專利名稱：電鍍?cè)O(shè)備和電鍍方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電鍍襯底表面的電鍍?cè)O(shè)備和電鍍方法，尤其 涉及一種用于當(dāng)光刻膠用作掩模時(shí)在半導(dǎo)體晶片的表面上形成凸起 (突出電極)的電鍍?cè)O(shè)備和電鍍方法，所述凸起提供與封裝的電極或 半導(dǎo)體芯片的電連接。
背景技術(shù)：
例如，在帶式自動(dòng)鍵合(TAB)或倒裝法中，已經(jīng)廣泛地實(shí)行在
半導(dǎo)體芯片表面上的預(yù)定部分(電極)上形成金、銅、焊料或鎳、或
者這些金屬的多層疊層結(jié)構(gòu)的突出連接電極(凸起)，所述半導(dǎo)體芯 片具有形成在其中的互連，并且經(jīng)過凸起將互連與封裝的電極或TAB
電極電連接。為了形成凸起，已經(jīng)使用了各種方法，包括電鍍、汽相
淀積、印刷、和形成球狀凸起。鑒于近年來半導(dǎo)體芯片中的i/o端子
數(shù)量的增加和向更精細(xì)間距的方向發(fā)展的趨勢(shì)，電鍍工藝更頻繁地被 采用，因?yàn)殡婂児に嚳梢詫?shí)現(xiàn)更精細(xì)的處理并具有相對(duì)穩(wěn)定的性能。 在電鍍工藝中，按照以下方式在具有互連的襯底表面的預(yù)定位置 上形成凸起。在這種工藝中，廣泛地使用光刻膠作為掩模。首先，如

圖1A所示，通過濺射或汽相淀積在襯底W的表面上淀積籽晶層500
3作為饋送層(feeding layer)。然后，將光刻膠502施加到籽昂層500 的整個(gè)表面上，以便使其具有例如20至120pm的高度H。此后，在 光刻膠502的表面上進(jìn)行曝光和顯影，從而在光刻膠502中的預(yù)定位 置上形成直徑D為大約20至大約200nm的幵口 502a。然后，如圖 1B所示，通過電鍍工藝在開口 502a中淀積作為凸起材料的金屬，例 如Au或Cu，以便在開口 502a中形成和生長(zhǎng)鍍膜504。如圖1C所示， 將光刻膠502從襯底W的表面剝?nèi)ズ统?。然后，如圖1D所示， 將籽晶層500不需要的部分從襯底W的表面蝕刻和除去。隨后，根 據(jù)需要，進(jìn)行回流工藝，從而形成球形凸起506，如圖1E所示。
電鍍工藝可以分成噴射型(jet-type)或杯型(cup-type)電鍍工 藝和浸漬型電鍍工藝，在噴射型或杯型電鍍工藝中電鍍液向上噴射到 襯底，如處于水平狀態(tài)的半導(dǎo)體晶片，從而待電鍍的襯底表面面向下， 而在浸漬型電鍍工藝中將襯底垂直地浸在電鍍槽內(nèi)的電鍍液中，同時(shí) 從電鍍槽的底部輸送電鍍液，以便溢出電鍍槽。根據(jù)浸漬型電鍍工藝， 很容易除去將有害影響被鍍襯底質(zhì)量的氣泡，并且可以減少電鍍?cè)O(shè)備 的軌跡(footprint)。此夕卜，可以很容易地使浸漬型電鍍工藝適合于晶 片尺寸的變化。由此，浸漬型電鍍工藝被認(rèn)為適合于凸起形成工藝， 該凸起填充相對(duì)大的孔和需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間來完成電鍍工藝。
當(dāng)在抗蝕劑中的開口中形成鍍膜從而在諸如半導(dǎo)體晶片的襯底
料制成，因此電鍍液不太可能進(jìn)入抗蝕劑中的開口中。相應(yīng)地，如圖 1A中的假想線所示，可能在電鍍液中產(chǎn)生空氣泡508。這種空氣泡 508趨于保持在開口 502a中，從而產(chǎn)生諸如不充分電鍍的電鍍?nèi)毕荨?為了防止這種電鍍?nèi)毕?，可以向電鍍液中添加表面活性劑，從?降低電鍍液的表面張力，以便很容易地將電鍍液弓I入到抗蝕劑的開口 中。然而，當(dāng)降低電鍍液的表面張力時(shí)，在電鍍液循環(huán)時(shí)可能在電鍍 液中產(chǎn)生空氣泡。此外，當(dāng)將新的表面活性劑添加到電鍍液中時(shí)，可能發(fā)生不正常淀積，從而增加了被捕獲到鍍膜中的有機(jī)物質(zhì)的量。這 樣，表面活性劑可能有害地影響鈹膜的性能。
利用使用浸漬型電鍍工藝的常規(guī)電鍍?cè)O(shè)備，可能從抗蝕劑的開口 釋放空氣泡。這種電鍍?cè)O(shè)備采用在一定狀態(tài)下固定諸如半導(dǎo)體晶片的 襯底的襯底固定器，從而露出待電鍍的襯底表面，同時(shí)密封襯底的周 邊邊緣和后表面。將襯底固定器與襯底一起浸在電鍍液中，從而鍍敷 襯底的表面。這樣，根據(jù)使用浸漬型電鍍工藝的常規(guī)電鍍?cè)O(shè)備，難以 使從裝載襯底到電鍍工藝之后卸載襯底的整個(gè)電鍍工藝自動(dòng)化。
此外，用于凸起形成的常規(guī)電鍍?cè)O(shè)備一般具有用于進(jìn)行電鍍工 藝的電鍍部件；用于進(jìn)行伴隨電鍍工藝的諸如清洗工藝和預(yù)處理工藝 的附加工藝的附加工藝部件；以及用于在電鍍部件和附加工藝部件之 間轉(zhuǎn)移襯底的轉(zhuǎn)移自動(dòng)機(jī)。在襯底上的抗蝕劑中的預(yù)定位置上形成開 口。將襯底裝在襯底盒中.。從襯底盒中取出一個(gè)襯底。然后，在襯底 上的抗蝕劑的開口中淀積和生長(zhǎng)作為凸起材料的金屬，例如Au或 Cu。之后，對(duì)襯底進(jìn)行后處理工藝，例如清洗和烘干處理，并返回 到襯底盒。
已經(jīng)利用電鍍?cè)O(shè)備電鍍過并返回到襯底盒的襯底被轉(zhuǎn)移到隨后 的抗蝕劑剝離單元、蝕刻單元等，同時(shí)襯底容納在襯底盒中。在抗蝕 劑剝離單元中，從襯底的表面剝離和除去抗蝕劑。在蝕刻單元中，從 蹄臓賺丟，晶翻W要酌術(shù)「
然而，考慮到適于有限種類的產(chǎn)品的批量生產(chǎn)的制造交付周期， 用于凸起形成的常規(guī)電鍍?cè)O(shè)備被設(shè)計(jì)成執(zhí)行直到電鍍工藝為止的工 藝，而不進(jìn)行電鍍工藝之后的工藝。相應(yīng)地，用于凸起形成的常規(guī)電 鍍?cè)O(shè)備不能連續(xù)地執(zhí)行完成凸起形成的一系列工藝。此外，用于凸起 形成的常規(guī)電鍍?cè)O(shè)備需要大的空間用于附加工藝單元，例如抗蝕劑剝 離單元和蝕刻單元，并且設(shè)置的靈活性較小。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述缺陷已經(jīng)做出了本發(fā)明。因此，本發(fā)明的第一目的是提 供一種電鍍?cè)O(shè)備和電鍍方法，可以將電鍍液可靠地引入到施加在襯底 表面上的抗蝕劑中的開口中，而不在電鍍液中添加任何表面活性劑， 并且可以在不產(chǎn)生任何諸如不充分電鍍的電鍍?nèi)毕莸那闆r下實(shí)現(xiàn)電 鍍工藝。
本發(fā)明的第二目的是提供一種電鍍?cè)O(shè)備和電鍍方法，可以利用很 容易釋放空氣泡的浸漬型工藝形成適合于諸如凸起的突出電極的鍍 膜。
本發(fā)明的第三目的是提供一種電鍍?cè)O(shè)備，該電鍍?cè)O(shè)備能連續(xù)執(zhí)行 包括諸如凸起形成工藝的電鍍工藝的工藝，并且可以減小用于整個(gè)設(shè) 備的空間，并適合于大范圍種類的產(chǎn)品的小批生產(chǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方案，提供一種電鍍?cè)O(shè)備，其具有灰化單元， 將該灰化單元構(gòu)成為在施加于形成在襯底上的籽晶層的表面上的抗
蝕劑上進(jìn)行灰化處理；以及預(yù)潤(rùn)濕部件，將其構(gòu)成為在灰化處理之后
為襯底表面提供親水性。該電鍍?cè)O(shè)備包括預(yù)浸泡部件，將其構(gòu)成為使 襯底表面與處理液接觸，從而清洗或激活形成在襯底上的籽晶層的表 面。該電鍍?cè)O(shè)備還包括電鍍單元，將其構(gòu)成為使襯底表面進(jìn)到電鍍槽 中的電鍍液中，同時(shí)抗蝕劑用作掩模，以便在形成在襯底上的籽晶層
玩畫r系羅
當(dāng)電鍍襯底同時(shí)抗蝕劑用作掩模時(shí)，由于抗蝕劑使襯底的表面是 憎水性的，因此襯底表面不太可能與電鍍液接觸，由此產(chǎn)生電鍍?nèi)毕荩?例如不充分電鍍?；一瘑卧陔婂児に囍霸谑┘佑谝r底表面上的抗 蝕劑上執(zhí)行灰化處理?；一幚砜梢允箍刮g劑的憎水性表面重新形成 為親水性表面。這樣，襯底的表面變得可以與電鍍液接觸。此外，可 以在灰化處理之后在預(yù)潤(rùn)濕部件中在襯底表面上進(jìn)行親水性處理，從 而用水代替形成在抗蝕劑中的開口中的氣體，并進(jìn)一步用電鍍液代替水。這樣，可以防止電鍍?nèi)毕?，例如不充分電鍍?br> 可以將灰化單元構(gòu)成為對(duì)抗蝕劑施加等離子體、光和電磁波中的 至少一種，從而在抗蝕劑上進(jìn)行灰化處理。當(dāng)將灰化單元構(gòu)成為施加 包括等離子體、紫外線和遠(yuǎn)紫外線的高能光或電磁波時(shí)，則高能離子、 光子或電子與抗蝕劑碰撞，從而產(chǎn)生激活氣體。離子、光子和電子以 及激活氣體可以分解并除去有機(jī)物質(zhì)，例如抗蝕劑殘余物。從抗蝕劑
中的有機(jī)物質(zhì)提取氫，或者切開抗蝕劑502中的有機(jī)物質(zhì)的主鏈或側(cè) 鏈，由此從襯底表面除去污染物并重組襯底表面?；一瘑卧梢栽O(shè)置 在電鍍?cè)O(shè)備的框架內(nèi)部或外部。
