)放置有第一花篮(或第二花篮),进而在导片机的操作下,多片晶圆同时从其晶圆盒中导入对应的花篮中,随后多片晶圆就能够在花篮中被成批传输并接受化学镀处理。
在一些实施方式中,所述附属模块包括所述加热单元、所述水冷单元、所述镍分析单元及所述灭火单元,其中,所述加热单元、所述水冷单元及所述灭火单元均与所述第一模块、所述第二模块及所述第三模块分别连接。从而附属模块的各个单元能够被三个模块所共用,进一步节省了设备成本与占地面积。
本发明的另一个目的是提供一种工艺简化、效率更高的全自动化学镀方法,所述化学镀方法基于所述化学镀系统。为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种全自动化学镀方法,所述化学镀方法包括第一工艺与第二工艺,其中,所述第一工艺依次包括如下步骤:
步骤S11、所述晶圆在所述第一上下料单元上料,所述第一传输装置将所述晶圆从所述第一上下料单元传输至所述第一预处理单元,所述晶圆在所述第一预处理单元进行预处理;
步骤S12、所述第一传输装置将所述晶圆从所述第一预处理单元传输至所述第一中转工位;
步骤S13、所述第三传输装置将所述晶圆从所述第一中转工位传输至所述镀镍单元,所述晶圆在所述第三模块中依次进行镀镍、镀钯、浸金及干燥处理;
步骤S14、所述第三传输装置将所述晶圆从所述干燥单元传输至所述第一中转工位;
步骤S15、所述第一传输装置将所述晶圆从所述第一中转工位传输至所述第一上下料单元,所述晶圆下料,所述第一工艺完成;
所述第二工艺依次包括如下步骤:
步骤S21、所述晶圆在所述第二上下料单元上料,所述第二传输装置将所述晶圆从所述第二上下料单元传输至所述第二预处理单元,所述晶圆在所述第二预处理单元进行预处理;
步骤S22、所述第二传输装置将所述晶圆从所述第二预处理单元传输至所述第二中转工位;
步骤S23、所述第三传输装置将所述晶圆从所述第二中转工位传输至所述镀镍单元,所述晶圆在所述第三模块中依次进行镀镍、镀钯、浸金及干燥处理;
步骤S24、所述第三传输装置将所述晶圆从所述干燥单元传输至所述第二中转工位;
步骤S25、所述第二传输装置将所述晶圆从所述第二中转工位传输至所述第二上下料单元,所述晶圆下料,所述第二工艺完成。
在一些实施方式中,所述第一工艺与所述第二工艺两者中的一者用于对铝基晶圆进行化学镀,另一者用于对铜基晶圆进行化学镀,所述第一工艺与所述第二工艺同时或分别进行。本发明中,第一工艺与第二工艺之间互不干涉,能够同时进行,大大提升了生产效率。
在一些实施方式中,在所述第一工艺中:在所述步骤S12与步骤S13之间,还包括步骤S121:所述晶圆在所述第一中转工位中绕第一转动中心线旋转,所述第一转动中心线沿上下方向延伸;在所述步骤S14与步骤S15之间,还包括步骤S141:所述晶圆在所述第一中转工位中绕所述第一转动中心线旋转。第一中转工位的旋转功能使得第一传输装置与第三传输装置之间衔接顺畅。
在一些实施方式中,在所述第二工艺中:在所述步骤S22与步骤S23之间,还包括步骤S221:所述晶圆在所述第二中转工位中绕第二转动中心线旋转,所述第二转动中心线沿上下方向延伸;在所述步骤S24与步骤S25之间,还包括步骤S241:所述晶圆在所述第二中转工位中绕所述第二转动中心线旋转。第二中转工位的旋转功能使得第二传输装置与第三传输装置之间衔接顺畅。
由于上述技术方案的运用,本发明提供的全自动化学镀系统,将铝基晶圆与铜基晶圆的化学镀工艺有机地整合在一台设备中,大大节省了设备成本与占地面积。具体地,本发明中根据铝基晶圆与铜基晶圆化学镀工艺的实际特点,将两种晶圆的上下料单元及预处理单元分开设置,而仅设置一套共用的镀镍钯金单元、干燥单元、附属模块及第三传输装置等,并优化了多个模块的空间布局,使得整台设备结构紧凑、规划合理,有助于进一步简化工艺流程,减少操作人员,便于统筹控制。
