[发明专利]一种用于单片浸入式湿处理工艺的表面排气设备及方法

说明书

本发明提供了一种用于单片浸入式湿处理工艺的表面排气设备及方法，其中，用于单片浸入式湿处理工艺的表面排气设备包括处理槽、晶圆夹具以及驱动装置；处理槽内注入有工艺液体；晶圆夹具用于夹持晶圆片，晶圆夹具可在驱动装置的驱动下带动晶圆片浸入处理槽的工艺液体内；晶圆片可在驱动装置的控制下摆动至与工艺液体液面呈角度并旋转。本发明提供的用于单片浸入式湿处理工艺的表面排气设备及方法，利用工艺液体的粘度，通过晶圆片的旋转带动工艺液体充满内凹区，并通过晶圆片摆动至与工艺液体液面呈一定角度达到向上排气的效果，确保了晶圆片与工艺液体的充分、均匀接触，提升了工艺质量。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体地，涉及一种用于单片浸入式湿处理工艺的表面排气设备及方法，可用于晶圆片的电镀、化镀或湿制程工艺。

背景技术

在电镀、化镀甚至单片清洗工艺过程中，晶圆片在随晶圆夹具进入处理腔的过程中，晶圆片的待处理表面容易形成气泡，在有气泡存在的情况下，晶圆片的该位置由于无法与工艺液体充分接触，将导致上镀或清洗等工艺的失败，影响产品质量。

如图1所示，现有技术中，晶圆片1’固定于晶圆夹具2’上，晶圆夹具2’上固定或密封晶圆片1’的周边凸起21’会与晶圆片1’表面形成一个倒扣的大平台结构，该倒扣的大平台结构具有一内凹区22’，当晶圆片1’的处理面向下浸入到处理腔中以进行工艺时，内凹区22’内容易形成大量气泡无法排出，由此阻隔晶圆片1’表面与工艺液体的充分接触，造成晶圆片1’表面工艺的不平均，影响工艺质量。

如何消除内凹区22’内产生的气泡，确保晶圆片1’与工艺液体的充分接触，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

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用于单片浸入式湿处理工艺的表面排气设备及方法，可用于晶圆片的电镀、化镀或湿制程工艺。

根据本发明的一个方面，提供一种用于单片浸入式湿处理工艺的表面排气设备，包括处理槽、晶圆夹具以及驱动装置；所述处理槽内注入有工艺液体；所述晶圆夹具用于夹持晶圆片，晶圆夹具可在驱动装置的驱动下带动晶圆片浸入处理槽的工艺液体内；所述晶圆片可在驱动装置的控制下摆动至与工艺液体液面呈角度并旋转。

本技术方案中，由于工艺液体本身有粘度，且晶圆片表面也并非绝对光滑而是具有一定粗糙度，在此情况下，当晶圆片以一定转速旋转时，工艺液体会被晶圆片表面带起并填充至内凹区，结合晶圆片摆动至与工艺液体液面呈角度，内凹区内的气体将向上排出，由此实现以工艺液体替换内凹区内气泡的目的，确保了晶圆片表面与工艺液体的充分接触。

优选地，所述处理槽包括循环管路系统。

本技术方案中，通过循环管路系统的设计，确保本发明提供的排气设备具有一个稳定的循环槽体作为排气的外部环境支持。

优选地，所述处理槽还包括内槽和环绕内槽的外槽；所述循环管路系统包括进液管、出液管以及循环泵，所述进液管的一端连接内槽，另一端经循环泵连接出液管的一端，所述出液管的另一端连接外槽；所述晶圆片在驱动装置的驱动下浸入内槽的工艺液体中。

本技术方案中，处理槽由内槽、外槽以及循环管路系统组成，内槽与进液管连接，外槽与出液管连接，进液管与出液管之间再通过循环泵连接，这使得，内槽溢流出的工艺液体进入外槽后，通过出液管排出，工艺液体在循环泵的作用下又经进液管进入内槽，如此周而复始，实现工艺液体的循环。

优选地，所述循环管路系统还包括控制系统，所述控制系统可控制进液管和/或出液管的流量。

本技术方案中，通过控制系统的设计，使得循环管路系统内流过的流量可调，由此确保本技术方案提供的排气设备具备一个稳定、可调的循环槽体作为排气的外部环境支持。

优选地，在工艺处理过程中，所述晶圆片相对工艺液体液面摆动的角度可调。