預(yù)潤(rùn)濕部件可以包括被構(gòu)成為將襯底浸在純水中的預(yù)潤(rùn)濕槽，或 者被構(gòu)成為通過噴射器向襯底表面噴射純水的預(yù)潤(rùn)濕器件。預(yù)潤(rùn)濕部 件可以基本上處于真空下或處于小于大氣壓的氣壓下。預(yù)潤(rùn)濕部件可 以包括用于從純水中除去空氣的除氣器件。
預(yù)潤(rùn)濕部件可以包括具有不同功能的多個(gè)預(yù)潤(rùn)濕部分。例如，電 鍍?cè)O(shè)備可以包括采用脫氣水的浸漬型預(yù)潤(rùn)濕部分、噴射型預(yù)潤(rùn)濕部件 等。在這種情況下，可以根據(jù)規(guī)定方案選擇合適的預(yù)潤(rùn)濕部分。利用 這種設(shè)置，可以消除由于預(yù)潤(rùn)濕部件的類型而造成的對(duì)工藝的限制， 并且該電鍍?cè)O(shè)備可以執(zhí)行各種類型的處理。
預(yù)浸泡部件可以包括保存處理液的預(yù)浸泡槽，該處理液包括臭氧
永、麗、麗:職麗、鵬丟袖劑、—蘇顯翻鵬液一、—含有玩
蝕劑剝離液的溶液、和電解液的還原水中的至少一種。例如，當(dāng)襯底 表面與諸如硫酸或鹽酸溶液的處理液(酸性溶液)接觸時(shí)，可以蝕刻 形成在籽晶層的表面上的具有高電阻的氧化膜，從而除去該氧化膜并 露出籽晶層的潔凈金屬表面。此外，可以用臭氧水處理襯底，然后用 酸性溶液處理。
或者，預(yù)浸泡部件可以包括保存處理液的預(yù)浸泡槽，該處理液包 括酸性溶液或酸性去油劑，以便在將襯底用作陰極的狀態(tài)下在處理液中在襯底上進(jìn)行電解處理。
電鍍單元可以包括設(shè)置在電鍍液中的陽(yáng)極和可用來測(cè)量陽(yáng)極重 量的陽(yáng)極重量測(cè)量器件。陽(yáng)極重量測(cè)量器件可以包括負(fù)載單元。利用 這種設(shè)置，與迄今在輸送給陽(yáng)極的電流量的基礎(chǔ)上間接估計(jì)陽(yáng)極重量 的情況相比，可以更精確地測(cè)量陽(yáng)極的消耗。因此，可以精確地確定 應(yīng)該替換陽(yáng)極的時(shí)間。即使在電鍍工藝期間也可以測(cè)量陽(yáng)極的重量。 這樣，甚至在連續(xù)電鍍工藝期間，也可以精確地確定應(yīng)該替換陽(yáng)極的 時(shí)間。因而，可以預(yù)見性地操作電鍍?cè)O(shè)備。
電鍍槽可以包括設(shè)置在電鍍液中的陽(yáng)極、設(shè)置在電鍍槽中的虛擬
(dummy)陽(yáng)極、以及單個(gè)電源，將該電源構(gòu)成為選擇性地向用于實(shí) 際電鍍工藝的陽(yáng)極和向用于虛擬電鍍工藝的虛擬陽(yáng)極施加電壓。 一般 情況下，在電鍍工藝期間不使用在替換電鍍液時(shí)用于虛擬電鍍的電 源。這樣，用于虛擬電鍍的電源不能長(zhǎng)時(shí)間使用并且提供這個(gè)電源是 很不經(jīng)濟(jì)的。利用上述設(shè)置，可以切換單個(gè)電源，以便進(jìn)行虛擬電鍍 工藝和實(shí)際電鍍工藝。這樣，可以取消用于虛擬電鍍的獨(dú)立電源，并 且可以減少電源的數(shù)量。可以將單個(gè)電源構(gòu)成為自動(dòng)地切換電壓的施 加，以便在完成了虛擬電鍍工藝之后進(jìn)行實(shí)際電鍍工藝。
該電鍍?cè)O(shè)備可以包括電鍍液管理單元，將其構(gòu)成為管理將要輸送 給電鍍單元的電鍍液的成分。電鍍液管理單元可以自動(dòng)地進(jìn)行電鍍液 中的成分的分析和電鍍液中不夠的成分的添加，以前這都是用手進(jìn)行 的。這樣，電鍍液管理單元可以使電鍍液中的每種成分保持在預(yù)定的 范圍內(nèi)。由于利用如此管理的電鍍液執(zhí)行電鍍工藝，因此可以保持形 成在襯底上的鍍膜的良好性能(成分)、良好的外觀、和良好的厚度 均勻性。電鍍液管理單元可以設(shè)置在電鍍?cè)O(shè)備的框架的內(nèi)部或外部。 可以將電鍍液管理單元構(gòu)成為通過反饋控制和/或前饋控制分析 和/或估計(jì)電鍍液的成分和向電鍍液添加不夠的成分。例如，電鍍液 管理單元從電鍍槽提取一部分電鍍液作為樣品并分析它。可以通過在由電鍍液管理單元進(jìn)行的分析的基礎(chǔ)上的反饋控制、評(píng)估包括電鍍時(shí) 間或電鍍的襯底數(shù)量的擾動(dòng)的前饋控制、或者反饋控制和前饋控制的 組合將相對(duì)于預(yù)定量來說不夠的成分添加到電鍍液中。這樣，電鍍液 中的每種成分可以保持在預(yù)定范圍內(nèi)。
該電鍍?cè)O(shè)備可以包括被構(gòu)成為通過使用計(jì)算機(jī)的通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行 信息通信的通信器件。該通信器件可以將例如關(guān)于電鍍結(jié)果的信息通 過使用計(jì)算機(jī)的通信網(wǎng)絡(luò)傳輸給適當(dāng)?shù)膯卧蚱骷?。這樣，所需的信 息通過通信器件互相地傳輸，以便在信息的基礎(chǔ)上控制這些單元或器 件，從而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的電鍍工藝。通信器件可以設(shè)置在電鍍?cè)O(shè)備的框 架的內(nèi)部或外部。
該電鍍?cè)O(shè)備可以包括抗蝕劑剝離單元，將其構(gòu)成為從形成在襯底 上的籽晶層的表面剝離和除去用作掩模的抗蝕劑。抗蝕劑剝離單元可 以設(shè)置在電鍍?cè)O(shè)備的框架的內(nèi)部或外部。從連續(xù)處理的角度考慮，希 望在由襯底固定器固定襯底的同時(shí)抗蝕劑剝離單元?jiǎng)冸x襯底上的抗 蝕劑。剝離抗蝕劑之后的襯底可以返回到襯底盒。
該電鍍?cè)O(shè)備可以包括籽晶層除去單元，將其構(gòu)成為除去形成在襯 底上的籽晶層的不需要的部分。籽晶層除去單元可以設(shè)置在電鍍?cè)O(shè)備 的框架的內(nèi)部或外部。從連續(xù)處理的角度考慮，希望在由襯底固定器 固定襯底的同時(shí)籽晶層除去單元除去襯底上的籽晶層的不需要的部 分。除去籽晶層之后的襯底可以返回到襯底盒。
該電鍍?cè)O(shè)備可以包括被構(gòu)成為對(duì)形成在襯底表面上的鍍膜進(jìn)行 退火的退火單元。該退火單元可以設(shè)置在電鍍?cè)O(shè)備的框架的內(nèi)部或外 部。
該電鍍?cè)O(shè)備可以包括被構(gòu)成為對(duì)形成在襯底表面上的鍍膜進(jìn)行 回流的回流單元。該回流單元可以設(shè)置在電鍍?cè)O(shè)備的框架的內(nèi)部或外 部。
該電鍍?cè)O(shè)備可以包括被構(gòu)成為在襯底表面上進(jìn)行中和處理的中
9和單元。在已經(jīng)對(duì)襯底進(jìn)行電鍍和清洗之后，包含在電鍍液中的酸或 堿成分可能保留在襯底上。利用中和單元，由于在電鍍工藝之后在襯 底上進(jìn)行中和處理，因此可以消除來自酸或堿的對(duì)在電鍍工藝之后進(jìn) 行的抗蝕劑剝離工藝和籽晶層除去工藝的不良影響。例如，中和處理 液可以包括含有磷酸三鈉的弱堿溶液。中和單元可以設(shè)置在電鍍?cè)O(shè)備 的框架的內(nèi)部或外部。
該電鍍?cè)O(shè)備可以包括被構(gòu)成為檢測(cè)形成在襯底表面上的鍍膜的 外觀的視覺檢測(cè)單元。有些襯底可能由于各種原因而具有有缺陷的鍍 膜外觀，所述原因包括電鍍液、襯底和電鍍?cè)O(shè)備的不正常。如果當(dāng)產(chǎn) 生有缺陷的襯底時(shí)繼續(xù)進(jìn)行電鍍工藝而不停止電鍍?cè)O(shè)備，則有缺陷的 襯底的數(shù)量將增加。視覺檢測(cè)單元對(duì)鍍膜進(jìn)行視覺檢測(cè)并在鍍膜具有 有缺陷的外觀時(shí)通知操作者。此時(shí)，停止該電鍍?cè)O(shè)備，并且在襯底處 理數(shù)據(jù)中記錄該有缺陷的襯底。這樣，可以減少有缺陷的襯底的數(shù)量， 并且可以在襯底處理數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上除去有缺陷的襯底。視覺檢測(cè)單元 可以設(shè)置在電鍍?cè)O(shè)備的框架的內(nèi)部或外部?？梢詫⒁曈X檢測(cè)單元構(gòu)成 為按照接觸或非接觸方式檢測(cè)鍍膜的外觀。
該電鍍?cè)O(shè)備可以包括膜厚度測(cè)量單元，將其構(gòu)成為測(cè)量形成在襯 底表面上的鍍膜的膜厚。形成在襯底上的鍍膜的膜厚可以根據(jù)來自形 成在襯底上的圖案和設(shè)備、電鍍液以及襯底的條件的影響而改變。在
有些情況下，鍍膜的膜厚的晶片內(nèi)均勻性(within wafer uniformity) 可能過度地降低，從而不能滿足指標(biāo)限制。如果操作電鍍?cè)O(shè)備以連續(xù) 地對(duì)襯底進(jìn)行電鍍，則有缺陷的襯底的數(shù)量可能會(huì)增加。即使膜厚的 晶片內(nèi)均勻性處于指標(biāo)限制內(nèi)，也可以根據(jù)電鍍工藝需要后來的拋光 工藝。在這種情況下，必須設(shè)置被要求的拋光量?？梢詫⒛ず駵y(cè)量單 元構(gòu)成為測(cè)量形成在襯底上的鍍膜的膜厚在襯底的整個(gè)表面上的分 布。根據(jù)測(cè)量結(jié)果，膜厚測(cè)量單元確定襯底是否具有良好的質(zhì)量。如 果襯底不具有良好的質(zhì)量，則將該襯底記錄在襯底處理數(shù)據(jù)中。根據(jù)襯底處理數(shù)據(jù)中記錄的有缺陷的襯底的比例，停止該電鍍?cè)O(shè)備，并且 通知操作者出現(xiàn)異常。這樣，可以除去具有低的鍍膜的膜厚的晶片內(nèi) 均勻性的有缺陷的襯底，并且在具有作為后續(xù)工藝的拋光工藝的情況 下可以設(shè)置要拋光的所需鍍膜量?？梢詫⒛ず駵y(cè)量單元構(gòu)成為按照接 觸或非接觸方式測(cè)量鍍膜的膜厚。