本发明提供的基于上述化学镀系统的化学镀方法,第一工艺与第二工艺互不干涉又统一有序,不同工艺在镀镍、镀钯、浸金及干燥处理中可以采用完全相同的控制程序,简单、高效且易行。综上,通过本发明可以将大型化学镀设备集成小型化,降低投资成本、减小占地面积,便于对化学镀工艺的综合控制,有利于得到广泛应用与推广,从而推动半导体行业向更高水平发展。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。
附图1为本发明一具体实施例中化学镀系统的俯视示意图,其中示出了第一工艺的流程;
附图2为本实施例中化学镀系统的俯视示意图,其中示出了第二工艺的流程;
其中:101、设备空间;100、第一模块;110、第一上下料单元;111、第一导片工位;112、第一上下料工位;120、第一预处理单元;
200、第二模块;210、第二上下料单元;211、第二导片工位;212、第二上下料工位;220、第二预处理单元;
300、第三模块;310、镀镍单元;320、镀钯单元;330、浸金单元;340、干燥单元;
410、第一中转工位;411、第一旋转座;420、第二中转工位;421、第二旋转座;1001、第一转动中心线;1002、第二转动中心线;
510、第一传输装置;511、第一传输座;520、第二传输装置;521、第二传输座;530、第三传输装置;531、第三传输座;
600、附属模块;610、加热单元;620、水冷单元;630、镍分析单元;640、灭火单元;
711、第一晶圆盒;712、第一花篮;721、第二晶圆盒;722、第二花篮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。
参见图1所示,一种全自动化学镀系统,用于对晶圆进行化学镀,尤其适用于对铝基晶圆与铜基晶圆两种不同的晶圆进行全自动化学镀。该化学镀系统主要包括第一模块100、第二模块200及第三模块300,以及第一中转工位410、第二中转工位420、第一传输装置510、第二传输装置520、第三传输装置530及附属模块600等。
图1、图2所示为本实施例化学镀系统的俯视示意图,为便于描述,在水平面内以该化学镀系统为参考建立坐标系,其中第一方向X与第二方向Y相交,具体为第一方向X与第二方向Y相互垂直。
本实施例中,第一模块100包括沿第一方向X依次设置的第一上下料单元110及第一预处理单元120,第二模块200包括沿第一方向X依次设置的第二上下料单元210及第二预处理单元220,第三模块300包括沿第二方向Y依次设置的镀镍单元310、镀钯单元320、浸金单元330及干燥单元340。沿第一方向X上,第一模块100与第二模块200位于第三模块300的同一侧;沿第二方向Y上,第一模块100与第二模块200位于第三模块300的相异两侧。结合附图可以看出,本实施例中的第一模块100、第二模块200、第三模块300共同组成开口向右的“U”字型,三者之间围设形成设备空间101,沿第二方向Y上,设备空间101位于第一模块100与第二模块200之间。
本实施例中,第一预处理单元120与第二预处理单元220两者中的一者用于对铝基晶圆进行预处理,另一者用于对铜基晶圆进行预处理。由于铝基晶圆与铜基晶圆的化学性质差异,因而第一预处理单元120与第二预处理单元220的具体结构及所使用的化学药剂等也不同。
参见图1、图2所示,本实施例中,第一上下料单元110包括第一导片工位111与第一上下料工位112。沿第一方向X,第一导片工位111、第一上下料工位112、第一预处理单元120依次设置,此处为从右向左依次设置。第二上下料单元210包括第二导片工位211与第二上下料工位212,沿第一方向X,第二导片工位211、第二上下料工位212、第二预处理单元220依次设置,此处为从右向左依次设置。本实施例中,沿第一方向X上,第一预处理单元120及第二预处理单元220均位于最靠近第三模块300的一侧,第一导片工位111及第二导片工位211均位于最远离第三模块300的一侧。如此,铝基晶圆或铜基晶圆的在上料、预处理的过程中逐步向第三模块300运动,运动轨迹简洁流畅。本实施例中,由于第一模块100与第二模块200的布局相似、功能相仿,因此沿第一方向X上,第一模块100的整体长度与第二模块200的整体长度相同或相近,不会有一者特别凸出于设备空间101,使得该化学镀系统的整体布局和谐对称。
本实施例中,具体以第一预处理单元120用于对铝基晶圆进行预处理,第二预处理单元220用于对铜基晶圆进行预处理为例来进行说明。参见图1所示,在铝基晶圆的化学镀工艺中,待处理的多片铝基晶圆被装载于封闭的第一晶圆盒711中,第一晶圆盒711由外部传输装置从上游工艺系统传输至第一导片工位111,而后第一导片工位111处的导片机(图中未示出)能够将待处理的多片铝基晶圆同时转移至放置于第一上下料工位112的第一花篮712中,此后待处理的多片铝基晶圆就能够随第一花篮712一起被传输并接受处理。参见图2所示,在铜基晶圆的化学镀工艺中,待处理的多片铜基晶圆被装载于封闭的第二晶圆盒721中,第二晶圆盒721由外部传输装置从上游工艺系统传输至第二导片工位211,而后第二导片工位211处的导片机能够将待处理的多片铜基晶圆同时转移至放置于第二上下料工位212的第二花篮722中,此后待处理的多片铜基晶圆就能够随第二花篮722一起被传输并接受处理。
参见图1、图2所示,本实施例中,第一中转工位410设于第一预处理单元120与镀镍单元310之间,第二中转工位420设于第二预处理单元220与干燥单元340之间。具体地,第一中转工位410设于第一模块100与第三模块300的交界处,第二中转工位420设于第二模块200与第三模块300的交界处。第一中转工位410处设有用于承载晶圆的第一旋转座411,第一旋转座411能够绕第一转动中心线1001相对旋转地设置,第一转动中心线1001沿上下方向延伸。相似地,第二中转工位420处设有用于承载晶圆的第二旋转座421,第二旋转座421能够绕第二转动中心线1002相对旋转地设置,第二转动中心线1002沿上下方向延伸。
参见图1、图2所示,本实施例中,第一传输装置510用于在第一模块100中、第一模块100与第一中转工位410之间传输晶圆。第一传输装置510包括用于承载晶圆的第一传输座511,第一传输座511能够沿第一方向X运动。第二传输装置520用于在第二模块200中、第二模块200与第二中转工位420之间传输晶圆。第二传输装置520包括用于承载晶圆的第二传输座521,第二传输座521能够沿第一方向X运动。第三传输装置530用于在第三模块300中、第三模块300与第一中转工位410及第二中转工位420之间传输晶圆。第三传输装置530包括用于承载晶圆的第三传输座531,第三传输座531能够沿第二方向Y运动。