該電鍍?cè)O(shè)備可以包括電鍍面積測(cè)量單元，將其構(gòu)成為測(cè)量將要在 襯底表面上形成的鍍膜的實(shí)際面積。需要電鍍面積，以便確定電鍍條 件。然而，在有些情況下不能知道或不能精確地知道電鍍面積。電鍍 面積測(cè)量單元可以測(cè)量形成鍍膜的實(shí)際面積(電鍍面積)。這樣，可 以精確地確定電流值，該電流值確定電鍍條件。相應(yīng)地，可以在預(yù)定 電鍍時(shí)間內(nèi)精確地獲得具有預(yù)定膜厚的鍍膜。特別是，在一次電鍍一 個(gè)襯底的情況下，只通過設(shè)置電流密度和電鍍時(shí)間就可以對(duì)具有不同 電鍍面積的襯底進(jìn)行電鍍，以便具有預(yù)定膜厚。因而，大大有助于于 方案的設(shè)置。
該電鍍面積測(cè)量單元可以設(shè)置在電鍍?cè)O(shè)備的框架的內(nèi)部或外部。 可以將該電鍍面積測(cè)量單元構(gòu)成為給襯底輸送電流，以便測(cè)量實(shí)際面 積。可以將該電鍍面積測(cè)量單元構(gòu)成為光學(xué)地掃描襯底的表面，以便 測(cè)量實(shí)際面積。例如，當(dāng)在周邊部分密封襯底并由襯底固定器在從外 部暴露要電鍍的襯底表面的狀態(tài)下可拆卸地固定襯底時(shí)，光學(xué)地掃描 襯底表面，從而測(cè)量電鍍面積。
該電鍍?cè)O(shè)備可以包括被構(gòu)成為對(duì)鍍膜的表面進(jìn)行拋光從而調(diào)節(jié) 鍍膜的膜厚的拋光單元。該拋光單元可以設(shè)置在電鍍?cè)O(shè)備的框架的內(nèi) 部或外部?？梢詫⒃搾伖鈫卧獦?gòu)成為進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光或機(jī)械拋光， 從而對(duì)鍍膜的表面進(jìn)行拋光。
該電鍍?cè)O(shè)備可以包括化學(xué)液調(diào)節(jié)單元，將其構(gòu)成為除去混合在電 鍍液中的金屬雜質(zhì)或有機(jī)雜質(zhì)或者產(chǎn)生的分解產(chǎn)物。為了保持淀積膜 的評(píng)估性能，在電鍍工藝中使用的電鍍液應(yīng)該根據(jù)混合在電鍍液中的雜質(zhì)水平或積累的分解產(chǎn)物的水平而周期性地更新。廢棄老的電鍍 液，除了諸如金電鍍液的特別電鍍液之外，由此增加了成本和環(huán)境的 負(fù)擔(dān)?；瘜W(xué)液調(diào)節(jié)單元可以除去包含在老的電鍍液中的雜質(zhì)和分解產(chǎn) 物，以便增長(zhǎng)電鍍液的更新頻率。這樣，可以減少成本和環(huán)境的負(fù)擔(dān)。 化學(xué)液調(diào)節(jié)單元可以設(shè)置在電鍍?cè)O(shè)備的框架的內(nèi)部或外部?；瘜W(xué)液調(diào) 節(jié)單元可以包括電解處理部件、離子交換部件、活性碳處理部件以及 凝結(jié)和沉淀部件中的至少一種。
該電鍍?cè)O(shè)備可以包括化學(xué)液供應(yīng)和回收單元，將其構(gòu)成為向電鍍 槽供應(yīng)化學(xué)液和從電鍍槽回收化學(xué)液。利用化學(xué)液供應(yīng)和回收單元， 可以安全地很容易地處理不僅對(duì)設(shè)備或單元而且對(duì)人體施加有害影 響的高度腐蝕或有害的化學(xué)液，因?yàn)椴灰蟛僮髡呓?jīng)常處理化學(xué)液。 化學(xué)液供應(yīng)和回收單元可以設(shè)置在電鍍?cè)O(shè)備的框架的內(nèi)部或外部。
該化學(xué)液供應(yīng)和回收單元可以包括按照可替換方式固定的化學(xué) 液容器。將該化學(xué)液供應(yīng)和回收單元構(gòu)成為從化學(xué)液容器向電鍍槽供 應(yīng)化學(xué)液并從電鍍槽向化學(xué)液容器回收化學(xué)液。商業(yè)上可獲得的化學(xué) 液槽或瓶可以用作化學(xué)液容器并按照可替換方式固定。這樣，化學(xué)液 可以從可獲得的化學(xué)液槽或瓶直接供應(yīng)到電鍍槽并從電鍍槽直接回 收到可獲得的化學(xué)液槽或瓶。當(dāng)化學(xué)液槽或瓶在供應(yīng)化學(xué)液時(shí)變空 時(shí)，將表示應(yīng)當(dāng)補(bǔ)充或用添滿的化學(xué)液槽或瓶代替該化學(xué)液槽或瓶的 信號(hào)通知操作者。此時(shí)，中斷化學(xué)液的供應(yīng)。在已經(jīng)填充或用添滿的 化學(xué)液槽或瓶替換了化學(xué)液槽或瓶之后，重新開始供應(yīng)化學(xué)液。當(dāng)在 回收化學(xué)液時(shí)化學(xué)液槽或瓶變滿時(shí)，將表示應(yīng)該用空的化學(xué)液槽或瓶 代替該化學(xué)液槽或瓶或者應(yīng)該從化學(xué)液槽或瓶放出化學(xué)液的信號(hào)通 知操作者。此時(shí)，中斷化學(xué)液的回收。在該化學(xué)液槽或瓶已經(jīng)被空的 化學(xué)液槽或瓶替換或者變空時(shí)，重新開始化學(xué)液的回收。
該電鍍?cè)O(shè)備可以包括電鍍液再生單元，將其構(gòu)成為除去包含在電 鍍液中的有機(jī)物質(zhì)，從而再生電鍍液。在電鍍工藝期間，例如，諸如有機(jī)成分或表面活性劑的添加劑的成分比過量增加而超出預(yù)定范圍 的電鍍液、或者添加劑或表面活性劑分解了但作為廢物仍然保持在其 中的電鍍液可以由電鍍液再生單元重新生成，而不用電鍍液代替，從 而顯著地減少了用新電鍍液進(jìn)行替換的成本和工作量。特別是，與電 鍍液管理單元一起使用，可以將電鍍液再生到與新電鍍液基本上相同 的程度。電鍍液再生單元可以設(shè)置在電鍍?cè)O(shè)備的框架的內(nèi)部或外部。 可以將該電鍍液再生單元構(gòu)成為通過活性碳過濾器除去有機(jī)物 質(zhì)。該電鍍?cè)O(shè)備可以具有電鍍液循環(huán)系統(tǒng)和電鍍槽，該循環(huán)系統(tǒng)用于 使電鍍液流經(jīng)電鍍液再生單元，其包括可替換的活性碳過濾器。利用 這種電鍍液循環(huán)系統(tǒng)，電鍍液可以流過電鍍液再生單元中的活性碳過 濾器，從而除去電鍍液中的作為添加劑的有機(jī)物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)分解成 的廢物。這樣，從中除去了添加劑成分(有機(jī)物質(zhì))的電鍍液可以返 回到電鍍槽。
該電鍍?cè)O(shè)備可以包括廢氣處理單元，將其構(gòu)成為從在電鍍?cè)O(shè)備中 產(chǎn)生的氣體或霧氣中除去有害成分并將無(wú)害氣體通過管道排放到電 鍍?cè)O(shè)備的外部。 一般情況下，在電鍍?cè)O(shè)備中產(chǎn)生的氣體或霧氣對(duì)其它 設(shè)備或設(shè)施是有害的。從電鍍?cè)O(shè)備引出的排氣管道一般連接并接合到 總排氣管。相應(yīng)地，在電鍍?cè)O(shè)備中沒有被處理的廢氣可能與來自其它 設(shè)備的廢氣反應(yīng)，從而對(duì)其它設(shè)備或設(shè)施施加有害影響。廢氣處理單 元可從廢氣除去有害氣體和霧氣并將廢氣引入到總排氣管中，從而防 止對(duì)其它設(shè)備或設(shè)施的有害影響。這樣，可以減少對(duì)除去其它設(shè)備或 設(shè)施的有害成分的負(fù)擔(dān)。廢氣處理單元可以設(shè)置在電鍍?cè)O(shè)備的框架的 內(nèi)部或外部。
可以將廢氣處理單元構(gòu)成為通過利用吸收液體的濕處理、利用吸 收劑的干處理或者通過冷卻的冷凝液化處理來除去有害成分。電鍍槽 可以具有保存酸性電鍍液的第一腔室、保存含氰電鍍液的第二腔室、 以及將第一腔室和第二腔室分開的隔離物。第一腔室可以包括用來排放由第一腔室中的酸性電鍍液產(chǎn)生的酸性氣體的排氣管。第二腔室可 以包括用來排放由第二腔室中的含氰電鍍液產(chǎn)生的含氰氣體的排氣 管。例如，如果在相同的電鍍?cè)O(shè)備中進(jìn)行利用酸性電鍍液的電鍍工藝 和利用含氰電鍍液的電鍍工藝，則可以混合電鍍液或氣體，從而產(chǎn)生 含氰氣體。為了防止這個(gè)缺陷，這些工藝迄今在分開的電鍍?cè)O(shè)備中執(zhí) 行。利用上述設(shè)置，可以分開排放由酸性電鍍液產(chǎn)生的酸性氣體和由 含氰電鍍液產(chǎn)生的含氰氣體，以便防止電鍍液或氣體混合，從而產(chǎn)生 含氰氣體。這樣，可以在相同的電鍍?cè)O(shè)備中連續(xù)地執(zhí)行利用酸性電鍍
液的電鍍工藝和利用含氰電鍍液的電鍍工藝D含氰電鍍液可以包括金 電鍍液或銀電鍍液。