进一步地,本实施例中,至少部分第一传输装置510、至少部分第二传输装置520及至少部分第三传输装置530位于设备空间101中,而其他部分的第一传输装置510、第二传输装置520及第三传输装置530分别设置在第一模块100、第二模块200及第三模块300的壳体内部,对晶圆及其花篮进行直接传输,不占用额外空间。本实施例中,第一传输座511、第二传输座521、第三传输座531分别能够沿上下方向相对运动地设置,从而能够在各个处理单元中对晶圆其花篮进行升降传输。
参见图1、图2所示,本实施例中,第一导片工位111用于放置第一晶圆盒711,第二导片工位211用于放置第二晶圆盒721,而第一传输座511、第二传输座521主要用于传输花篮,因此第一传输座511、第二传输座521不需要运动至第一导片工位111或第二导片工位211处。具体地,第一传输座511能够在第一上下料工位112与第一中转工位410之间运动,第二传输座521能够在第二上下料工位212与第二中转工位420之间运动。
参见图1、图2所示,附属模块600设于设备空间101中,包括加热单元610、水冷单元620、镍分析单元630、灭火单元640中的一个或多个。附属模块600主要为第一模块100、第二模块200及第三模块300的附属设备,可用于对不同处理单元中的药液进行加热及温度控制,或者对化学镀处理的情况进行在线分析、监控,以及用于应对突发的安全事故等。本实施例中,附属模块600包括上述加热单元610、水冷单元620、镍分析单元630及灭火单元640,其中,加热单元610、水冷单元620及灭火单元640与第一模块100、第二模块200及第三模块300分别连接,即,加热单元610、水冷单元620、灭火单元640等能够为多个模块所共用,而镍分析单元630主要与第三模块300中的镀镍单元310相连接。本实施例中,加热单元610具体采用在线加热系统,水冷单元620具体采用水冷式恒温机,镍分析单元630具体采用镍在线分析系统,灭火单元640具体采用二氧化碳自动灭火系统,其中水冷式恒温机设有两个。附属模块600进一步包括控制单元(图中未示出),控制单元可以采用计算机等,控制单元与上述各个附属设备及第一模块100、第二模块200及第三模块300中的各个单元分别信号连接,用于对整个化学镀系统进行统筹控制,实现该化学镀系统的全自动运行。
本实施例进一步提供一种基于上述化学镀系统的全自动化学镀方法,该化学镀方法包括第一工艺与第二工艺,其中第一工艺与第二工艺两者中的一者用于对铝基晶圆进行化学镀,另一者用于对铜基晶圆进行化学镀,第一工艺与第二工艺同时或分别进行。
具体地,参见图1所示,第一工艺依次包括如下步骤:
步骤S11、晶圆在第一上下料单元110上料,第一传输装置510将晶圆从第一上下料单元110传输至第一预处理单元120,晶圆在第一预处理单元120进行预处理;
步骤S12、第一传输装置510将晶圆从第一预处理单元120传输至第一中转工位410;
步骤S121:晶圆在第一中转工位410中绕第一转动中心线1001旋转,此处具体为旋转90°;
步骤S13、第三传输装置530将晶圆从第一中转工位410传输至镀镍单元310,晶圆在第三模块300中依次进行镀镍、镀钯、浸金及干燥处理;
步骤S14、第三传输装置530将晶圆从干燥单元340传输至第一中转工位410;
步骤S141:晶圆在第一中转工位410中绕第一转动中心线1001旋转,此处具体为旋转90°;
步骤S15、第一传输装置510将晶圆从第一中转工位410传输至第一上下料单元110,晶圆下料,第一工艺完成。本实施例中,第一工艺中的上述晶圆均指铝基晶圆。
为了便于理解,图1中以实线箭头表示步骤S11~S13中铝基晶圆的运动轨迹,并以虚线箭头表示步骤S14~S15中铝基晶圆的运动轨迹。
参见图2所示,第二工艺依次包括如下步骤:
步骤S21、晶圆在第二上下料单元210上料,第二传输装置520将晶圆从第二上下料单元210传输至第二预处理单元,晶圆在第二预处理单元220进行预处理;
步骤S22、第二传输装置520将晶圆从第二预处理单元220传输至第二中转工位420;
步骤S221:晶圆在第二中转工位420中绕第二转动中心线1002旋转,此处具体为旋转90°;
步骤S23、第三传输装置530将晶圆从第二中转工位420传输至镀镍单元310,晶圆在第三模块300中依次进行镀镍、镀钯、浸金及干燥处理;
步骤S24、第三传输装置530将晶圆从干燥单元340传输至第二中转工位420;
步骤S241:晶圆在第二中转工位420中绕第二转动中心线1002旋转,此处具体为旋转90°;
步骤S25、第二传输装置520将晶圆从第二中转工位420传输至第二上下料单元210,晶圆下料,第二工艺完成。本实施例中,第二工艺中的上述晶圆均指铜基晶圆。
为了便于理解,图2中以实线箭头表示步骤S21~S23中铝基晶圆的运动轨迹,并以虚线箭头表示步骤S24~S25中铝基晶圆的运动轨迹。
进一步地,由前文可知,步骤S11中,铝基晶圆在第一上下料单元110上料的过程具体包括:第一晶圆盒711由外部传输装置从上游工艺系统传输至第一导片工位111,第一导片工位111处的导片机将待处理的多片铝基晶圆同时转移至放置于第一上下料工位112的第一花篮712中。
步骤S15中,铝基晶圆在第一上下料单元110下料的过程具体包括:第一传输装置510将第一花篮712传输至第一上下料工位112,导片机将处理后的多片铝基晶圆同时转移至第一导片工位111处的第一晶圆盒711中,而后由外部传输装置将封装后的第一晶圆盒711传输至下游的工艺系统。
同理,步骤S21中,铜基晶圆在第二上下料单元210上料的过程具体包括:第二晶圆盒721由外部传输装置从上游工艺系统传输至第二导片工位211,导片机将待处理的多片铜基晶圆同时转移至放置于第二上下料工位212的第二花篮722中。
步骤S25中,铜基晶圆在第二上下料单元210下料的过程具体包括:第二传输装置520将第二花篮722传输至第二上下料工位212,导片机将处理后的多片铜基晶圆同时转移至第二导片工位211处的第二晶圆盒721中,而后由外部传输装置将封装后的第二晶圆盒721传输至下游的工艺系统。
需要说明的是,在第一工艺中,铝基晶圆在各个处理单元之间均被装载在第一花篮712中并被第一传输装置510或第三传输装置530传输;在第二工艺中,铜基晶圆在各个处理单元之间均被装载在第二花篮722中并被第二传输装置520或第三传输装置530传输。
本实施例中,第一工艺与第二工艺过程中均需要使用到第三传输装置530与第三模块300,而每个晶圆在镀镍单元、镀钯单元、浸金单元或干燥单元中,均需要停留一定的时间以接受相应的镀镍、镀钯、浸金或干燥处理。因此,第一工艺与第二工艺在具体步骤上可以具有一定的时间差,从而在整体上同时进行,互不干涉。例如,当第一工艺中的铝基晶圆正在镀镍单元中接受镀镍处理时,第二工艺中的铜基晶圆能够被第三传输装置530所传输;当铜基晶圆进入镀镍单元中接受镀镍处理时,上述铝基晶圆已完成镀镍处理,并由第三传输装置530传输至下一个镀钯单元;后续的步骤也可以以此推类,有序进行。