該電鍍?cè)O(shè)備可以包括被構(gòu)成為再生廢水的廢水再生單元，所述廢 水已經(jīng)在電鍍單元中使用并從電鍍單元排放掉，并且再利用至少一部 分再生廢水用于電鍍工藝，同時(shí)將剩余的廢水排放到電鍍?cè)O(shè)備的外 部。電鍍工藝中的清洗工藝需要大量清潔水。具有高清潔度的大量清 潔水和對(duì)在電鍍工藝中使用的廢水進(jìn)行的處理對(duì)已有的設(shè)施產(chǎn)生很 大負(fù)擔(dān)。利用廢水再生單元，電鍍?cè)O(shè)備具有用于再生在其中使用的廢 水的完全或部分封閉的系統(tǒng)。這樣，可以減少具有高清潔度的清潔水 的量和減少了對(duì)設(shè)備所需的廢水處理的負(fù)擔(dān)。廢水再生單元可以設(shè)置 在電鍍?cè)O(shè)備的框架的內(nèi)部或外部。
可以將廢水再生單元構(gòu)成為通過微型過濾、紫外輻射、離子交換、 超濾和反滲透中的至少一種對(duì)廢水進(jìn)行再生。在電鍍單元中使用的一 部分或所有清潔水可以被儲(chǔ)存在廢水再生單元的槽中并在其中被回 收。然后， 一部分或所有再生水可以用做清潔水，并且其余再生水可 排放到該設(shè)施或水槽。
根據(jù)本發(fā)明的第二方案，提供一種電鍍?cè)O(shè)備，其具有被構(gòu)成為
裝載和卸載容納襯底的盒的裝載/卸載部件；設(shè)置在裝載/卸載部件中 用于檢測(cè)在盒中接收的襯底的尺寸的傳感器；以及對(duì)應(yīng)要電鍍的襯底的尺寸的多個(gè)工具。該電鍍?cè)O(shè)備包括儲(chǔ)存多個(gè)工具的工具儲(chǔ)存器和被 構(gòu)成為至少執(zhí)行電鍍工藝的電鍍部件。該電鍍?cè)O(shè)備還包括控制器和傳 送裝置，將所述控制器構(gòu)成為從多個(gè)工具中選擇對(duì)應(yīng)由傳感器檢測(cè)的 尺寸的工具，將所述傳送裝置構(gòu)成為保存由控制器選擇的工具并將其 傳送給電鍍部件。
如果將電鍍?cè)O(shè)備設(shè)計(jì)成對(duì)應(yīng)要電鍍的襯底的尺寸，則需要多個(gè)電 鍍?cè)O(shè)備來對(duì)應(yīng)各個(gè)襯底尺寸。相應(yīng)地，在潔凈室中需要用于安裝和諸 如電源等設(shè)備的大空間。利用上述設(shè)置，單個(gè)電鍍?cè)O(shè)備可以在具有不 同尺寸的襯底上執(zhí)行電鍍工藝，從而可以減少昂貴的潔凈室中的所需 空間、所需能量、和所需成本，同時(shí)可以對(duì)具有不同尺寸的襯底進(jìn)行 電鍍。
根據(jù)本發(fā)明的第三方案，提供一種電鍍?cè)O(shè)備，其具有多個(gè)電鍍槽， 每個(gè)電鍍槽具有在其中的電鍍液和陽(yáng)極。該電鍍?cè)O(shè)備包括單個(gè)電源， 將該電源構(gòu)成為選擇性地在襯底和多個(gè)電鍍槽中的陽(yáng)極之間施加電 壓，以便進(jìn)行連續(xù)的電鍍工藝。
這樣，使用單個(gè)電源可以減少電鍍電源的數(shù)量。相應(yīng)地，可以使
該電鍍?cè)O(shè)備尺寸緊湊。此外，當(dāng)在電鍍電源中出現(xiàn)故障時(shí)，在電鍍襯 底之前或在電鍍襯底的同時(shí)，可以中斷電鍍工藝。相應(yīng)地，不必丟棄 該襯底，并且可以通過己經(jīng)修好的電鍍電源對(duì)該襯底進(jìn)行電鍍。
多個(gè)電鍍槽可以含有不同種類的金屬。該電鍍?cè)O(shè)備可以包括用于 檢測(cè)將襯底浸在多個(gè)電鍍槽的電鍍液中的時(shí)間的傳感器，以及可用來 在來自傳感器的信號(hào)的基礎(chǔ)上切換單個(gè)電源的開關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方案，提供一種在襯底表面上形成鍍膜的電鍍 方法。在形成在襯底上的籽晶層的表面上施加抗蝕劑。在抗蝕劑的灰 化工藝之后，在襯底表面上執(zhí)行親水處理，從而給襯底表面提供親水 性。在親水處理之后，清洗或激活襯底表面。將襯底表面浸在電鍍液 中，同吋將抗蝕劑作為掩模，以便進(jìn)行電鍍工藝，從而在襯底表面上形成鍍膜。
親水處理可以包括連續(xù)地進(jìn)行兩種或多種的親水處理。在電鍍工 藝之后，可以從襯底表面剝離和除去抗蝕劑。可以除去形成在襯底表 面上的籽晶層的不需要部分?？梢詫?duì)形成在襯底表面上的鍍膜進(jìn)行退 火?？梢詫?duì)形成在襯底表面上的鍍膜迸行回流。在電鍍工藝之后，可 以在襯底表面上進(jìn)行中和處理。可以檢測(cè)形成在襯底表面上的鍍膜的 外觀?？梢詼y(cè)量形成在襯底表面上的鍍膜的膜厚?？梢詼y(cè)量將要在襯 底表面上形成鍍膜的實(shí)際面積。可以對(duì)形成在襯底表面上的鍍膜進(jìn)行 拋光，從而調(diào)節(jié)鍍膜的膜厚。
利用上述設(shè)置，可以可靠地將電鍍液引入到襯底表面上的抗蝕劑 的開口中而不需要添加任何表面活性劑，從而可以實(shí)現(xiàn)沒有任何諸如 不充分電鍍的電鍍?nèi)毕莸碾婂児に?。此外，可以利用浸漬型工藝自動(dòng) 地形成適用于諸如凸起的突出龜極的鍍膜，這種浸漬型工藝很容易釋 放空氣泡。
根據(jù)本發(fā)明的第五方案，提供一種具有電鍍單元的電鍍?cè)O(shè)備，將 該電鍍單元構(gòu)成為在襯底表面上形成鍍膜同時(shí)在形成在襯底上的籽 晶層的表面上施加抗蝕劑作為掩模。該電鍍?cè)O(shè)備包括被構(gòu)成為從籽晶 層的表面上剝離和除去抗蝕劑的抗蝕劑剝離單元和被構(gòu)成為除去形 成在襯底表面上的籽晶層的不需要部分的蝕刻單元。該電鍍單元、抗 蝕劑剝離單元和蝕刻單元彼此完整地結(jié)合在一起。
由于電鍍單元、抗蝕劑剝離單元和蝕刻單元彼此完整地結(jié)合在一 起，因此可以連續(xù)地進(jìn)行電鍍工藝、抗蝕劑除去工藝和籽晶層除去工 藝。此外，該電鍍?cè)O(shè)備可以靈活地執(zhí)行所希望的電鍍工藝。
該電鍍?cè)O(shè)備可以包括被構(gòu)成為清洗襯底的清洗單元和被構(gòu)成為 在電鍍之前進(jìn)行預(yù)處理工藝的預(yù)處理單元。該電鍍?cè)O(shè)備可以包括被構(gòu) 成為對(duì)形成在襯底表面上的鍍膜進(jìn)行回流的回流單元。該鍍膜可以形 成凸起。利用上述設(shè)置，可以連續(xù)地進(jìn)行包括電鍍工藝的凸起形成工藝， 以便減少用于設(shè)備的空間。此外，該電鍍?cè)O(shè)備可以實(shí)現(xiàn)適合于各種產(chǎn) 品的小批生產(chǎn)的所希望的電鍍工藝。
從下面結(jié)合附圖的說明中本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn) 將變得顯而易見，其中附圖以舉例的方式示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。 附圖簡(jiǎn)述
圖1A至1E是顯示在襯底上形成凸起(突出電極)的工藝的剖 面圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電鍍?cè)O(shè)備中的電鍍部件的 示意平面圖3是顯示圖2中所示電鍍部件中的襯底固定器的平面圖； 圖4是圖2中所示的電鍍部件中的電鍍單元的放大剖面圖； 圖5是顯示包括圖2所示的電鍍部件和其它各個(gè)單元的電鍍?cè)O(shè)備 的平面圖6是顯示在圖5所示的電鍍?cè)O(shè)備中從襯底固定器除去襯底之前
的工藝的流程圖7是顯示在圖5所示的電鍍?cè)O(shè)備中從襯底固定器除去襯底之后
的工藝的流程圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電鍍?cè)O(shè)備的示意平面圖；以
及
圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電鍍?cè)O(shè)備的示意平面圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式
下面將參照?qǐng)D1A至9說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電鍍?cè)O(shè)備。在 所有附圖中相同或相應(yīng)的部件用相同或相應(yīng)的參考標(biāo)記表示，并在下 面不再重復(fù)說明。
圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電鍍?cè)O(shè)備中的電鍍部件1的
17示意平面圖。如圖2所示，電鍍部件1具有矩形框架2;兩個(gè)盒臺(tái)12，
每個(gè)盒臺(tái)用于在其上放置容納諸如半導(dǎo)體晶片的襯底的襯底盒10; 用于在預(yù)定方向?qū)?zhǔn)襯底的取向平面或凹口的對(duì)準(zhǔn)器；以及清洗和干 燥裝置16，用于清洗電鍍襯底和以高速旋轉(zhuǎn)襯底以便甩干襯底。盒 臺(tái)12、對(duì)準(zhǔn)器14、以及清洗和干燥裝置16沿著框架2中的相同的圓 周設(shè)置。電鍍部件1包括沿著該圓周的切線設(shè)置的用于將襯底裝載到 襯底固定器18上和從襯底固定器18卸載襯底的襯底裝載/卸載單元 20。電鍍部件1還具有設(shè)置在圓周的中心上的用于在盒臺(tái)12、對(duì)準(zhǔn) 器14、清洗和干燥裝置16、以及襯底裝載/卸載單元20之間傳送襯 底的襯底傳送裝置(傳送自動(dòng)機(jī))22。
電鍍部件1具有用于儲(chǔ)存或暫時(shí)接收襯底固定器18的儲(chǔ)料器24、 預(yù)潤(rùn)濕槽(預(yù)潤(rùn)濕部件)26、預(yù)浸泡槽(預(yù)浸泡部件)28、用于用純 水清洗襯底表面的第一清洗槽30a、用于從清洗過的襯底除去水的鼓 風(fēng)箱32、用于清洗襯底表面的第二清洗槽30b、以及電鍍槽34。儲(chǔ) 料器24、預(yù)潤(rùn)濕槽26、預(yù)浸泡槽28、第一清洗槽30a、鼓風(fēng)箱32、 第二清洗槽30b以及電鍍槽34在框架2中從襯底裝載/卸載單元20 依次設(shè)置。將預(yù)潤(rùn)濕槽26構(gòu)成為將襯底浸在純水中從而給襯底表面 提供親水性。例如，將預(yù)浸泡槽28構(gòu)成為利用諸如硫酸或鹽酸溶液 的處理液蝕刻具有高電阻的形成在籽晶層表面上的氧化物膜，從而除 去氧化物膜和清洗或激活露出的籽晶層的表面。電鍍槽34具有溢出 槽36和設(shè)置在溢出槽36中的多個(gè)電鍍單元38。將每個(gè)電鍍單元38 構(gòu)成為在其中固定一個(gè)襯底，以便用銅對(duì)該襯底進(jìn)行電鍍。在本實(shí)施 例中，在電鍍槽34中在襯底上進(jìn)行銅鍍工藝。然而，本發(fā)明也可以 適用于鎳、焊料或金電鍍。
在本實(shí)施例中，預(yù)潤(rùn)濕部件包括用于將襯底浸在純水中的預(yù)潤(rùn)濕 槽26。然而，預(yù)潤(rùn)濕部件可以包括用于通過噴霧器向襯底表面噴灑 純水的預(yù)潤(rùn)濕裝置。預(yù)潤(rùn)濕部件優(yōu)選基本上處于真空下或處于低于大氣壓的壓力下?；蛘?，要輸送給預(yù)潤(rùn)濕部件的純水可以通過脫氣裝置 進(jìn)行脫氣。
此外，在所示例子中電鍍部件1具有一個(gè)預(yù)潤(rùn)濕槽(預(yù)潤(rùn)濕部件)
26。然而，電鍍部件1可以具有不同設(shè)置的多個(gè)預(yù)潤(rùn)濕部分。具體地 說，電鍍部件l可以具有多個(gè)預(yù)潤(rùn)濕部分，其包括使用上述脫氣水的 浸漬型預(yù)潤(rùn)濕部分、噴射型預(yù)潤(rùn)濕部分等。在這種情況下，可以根據(jù) 方案選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)潤(rùn)濕部分。利用這種設(shè)置，可以消除由于預(yù)潤(rùn)濕部 件的類型而對(duì)工藝的限制，并且該電鍍?cè)O(shè)備可執(zhí)行各種類型的工藝。 向預(yù)浸泡槽28輸送諸如硫酸或鹽酸溶液的酸性溶液、臭氧水、 堿性溶液、酸性去油劑、含有顯影劑的溶液、含有抗蝕劑剝離液的溶 液、電解液的還原水等?？梢愿鶕?jù)電鍍的目的選擇要使用的溶液的類 型。此外，可以用臭氧水對(duì)襯底進(jìn)行處理，然后用酸性溶液進(jìn)行處理。 或者，可以在酸性溶液或酸性去油劑中在襯底用作陰極的狀態(tài)下在襯
底上進(jìn)行電解處理。
電鍍部件1還具有沿著單元20、 24、 26、 28、 30a、 30b和34設(shè)
置的襯底固定器傳送裝置(襯底傳送裝置)40。襯底固定器傳送裝置 40將襯底固定器18與襯底一起在單元20、 24、 26、 28、 30a、 32、 30b和34之間傳送。襯底固定器傳送裝置40包括用于在襯底裝載/ 卸載單元20和儲(chǔ)料器24之間傳送襯底固定器18的第一傳送器42、 以及用于在儲(chǔ)料器24、預(yù)潤(rùn)濕槽26、預(yù)浸泡槽28、清洗槽30a和30b、 鼓風(fēng)箱32和電鍍槽34之間傳送襯底固定器18的第二傳送器44。
電鍍部件1包括在溢出槽36與襯底固定器傳送裝置40相對(duì)的側(cè) 上的多個(gè)葉片驅(qū)動(dòng)單元46。每個(gè)葉片驅(qū)動(dòng)單元46驅(qū)動(dòng)設(shè)置在每個(gè)電 鍍單元38中的葉片202 (見圖4)。葉片202用作用于攪動(dòng)電鍍液的 攪拌棒。
襯底裝載/卸載單元20具有軌道50和可沿著軌道50水平滑動(dòng)的 平裝載板52。裝載板52支撐在水平狀態(tài)下彼此平行設(shè)置的兩個(gè)襯底固定器18。襯底在襯底固定器18中的一個(gè)和襯底傳送裝置22之間 傳送，然后另一個(gè)襯底在襯底固定器18中的另一個(gè)和襯底傳送裝置 22之間傳送。
圖3是顯示圖2所示的襯底固定器18的平面圖。如圖3所示， 每個(gè)襯底固定器18具有平面矩形板形式的固定支撐部件54和環(huán)形的 可移動(dòng)支撐部件58?？梢苿?dòng)支撐部件58在它可以經(jīng)過鉸鏈56打開 和關(guān)閉的狀態(tài)下固定到固定支撐部件54上。夾緊環(huán)62在可移動(dòng)支撐 部件58與固定支撐部件54相對(duì)的側(cè)上固定到可移動(dòng)支撐部件58上。 夾緊環(huán)62由從可移動(dòng)支撐部件58伸出穿過在夾緊環(huán)62中沿著圓周 方向形成的細(xì)長(zhǎng)孔62a的螺栓64來支撐。這樣，將夾緊環(huán)62構(gòu)成為 是可旋轉(zhuǎn)的并且從可移動(dòng)支撐部件58是不可拆卸的。
固定支撐部件54具有設(shè)置在可移動(dòng)支撐部件58的圓周部分附近 的L形棘爪66。沿著圓周方向以等間隔設(shè)置棘爪66。夾緊環(huán)62具有 在徑向上向外突出的多個(gè)突出體68。突出體68與夾緊環(huán)62形成為 一體并以等間隔設(shè)置。夾緊環(huán)62也具有用于旋轉(zhuǎn)突出體68的稍微細(xì) 長(zhǎng)的孔62b (圖3中的三個(gè)孔)。每個(gè)突出體68具有錐形的上表面， 以便沿著旋轉(zhuǎn)方向傾斜。每個(gè)棘爪66具有錐形的下表面，以便沿著 旋轉(zhuǎn)方向傾斜，并與相應(yīng)的突出體68的上表面相對(duì)。
當(dāng)可移動(dòng)支撐部件58處于打開狀態(tài)時(shí)，襯底適當(dāng)?shù)夭迦牒驮O(shè)置 在固定支撐部件54的中心區(qū)域中。然后，可移動(dòng)支撐部件58經(jīng)過鉸 鏈56閉合。接著，夾緊環(huán)62順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，以便使夾緊環(huán)62的突出 體68滑動(dòng)到L形棘爪66的下部中。這樣，將可移動(dòng)支撐部件58固 定和鎖定在固定支撐部件54中。當(dāng)夾緊環(huán)62逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，夾緊環(huán) 62的突出體68從L形棘爪66滑出，從而從固定支撐部件54打開可 移動(dòng)支撐部件58。
當(dāng)可移動(dòng)支撐部件58被鎖定在固定支撐部件54中時(shí)，如上所述， 使設(shè)置在可移動(dòng)支撐部件58面向固定支撐部件54的表面上的密封墊(未示出)擠壓襯底表面，以便提供可靠的密封。同時(shí)，使襯底在被
密封墊密封的位置上與設(shè)置在固定支撐部件54上的外部電極(未示 出)電接觸。
可移動(dòng)支撐部件58由液壓缸(cylinder)(未示出)和可移動(dòng)支 撐部件58的重量打開和關(guān)閉。具體地說，固定支撐部件54具有形成 在其中的通孔54a。裝載板52具有當(dāng)將襯底固定器18安裝在裝載板 52上時(shí)設(shè)置在面向通孔54a的位置上的液壓缸。當(dāng)通過液壓缸棒(未 示出)將可移動(dòng)支撐部件58通過通孔54a向上推動(dòng)時(shí)，打幵可移動(dòng) 支撐部件58。當(dāng)液壓缸棒縮回時(shí)，可移動(dòng)支撐部件58通過其自身的 重量而關(guān)閉。
在本實(shí)施例中，通過旋轉(zhuǎn)夾緊環(huán)62來鎖定和打開可移動(dòng)支撐部 件58。裝載板52具有設(shè)置在平頂一側(cè)上的鎖定/開鎖機(jī)構(gòu)。鎖定/開 鎖機(jī)構(gòu)具有設(shè)置在與襯底固定器18的夾緊環(huán)62中的孔62b相對(duì)應(yīng)的 位置上的銷釘，其中襯底固定器18放置在裝載板52上并設(shè)置在裝載 板52的中心附近。當(dāng)裝載板52升高以便將銷釘插入孔62b中時(shí)，銷 釘圍繞夾緊環(huán)62的中心旋轉(zhuǎn)，由此旋轉(zhuǎn)夾緊環(huán)62。裝載板52只有 一個(gè)鎖定/開鎖機(jī)構(gòu)。在放置在裝載板52上的兩個(gè)襯底固定器18中 的一個(gè)被鎖定/開鎖機(jī)構(gòu)鎖定或打開之后，裝載板52水平地滑動(dòng)，從 而鎖定或打開襯底固定器18中的另一個(gè)。
每個(gè)襯底固定器18具有在將襯底裝載到襯底固定器18中時(shí)用于 檢測(cè)襯底是否與接觸點(diǎn)接觸的傳感器。該傳感器向控制器(未示出) 輸出信號(hào)。每個(gè)襯底固定器18還具有設(shè)置在固定支撐部件54的端部 的一對(duì)手柄76。手柄76基本上為T形并用作支撐部分，用于在傳送 或懸掛襯底固定器18時(shí)支撐襯底固定器18。手柄76的突出端部與 儲(chǔ)料器24的周邊上壁嚙合，以便使襯底固定器18在垂直懸掛狀態(tài)下 固定。襯底固定器輸送裝置40的傳送器42抓住在垂直懸掛狀態(tài)下固 定的襯底固定器18的手柄76并傳送襯底固定器18。手柄76的突出