综上所述,本实施例中,通过将化学镀系统设计为“U”型构造,将铝基晶圆与铜基晶圆的化学镀工艺整合在一条生产线上,其中第三传输装置530、第三模块300及附属模块600均得到共用,第一工艺与第二工艺可以同时进行。本实施例综合考虑铝基晶圆与铜基晶圆在化学镀工艺中的不同点与相同点,进行分段式控制,将两种晶圆具有相同工艺要求的工位进行共用,将具有不同工艺要求的工位分别进行控制,从而既能发挥全自动镍钯金化学镀系统的优越性能,又能减少企业资金投入、减少占地面积,整合后能显著减少操作人员,有利于对药水性能、化学镀工艺的综合控制,对企业带来明显的经济效益。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种全自动化学镀系统,用于对晶圆进行化学镀,所述晶圆包括铝基晶圆与铜基晶圆,其特征在于,所述化学镀系统包括第一模块、第二模块、第三模块、第一中转工位、第二中转工位、第一传输装置、第二传输装置及第三传输装置,其中:
所述第一模块包括沿第一方向依次设置的第一上下料单元及第一预处理单元,所述第一方向沿水平方向延伸;
所述第二模块包括沿第一方向依次设置的第二上下料单元及第二预处理单元,所述第一预处理单元与所述第二预处理单元两者中的一者用于对所述铝基晶圆进行预处理,另一者用于对所述铜基晶圆进行预处理;
所述第三模块包括沿第二方向依次设置的镀镍单元、镀钯单元、浸金单元及干燥单元,所述第二方向与水平方向相垂直;
在水平面内以该化学镀系统为参考建立坐标系,所述第一方向与所述第二方向相交,且所述第一方向与所述第二方向相互垂直,沿所述第一方向上,所述第一模块与所述第二模块位于所述第三模块的同一侧;沿所述第二方向上,所述第一模块与所述第二模块位于所述第三模块的相异两侧;所述第一模块、所述第二模块与所述第三模块之间围设形成设备空间;
所述第一中转工位设于所述第一预处理单元与所述镀镍单元之间;
所述第二中转工位设于所述第二预处理单元与所述干燥单元之间;
所述第一传输装置用于在所述第一模块中、所述第一模块与所述第一中转工位之间传输所述晶圆,所述第一传输装置包括用于承载所述晶圆的第一传输座,所述第一传输座能够沿所述第一方向运动;
所述第二传输装置用于在所述第二模块中、所述第二模块与所述第二中转工位之间传输所述晶圆,所述第二传输装置包括用于承载所述晶圆的第二传输座,所述第二传输座能够沿所述第一方向运动;
所述第三传输装置用于在所述第三模块中传输所述晶圆,以及用于在所述第三模块、所述第一中转工位及所述第二中转工位之间传输所述晶圆,所述第三传输装置包括用于承载所述晶圆的第三传输座,所述第三传输座能够沿所述第二方向运动;
所述化学镀系统还包括附属模块,所述附属模块设于所述设备空间中,所述附属模块包括加热单元、水冷单元、镍分析单元、灭火单元中的一个或多个。
2.根据权利要求1所述的全自动化学镀系统,其特征在于:所述第一方向与所述第二方向相互垂直,沿所述第二方向上,所述设备空间位于所述第一模块与所述第二模块之间。
3.根据权利要求1所述的全自动化学镀系统,其特征在于:所述第一中转工位处设有用于承载所述晶圆的第一旋转座,所述第一旋转座能够绕第一转动中心线相对旋转地设置,所述第一转动中心线沿上下方向延伸;
所述第二中转工位处设有用于承载所述晶圆的第二旋转座,所述第二旋转座能够绕第二转动中心线相对旋转地设置,所述第二转动中心线沿上下方向延伸。
4.根据权利要求1所述的全自动化学镀系统,其特征在于:至少部分所述第一传输装置位于所述设备空间中,所述第一传输座能够沿上下方向相对运动地设置;
至少部分所述第二传输装置位于所述设备空间中,所述第二传输座能够沿上下方向相对运动地设置;
至少部分所述第三传输装置位于所述设备空间中,所述第三传输座能够沿上下方向相对运动地设置。