21端部還與預(yù)潤(rùn)濕槽26、預(yù)浸泡槽28、清洗槽30a和30b、鼓風(fēng)箱32、 和電鍍?cè)?4的周邊上壁嚙合，從而襯底固定器18在垂直懸掛狀態(tài)下 被固定。
圖4示出一個(gè)電鍍單元38的剖面圖。如圖4所示，電鍍單元38 具有陽(yáng)極200和葉片(攪拌棒)202。陽(yáng)極200設(shè)置在電鍍單元38中 并在襯底固定器18設(shè)置在預(yù)定位置時(shí)處于面向襯底W的表面的位置 上。葉片202基本上垂直地設(shè)置在電鍍單元38中并處在陽(yáng)極200和 襯底W之間。將葉片202構(gòu)成為通過葉片驅(qū)動(dòng)單元46可按照往復(fù)運(yùn) 動(dòng)方式平行于襯底W移動(dòng)。
因此，葉片202設(shè)置在襯底W和陽(yáng)極200之間并平行于襯底W 往復(fù)運(yùn)動(dòng)。相應(yīng)地，使電鍍液流沿著襯底W的表面相等，由此在襯 底W的整個(gè)表面上形成均勻的鍍膜。
在本實(shí)施例中，電鍍單元38還具有調(diào)節(jié)板(掩模)204，其具有 葉片202和陽(yáng)極200之間的中心孔204a。中心孔204a的尺寸對(duì)應(yīng)于 襯底W的尺寸。調(diào)節(jié)板24降低襯底W的周邊部分的電位，以便使
鍍膜的厚度相等。
陽(yáng)極200由陽(yáng)極固定器206固定。陽(yáng)極固定器206具有按照懸掛 狀態(tài)固定在電鍍單元38的周邊上壁上的上端。電鍍單元38具有懸掛 部分212，如圖4中的虛線所示，其設(shè)置在電鍍單元38的周邊上壁 上。負(fù)載單元208作為陽(yáng)極重量測(cè)量裝置固定在懸掛部分212上。陽(yáng) 極200的重量與陽(yáng)極固定器206 —起由負(fù)載單元208來測(cè)量。
這樣，陽(yáng)極200的重量可以直接由負(fù)載單元208來測(cè)量。相應(yīng)地， 可以比以前在輸送給陽(yáng)極200的電流量的基礎(chǔ)上估計(jì)陽(yáng)極200的重量 的情況更精確地測(cè)量陽(yáng)極200的消耗。因此，可以精確地確定應(yīng)該替 換陽(yáng)極200的時(shí)間。陽(yáng)極200的重量甚至可以在電鍍工藝期間進(jìn)行測(cè) 量。這樣，即使在連續(xù)的電鍍工藝期間，也可以精確地確定應(yīng)該替換 陽(yáng)極200的時(shí)間。因而，該電鍍?cè)O(shè)備可以預(yù)見性地操作。電鍍單元38包括在陽(yáng)極200和襯底W之間施加電壓的電源210。 陽(yáng)極200連接到電源210的陽(yáng)極。由襯底固定器18固定的襯底W的 籽晶層500 (見圖1A)通過襯底固定器18連接到電源210的陰極。 例如，電源210還用于在替換電鍍液的過程中在設(shè)置在電鍍槽34中 的虛擬陽(yáng)極(未示出)和陰極之間施加電壓，以便進(jìn)行虛擬電鍍工藝。 具體地說，電源210在陽(yáng)極200和襯底W的籽晶層500之間施加電 壓并改變電壓的施加，以便在虛擬陽(yáng)極和陰極之間施加電壓，用于執(zhí) 行虛擬電鍍工藝。
一般情況下，在實(shí)際電鍍工藝期間不使用在替換電鍍液時(shí)用于虛 擬電鍍的電源。這樣，用于虛擬電鍍的電源不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間使用并且設(shè)置 它是不經(jīng)濟(jì)的。在本實(shí)施例中，可以切換單個(gè)電源210，以便進(jìn)行虛 擬電鍍工藝和實(shí)際電鍍工藝。這樣，可以消除用于虛擬電鍍的電源， 并且可以減少電源的數(shù)量。
為了便于電源210的切換，電源210應(yīng)優(yōu)選自動(dòng)地進(jìn)行切換，以
便在完成虛擬電鍍工藝之后進(jìn)行實(shí)際電鍍工藝。
圖5是顯示包括圖2所示電鍍部件1和其它各個(gè)單元的電鍍?cè)O(shè)備 的平面圖。盡管圖5示出各個(gè)單元設(shè)置在電鍍部件1的框架2的外部， 但是各個(gè)單元可以設(shè)置在電鍍部件1的框架2的內(nèi)部。這些單元中的 一部分或所有這些單元可以設(shè)置在電鍍部件1的框架2的外部。
該電鍍?cè)O(shè)備包括灰化單元300，它用于在施加于襯底的籽晶層 500的表面上的抗蝕劑502上進(jìn)行灰化處理(見圖1A)。將灰化單元 300構(gòu)成為施加高能光或電磁波，包括等離子體、紫外線、和遠(yuǎn)紫外 線。因而，高能離子、光子或電子與抗蝕劑502碰撞，從而產(chǎn)生活性 氣體，該活性氣體從抗蝕劑502中的有機(jī)物質(zhì)提取氫或切斷抗蝕劑 502中的有機(jī)物質(zhì)的主鏈或側(cè)鏈。這樣，灰化單元300在抗蝕劑502 的表面上進(jìn)行灰化處理。
當(dāng)在用抗蝕劑作為掩模的同時(shí)對(duì)襯底進(jìn)行電鍍時(shí)，由于抗蝕劑使襯底表面為憎水性，因此襯底表面不太可能與電鍍液接觸，由此產(chǎn)生
諸如不充分電鍍的電鍍?nèi)毕?。在本?shí)施例中，灰化單元300在電鍍工 藝之前在施加于襯底表面上的抗蝕劑502上進(jìn)行灰化處理。灰化處理 可以將抗蝕劑502的憎水性表面重組為親水性表面。這樣，襯底的表 面變得可能與電鍍液接觸。此外，親水性處理可以在灰化處理之后在 預(yù)潤(rùn)濕槽26中在襯底表面上進(jìn)行，從而用水替換形成在抗蝕劑502 中的開口 502a中的氣體(見圖1A)，并進(jìn)一步用電鍍液替換水。這 樣，可以防止出現(xiàn)諸如不充分電鍍的電鍍?nèi)毕荨?br> 該電鍍?cè)O(shè)備還包括電鍍液管理單元302，用于管理輸送給電鍍槽 34的電鍍液的成分。電鍍液管理單元302從電鍍槽提取一部分電鍍 液作為樣品并分析它?？梢酝ㄟ^在由電鍍液管理單元302進(jìn)行的分析 的基礎(chǔ)上的反饋控制、評(píng)估包括電鍍時(shí)間或電鍍襯底的數(shù)量的擾動(dòng)的 前饋控制或者反饋控制和前饋控制的組合而將相對(duì)于預(yù)定量不夠的 成分添加到電鍍液中。這樣，電鍍液中的每種成分可以保持在預(yù)定范 圍內(nèi)。
電鍍液管理單元302可以自動(dòng)地分析電鍍液中的成分和添加電 鍍液中不夠的成分，以前這都是通過手動(dòng)執(zhí)行的。這樣，電鍍液管理 單元302可以使電鍍液中的每種成分保持在預(yù)定范圍內(nèi)。由于利用如 此管理的電鍍液進(jìn)行電鍍工藝，因此可以保持形成在襯底上的鍍膜的 良好性能(成分)、良好外觀、和厚度的良好均勻性。
該電鍍?cè)O(shè)備包括用于通過使用計(jì)算機(jī)的通信網(wǎng)絡(luò)通信信息的通 信裝置304。該通信裝置304將關(guān)于電鍍結(jié)果等的信息通過與電鍍部 件1中的單元或裝置、灰化單元300、電鍍液管理單元302和圖5中 所示的其它單元互連的通信網(wǎng)絡(luò)傳輸給適當(dāng)?shù)膯卧蜓b置。這樣，所 需的信息通過通信裝置304互相傳輸，以便在信息的基礎(chǔ)上控制單元 或裝置，從而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)電鍍工藝。
該電鍍?cè)O(shè)備還包括抗蝕劑剝離單元306、籽晶層除去單元308、退火單元310、和回流單元312。在電鍍工藝之后，抗蝕劑剝離單元 306將形成在襯底上作為掩模的抗蝕劑502浸在溫度為例如50到 6(TC的諸如丙酮的溶劑中，從而剝離和除去抗蝕劑502。籽晶層除去 單元308除去形成在襯底表面上的在電鍍工藝之后不需要的一部分 籽晶層500(見圖1C)。退火單元310對(duì)形成在襯底表面上的鍍膜504 進(jìn)行退火(見圖1D)?；亓鲉卧?12對(duì)形成在襯底表面上的鍍膜504 進(jìn)行回流。
在本實(shí)施例中，該電鍍?cè)O(shè)備具有退火單元310和回流單元312。 鍍膜504通過回流單元312進(jìn)行回流，從而形成凸起506 (見圖1E)， 該凸起506通過表面張力成為圓形?；蛘?，例如在IO(TC或更高的溫 度下通過退火單元310對(duì)鍍膜504進(jìn)行退火，從而除去凸起506中的 殘余應(yīng)力?；亓骱屯嘶鹂梢酝ㄟ^熱處理單元同時(shí)或單獨(dú)執(zhí)行。
從連續(xù)處理的角度考慮，希望抗蝕劑剝離單元306在襯底由襯底 固定器固定的同時(shí)剝離襯底上的抗蝕劑，以及希望籽晶層除去單元 308在襯底由襯底固定器固定的同時(shí)除去襯底上的籽晶層的不需要的 部分。剝離抗蝕劑之后的襯底或者除去籽晶層之后的襯底可以返回到 襯底盒。
該電鍍?cè)O(shè)備包括具有中和槽的中和單元314，用于在電鍍工藝之 后立即在襯底表面上進(jìn)行中和處理。將中和單元(中和槽)314構(gòu)成 為將已經(jīng)電鍍和用水清洗過的襯底浸在中和處理液中，從而在襯底上 進(jìn)行中和處理。將中和處理液設(shè)置為微酸的或弱堿性的，以便具有與 電鍍液相反的特性。
在已經(jīng)電鍍和清洗了襯底之后，包含在電鍍液中的酸或堿成分可 能保持在襯底上。根據(jù)本實(shí)施例，由于在電鍍工藝之后立即在襯底上 進(jìn)行中和處理，因此可以消除酸或堿對(duì)在電鍍工藝之后進(jìn)行的抗蝕劑 剝離處理和籽晶層除去處理的有害影響。例如，中和處理液可以包括 含有磷酸三鈉的弱堿性溶液。該電鍍?cè)O(shè)備還包括視覺檢測(cè)單元316，用于按照接觸或非接觸方 式檢測(cè)形成在襯底表面上的鍍膜504的外觀。視覺檢測(cè)單元316對(duì)鍍 膜504進(jìn)行視覺檢測(cè)并在鍍膜504具有缺陷外觀時(shí)通過通信裝置304 通知操作者。此時(shí)，停止電鍍?cè)O(shè)備，并且可以在襯底處理數(shù)據(jù)中記錄 該缺陷襯底。這樣，可以減少缺陷襯底的數(shù)量，并且可以在襯底處理 數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上除去缺陷襯底。有些襯底可能由于各種原因而具有鍍膜504的有缺陷的外觀，所 述的原因包括電鍍液、襯底和電鍍?cè)O(shè)備的不正常。如果在產(chǎn)生缺陷襯 底時(shí)電鍍工藝連續(xù)進(jìn)行而不停止電鍍?cè)O(shè)備，則缺陷襯底的數(shù)量增加。 本實(shí)施例中的電鍍?cè)O(shè)備可以防止這種缺陷。該電鍍?cè)O(shè)備包括膜厚測(cè)量單元318，用于按照接觸或非接觸的方 式測(cè)量形成在襯底表面上的鍍膜504的膜厚。將膜厚測(cè)量單元318構(gòu) 成為測(cè)量形成在襯底上的鍍膜504的膜厚在襯底整個(gè)表面上的分布。 根據(jù)測(cè)量結(jié)果，膜厚測(cè)量單元318確定襯底是否具有良好質(zhì)量。如果 襯底不具有良好質(zhì)量，則將該襯底記錄在襯底處理數(shù)據(jù)中。根據(jù)記錄 在襯底處理數(shù)據(jù)中的缺陷襯底的比例，停止該電鍍?cè)O(shè)備，并且通過通 信裝置304將異常情況通知給操作者。形成在襯底上的鍍膜的膜厚可以根據(jù)來自形成在襯底上的圖案 和設(shè)備、電鍍液和襯底的條件的影響而改變。在有些情況下，鍍膜的 膜厚的晶片內(nèi)均勻性過分地降低，以便不滿足指標(biāo)限制。如果操作該 電鍍?cè)O(shè)備以便連續(xù)地對(duì)襯底進(jìn)行電鍍，則缺陷襯底的數(shù)量可能增加。 即使膜厚的晶片內(nèi)均勻性在指標(biāo)限制范圍內(nèi)，則可以根據(jù)電鍍工藝需 要后來的拋光工藝。在這種情況下，必須設(shè)置所需的拋光量。在本實(shí) 施例中，膜厚測(cè)量單元318測(cè)量鍍膜504的膜厚，以便除去缺陷襯底， 所述缺陷襯底具有低的鍍膜膜厚的晶片內(nèi)均勻性，從而設(shè)置在拋光單 元322中將要拋光的所需鍍膜量。該電鍍?cè)O(shè)備包括電鍍面積測(cè)量單元320，用于測(cè)量要形成鍍膜504的實(shí)際面積。在電鍍工藝之前，通過例如向襯底輸送電流來進(jìn)行 測(cè)量。需要電鍍面積來確定電鍍條件。然而，在有些情況下不知道或 不能精確地知道電鍍面積。在本實(shí)施例中，在電鍍工藝之前測(cè)量要形 成鍍膜504的實(shí)際面積(電鍍面積)。這樣，可以精確地確定確定電 鍍條件的電流值。因而，可以在預(yù)定的電鍍時(shí)間內(nèi)精確地獲得具有預(yù) 定膜厚的鍍膜。特別是，在一次電鍍一個(gè)襯底的情況下，可以只通過 設(shè)置電流密度和電鍍時(shí)間對(duì)具有不同電鍍面積的襯底進(jìn)行電鍍，以便 具有預(yù)定膜厚。因而，大大有助于方案的設(shè)置。電鍍面積測(cè)量單元可以包括測(cè)量裝置，用于在電鍍工藝之前光學(xué) 地掃描襯底的表面，從而測(cè)量電鍍面積。例如，在周邊部分密封襯底， 并由襯底固定器在使要電鍍的襯底表面暴露在外的狀態(tài)下可拆卸地 固定襯底。在這種情況下，當(dāng)光學(xué)地掃描襯底的表面時(shí)，可以容易和 快速地測(cè)量電鍍面積。該電鍍?cè)O(shè)備還包括拋光單元322,用于通過化學(xué)機(jī)械拋光(CMP) 或機(jī)械拋光(MP)對(duì)襯底的鍍膜504 (見圖1E)的表面進(jìn)行拋光， 從而調(diào)整鍍膜504的膜厚。該電鍍?cè)O(shè)備包括化學(xué)液供應(yīng)和回收單元324，用于將化學(xué)液輸送 給電鍍槽34和從電鍍槽34回收化學(xué)液。這樣，化學(xué)液供應(yīng)和回收單 元324將化學(xué)液輸送給電鍍槽34并從電鍍槽34回收化學(xué)液。因而， 可以很容易安全地處理不僅對(duì)設(shè)備或單元而且對(duì)人體施加有害影響 的高度腐蝕或有害的化學(xué)液，因?yàn)椴僮髡卟槐亟?jīng)常處理化學(xué)液。將化學(xué)液供應(yīng)和回收單元324構(gòu)成為從按照可替換方式固定的 化學(xué)液容器向電鍍槽34輸送化學(xué)液并從電鍍槽34向化學(xué)液容器回收 化學(xué)液。具體地說，商業(yè)上可獲得的化學(xué)液槽或瓶可以用作化學(xué)液容 器并按照可替換方式固定。這樣，將化學(xué)液從可獲得的化學(xué)液槽或瓶 直接輸送給電鍍槽34并從電鍍槽34向可獲得的化學(xué)液槽或瓶直接回收。26/39頁(yè)當(dāng)在輸送化學(xué)液時(shí)化學(xué)液槽或瓶變空時(shí)，通過通信裝置304將表 示應(yīng)該補(bǔ)充或用添滿的化學(xué)液槽或瓶替換該化學(xué)液槽或瓶的信號(hào)通 知操作者。此時(shí)，中斷化學(xué)液的輸送。在化學(xué)液槽或瓶已經(jīng)被填充或 用添滿的化學(xué)液槽或瓶替換之后，重新開始輸送化學(xué)液。當(dāng)化學(xué)液槽或瓶在回收化學(xué)液時(shí)變滿時(shí)，通過通信裝置304將表 示應(yīng)該用空的化學(xué)液槽或瓶替換該化學(xué)液槽或瓶或者應(yīng)該從化學(xué)液 槽或瓶排放化學(xué)液的信號(hào)通知操作者。此時(shí)，中斷化學(xué)液的回收。在 化學(xué)液槽或瓶己經(jīng)用空的化學(xué)液槽或瓶替換或變空之后，重新開始回 收化學(xué)液。該電鍍?cè)O(shè)備包括電鍍液再生單元326，用于通過活性碳過濾器除 去電鍍液中含有的有機(jī)物質(zhì)，從而再生電鍍液。該電鍍?cè)O(shè)備具有電鍍 液循環(huán)系統(tǒng)(未示出)，用于使電鍍液流過電鍍液再生單元326和電 鍍槽34，其中所述電鍍液再生單元326包括可替換的活性碳過濾器。 利用這種電鍍液循環(huán)系統(tǒng)，電鍍液流過電鍍液再生單元326中的活性 碳過濾器，從而除去電鍍液中作為添加劑的有機(jī)物質(zhì)。這樣，已經(jīng)除 去了添加成分(有機(jī)物質(zhì))的電鍍液可以返回到電鍍槽34。在電鍍工藝期間，例如，諸如有機(jī)成分的添加劑或表面活性劑的 成分比過度地增加超過預(yù)定范圍的電鍍液、或者添加劑或表面活性劑 分解但作為廢物保持在其中的電鍍液可以通過電鍍液再生單元326 進(jìn)行再生，而不用替換電鍍液，從而顯著地減少了用新電鍍液進(jìn)行替 換的成本和工作量。特別是，與電鍍液管理單元302—起使用，將電 鍍液再生到基本上與新的電鍍液相同的程度。該電鍍?cè)O(shè)備包括廢氣處理單元328，用于從電鍍?cè)O(shè)備中產(chǎn)生的氣體或霧氣除去有害成分，并將無(wú)害的氣體通過管道排放到該設(shè)備的外 部。例如，廢氣處理單元328通過利用吸收液的濕處理、利用吸收劑 的干處理、或者通過冷卻的冷凝液化處理除去有害的成分。一般情況下，在電鍍?cè)O(shè)備中產(chǎn)生的氣體或霧氣對(duì)其它設(shè)備或設(shè)施是有害的。從電鍍?cè)O(shè)備引出的排氣管一般連接并接合到總排氣管上。 因而，在電鍍?cè)O(shè)備中還沒有被處理的廢氣可能與來自其它設(shè)備的廢氣 反應(yīng)，從而將對(duì)其它設(shè)備或設(shè)施施加有害影響。在本實(shí)施例中，已經(jīng)通過廢氣處理單元328除去了有害氣體和霧氣的廢氣被引入到總排 氣管中，以便防止對(duì)其它設(shè)備或設(shè)施產(chǎn)生有害影響。這樣，可以減少 對(duì)除去其它設(shè)備或設(shè)施中的有害成分的負(fù)擔(dān)。在利用酸性電鍍液的電鍍工藝與利用含氰電鍍液的電鍍工藝組 合的情況下，電鍍槽應(yīng)該優(yōu)選具有保存酸性電鍍液的第一腔室和保存 含氰電鍍液的第二腔室，其中第一腔室和第二腔室被間隔物隔開。希 望第一腔室包括排放由酸性電鍍液產(chǎn)生的酸性氣體的排氣管，并且第 二腔室包括排放由含氰電鍍液產(chǎn)生的含氰氣體的排氣管。例如，如果在相同電鍍?cè)O(shè)備中執(zhí)行利用酸性電鍍液的電鍍工藝和 利用含氰電鍍液的電鍍工藝，則電鍍液或氣體可能混合從而產(chǎn)生含氰 氣體。為了防止這個(gè)缺陷，以前這些工藝都是在分開的電鍍?cè)O(shè)備中執(zhí) 行的。在本實(shí)施例中，由酸性電鍍液產(chǎn)生的酸性氣體和由含氰電鍍液 產(chǎn)生的含氰氣體可以分開地排放，以便防止電鍍液或氣體混合而產(chǎn)生 含氰氣體。這樣，利用酸性電鍍液的電鍍工藝和利用含氰電鍍液的電 鍍工藝可以連續(xù)地在相同電鍍?cè)O(shè)備中進(jìn)行。含氰電鍍液可以包括金電 鍍液或銀電鍍液。該電鍍?cè)O(shè)備包括廢水再生單元330，用于對(duì)在電鍍工藝中使用過的并從中排放出來的廢水進(jìn)行再生，從而將一部分或所有再生廢水再 用于電鍍工藝，同時(shí)將其余廢水排放到該設(shè)備的外部。