5.根据权利要求1所述的全自动化学镀系统,其特征在于:所述第一上下料单元包括第一导片工位与第一上下料工位,所述第一导片工位用于放置第一晶圆盒,所述第一上下料工位用于放置第一花篮,所述第一导片工位处设有用于将所述晶圆从所述第一晶圆盒导入所述第一花篮的导片机;沿所述第一方向,所述第一导片工位、所述第一上下料工位、所述第一预处理单元依次设置,所述第一传输座能够在所述第一上下料工位与所述第一中转工位之间运动;
所述第二上下料单元包括第二导片工位与第二上下料工位,所述第二导片工位用于放置第二晶圆盒,所述第二上下料工位用于放置第二花篮,所述第二导片工位处设有用于将所述晶圆从所述第二晶圆盒导入所述第二花篮的导片机;沿所述第一方向,所述第二导片工位、所述第二上下料工位、所述第二预处理单元依次设置,所述第二传输座能够在所述第二上下料工位与所述第二中转工位之间运动。
6.根据权利要求1所述的全自动化学镀系统,其特征在于:所述附属模块包括所述加热单元、所述水冷单元、所述镍分析单元及所述灭火单元,其中,所述加热单元、所述水冷单元及所述灭火单元均与所述第一模块、所述第二模块及所述第三模块分别连接。
7.一种全自动化学镀方法,所述化学镀方法基于权利要求1至6任一项所述的化学镀系统,其特征在于,所述化学镀方法包括第一工艺与第二工艺,其中,所述第一工艺依次包括如下步骤:
步骤S11、所述晶圆在所述第一上下料单元上料,所述第一传输装置将所述晶圆从所述第一上下料单元传输至所述第一预处理单元,所述晶圆在所述第一预处理单元进行预处理;
步骤S12、所述第一传输装置将所述晶圆从所述第一预处理单元传输至所述第一中转工位;
步骤S13、所述第三传输装置将所述晶圆从所述第一中转工位传输至所述镀镍单元,所述晶圆在所述第三模块中依次进行镀镍、镀钯、浸金及干燥处理;
步骤S14、所述第三传输装置将所述晶圆从所述干燥单元传输至所述第一中转工位;
步骤S15、所述第一传输装置将所述晶圆从所述第一中转工位传输至所述第一上下料单元,所述晶圆下料,所述第一工艺完成;
所述第二工艺依次包括如下步骤:
步骤S21、所述晶圆在所述第二上下料单元上料,所述第二传输装置将所述晶圆从所述第二上下料单元传输至所述第二预处理单元,所述晶圆在所述第二预处理单元进行预处理;
步骤S22、所述第二传输装置将所述晶圆从所述第二预处理单元传输至所述第二中转工位;
步骤S23、所述第三传输装置将所述晶圆从所述第二中转工位传输至所述镀镍单元,所述晶圆在所述第三模块中依次进行镀镍、镀钯、浸金及干燥处理;
步骤S24、所述第三传输装置将所述晶圆从所述干燥单元传输至所述第二中转工位;
步骤S25、所述第二传输装置将所述晶圆从所述第二中转工位传输至所述第二上下料单元,所述晶圆下料,所述第二工艺完成。
8.根据权利要求7所述的化学镀方法,其特征在于:所述第一工艺与所述第二工艺两者中的一者用于对铝基晶圆进行化学镀,另一者用于对铜基晶圆进行化学镀,所述第一工艺与所述第二工艺同时或分别进行。
9.根据权利要求7所述的化学镀方法,其特征在于,在所述第一工艺中:
在所述步骤S12与步骤S13之间,还包括步骤S121:所述晶圆在所述第一中转工位中绕第一转动中心线旋转,所述第一转动中心线沿上下方向延伸;
在所述步骤S14与步骤S15之间,还包括步骤S141:所述晶圆在所述第一中转工位中绕所述第一转动中心线旋转。
10.根据权利要求7所述的化学镀方法,其特征在于,在所述第二工艺中:
在所述步骤S22与步骤S23之间,还包括步骤S221:所述晶圆在所述第二中转工位中绕第二转动中心线旋转,所述第二转动中心线沿上下方向延伸;
在所述步骤S24与步骤S25之间,还包括步骤S241:所述晶圆在所述第二中转工位中绕所述第二转动中心线旋转。
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