電鍍工藝中的清洗工藝需要大量清潔水。具有高清潔度的大量清 潔水和已經(jīng)在電鍍工藝中使用過的廢水的處理對(duì)已有設(shè)施造成大的 負(fù)擔(dān)。在本實(shí)施例中，電鍍?cè)O(shè)備具有完全或部分封閉的系統(tǒng)，該系統(tǒng) 用于對(duì)其中使用過的廢水進(jìn)行再生。這樣，可以減少具有高清潔度的 清潔水的用量和對(duì)該設(shè)施所需的廢水處理的負(fù)擔(dān)?？梢詫U水再生單元構(gòu)成為通過微型過濾、紫外輻射、離子交換、超濾和反滲透中的至 少一種對(duì)廢水進(jìn)行再生。該電鍍?cè)O(shè)備包括化學(xué)液調(diào)節(jié)單元332，用于除去混合在電鍍液中 的金屬雜質(zhì)或有機(jī)雜質(zhì)或者產(chǎn)生的分解產(chǎn)物。該化學(xué)液調(diào)節(jié)單元332 包括電解處理部件、離子交換部件、活性碳處理部件以及凝結(jié)和沉淀 部件中的至少一種。為了保持淀積膜的評(píng)估性能，在電鍍工藝中使用的電鍍液應(yīng)該根 據(jù)混合在電鍍液中的雜質(zhì)水平或積累的分解產(chǎn)物的水平而周期性地 更新。老的電鍍液被廢棄，除了特別的電鍍液如金電鍍液之外，由此 增加了成本和環(huán)境的負(fù)擔(dān)。在本實(shí)施例中，通過化學(xué)液調(diào)節(jié)單元332 可以除去包含在老的電鍍液中的雜質(zhì)和分解產(chǎn)物，以便延長(zhǎng)電鍍液的 更新頻率。這樣，可以減少對(duì)成本和環(huán)境的負(fù)擔(dān)。下面參照?qǐng)D6和7說明使用該電鍍?cè)O(shè)備的凸起電鍍工藝。首先， 在如圖1A所示的襯底表面上淀積籽晶層500作為饋送層。然后，向 籽晶層500的整個(gè)表面上施加抗蝕劑502，以便使其具有例如20至 120拜的高度H。之后，在抗蝕劑502中的預(yù)定位置上形成大約20 至200,的直徑D的開口 502a。具有這個(gè)開口 502a的襯底以將要 電鍍的襯底的表面面向上的狀態(tài)容納在襯底盒10中。將襯底盒10裝 載在盒臺(tái)12上。襯底傳送裝置22從盒臺(tái)12上的襯底盒10中取出一個(gè)襯底并將 其放在對(duì)準(zhǔn)器14上，以便在預(yù)定方向?qū)?zhǔn)襯底的取向平面或凹口。 由對(duì)準(zhǔn)器14對(duì)準(zhǔn)的襯底被轉(zhuǎn)移到灰化單元300，以便通過灰化處理 給襯底表面上的抗蝕劑502提供親水性。然后，通過襯底傳送裝置 22將灰化處理之后的襯底轉(zhuǎn)移到襯底裝載/卸載單元20。儲(chǔ)存在儲(chǔ)料器24中的兩個(gè)襯底固定器18由襯底固定器傳送裝置 40的傳送器42升高并轉(zhuǎn)移到襯底裝載/卸載單元20。襯底固定器18 在襯底固定器傳送裝置40上方旋轉(zhuǎn)90度，以便水平地定位。然后襯底固定器18下降從而將兩個(gè)襯底固定器18同時(shí)放置在襯底裝載/卸載單元20中的裝載板52上。此時(shí)，激勵(lì)液壓缸，從而打開設(shè)置在襯底裝載/卸載單元20的中心部分附近的襯底固定器18的可移動(dòng)支撐部件58。
襯底傳送裝置22將襯底轉(zhuǎn)移并將其插入到襯底固定器18中。然后，按照反向方式激勵(lì)液壓缸，從而關(guān)閉可移動(dòng)支撐部件58。之后，通過鎖定/開鎖機(jī)構(gòu)鎖定可移動(dòng)支撐部件58。在已經(jīng)將襯底裝載到一個(gè)襯底固定器18中之后，裝載板52水平地滑動(dòng)，以便將另一個(gè)襯底固定器18設(shè)置在襯底裝載/卸載單元20的中心位置上。按照與上述相同的方式將另一個(gè)襯底裝載到另一個(gè)襯底固定器18中，然后將裝載板52返回到原始位置。
在襯底固定器18中，要電鍍的襯底表面通過襯底固定器18的開口暴露出來。通過密封墊(未示出)在其周邊部分密封襯底，以便防止電鍍液進(jìn)入襯底的周邊部分。襯底在不與電鍍液接觸的部分上電連接到多個(gè)電接觸上。襯底固定器18的手柄76電連接到這些電接觸上。手柄76連接到電源，以便向襯底的籽晶層500輸送電功率。
然后，由襯底固定器傳送裝置40的傳送器42同時(shí)保持和升高各具有裝載的襯底的兩個(gè)襯底固定器18。將襯底固定器18轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)料器24并在儲(chǔ)料器24的上方旋轉(zhuǎn)90度，以便垂直定位。然后，襯底固定器18下降，從而襯底固定器18按照懸掛方式固定在儲(chǔ)料器24中并由此暫時(shí)被接收在儲(chǔ)料器24中。襯底傳送裝置22、襯底裝載/卸載單元20和襯底固定器傳送裝置40的傳送器42重復(fù)上述處理，以便將襯底裝載到已經(jīng)被儲(chǔ)存在儲(chǔ)料器24中的襯底固定器18中并按照懸掛方式在儲(chǔ)料器24中的預(yù)定位置上固定(臨時(shí)接收)襯底固定器18。
襯底固定器18具有用于檢測(cè)襯底和電接觸之間的接觸狀態(tài)的傳感器。當(dāng)該傳感器檢測(cè)到襯底沒有充分地與電接觸保持接觸時(shí)，它向控制器(未示出)輸出表示不充分接觸的信號(hào)。
襯底固定器傳送裝置40的傳送器44保存臨時(shí)接收在儲(chǔ)料器24中的兩個(gè)襯底固定器18。這兩個(gè)襯底固定器18被傳送器44升高并轉(zhuǎn)移到預(yù)潤(rùn)濕槽26。然后，兩個(gè)襯底固定器18下降并浸在保存在預(yù)潤(rùn)濕槽26中的純水中，從而用純水潤(rùn)濕襯底的表面，用于給襯底表面提供親水性。任何液體都可用作預(yù)潤(rùn)濕槽26中的預(yù)潤(rùn)濕液體，只要它能潤(rùn)濕襯底表面并能用液體替換籽晶層的開口中的空氣泡以便改進(jìn)襯底表面的親水性即可。如上所述，該電鍍?cè)O(shè)備可以具有各種預(yù)潤(rùn)濕部分，以便在預(yù)潤(rùn)濕部分中連續(xù)地進(jìn)行兩種或更多種預(yù)潤(rùn)濕處理。在這種情況下，該電鍍?cè)O(shè)備可以實(shí)現(xiàn)各種類型的處理。
如果由設(shè)置在襯底固定器18中的傳感器檢測(cè)到襯底與電接觸不充分地接觸，則具有裝載在其中的襯底的襯底固定器18暫時(shí)被接收在儲(chǔ)料器24中。這樣，在將襯底裝載到襯底固定器18中時(shí)，即使襯底沒有充分地與電接觸保持接觸，也可以連續(xù)進(jìn)行電鍍工藝而不用中斷電鍍?cè)O(shè)備的操作。盡管沒有對(duì)沒有充分地與電接觸保持接觸的襯底進(jìn)行電鍍，但是可以在返回襯底盒之后從襯底盒中除去沒有電鍍的襯底。
然后，具有襯底的襯底固定器18按照與上述相同的方式被轉(zhuǎn)移到預(yù)浸泡槽28。將襯底浸在保存在預(yù)浸泡槽28中的諸如硫酸或鹽酸溶液的處理液中，從而蝕刻形成在籽晶層500的表面上的具有高電阻的氧化物膜，以便露出潔凈的金屬表面作為預(yù)處理工藝。將如此預(yù)處理的襯底轉(zhuǎn)移到電鍍面積測(cè)量單元320，以便測(cè)量要形成鍍膜504的實(shí)際面積。該測(cè)量例如通過向襯底的籽晶層500輸送電流來進(jìn)行。然后，將具有襯底的襯底固定器18轉(zhuǎn)移到清洗槽30a，在那里用保存在清洗槽30a中的純水清洗襯底的表面。
將具有被清洗過的襯底的襯底固定器18傳送到保存電鍍液的電鍍槽34并按照懸掛方式固定在每個(gè)電鍍單元38中。襯底固定器傳送裝置40的傳送器44重復(fù)上述處理，以便將具有襯底的襯底固定器 18傳送到電鍍槽34中的電鍍單元38并將襯底固定器18按照懸掛方 式固定在預(yù)定位置上。已經(jīng)將所有襯底固定器18按照懸掛方式固定 之后，在陽(yáng)極200和襯底的籽晶層500之間施加電鍍電壓，同時(shí)電鍍 液溢出到溢出槽36中。同時(shí)，通過葉片驅(qū)動(dòng)單元使電鍍單元38 中的葉片202平行于襯底表面往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這樣，對(duì)襯底的表面進(jìn)行電 鍍。此時(shí)，襯底固定器18按照懸掛方式以手柄76支撐在電鍍單元 38的上部。從電鍍電源通過手柄支撐部分、手柄76、和電接觸向襯 底的籽晶層500輸送電功率。
在已經(jīng)完成電鍍工藝之后，停止從電鍍電源施加電鍍電壓、輸送 電鍍液和葉片的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。具有被電鍍過的襯底的兩個(gè)襯底固定器 18同時(shí)由襯底固定器傳送裝置40的傳送器44固定并轉(zhuǎn)移到清洗槽 30b。將襯底固定器18浸在保存在清洗槽30b中的純水中，以便用純 水清洗襯底表面。將具有襯底的襯底固定器18轉(zhuǎn)移到中和單元(中 和槽)314并浸入到中和處理液中，從而進(jìn)行中和處理。在中和處理 之后用純水清洗襯底和襯底固定器18。然后，將具有襯底的襯底固 定器18傳送到鼓風(fēng)箱32，從而通過吹空氣而除去附著在襯底固定器 18和襯底上的水滴，以便干燥襯底固定器18和襯底。將具有被干燥 的襯底的襯底固定器18返回到儲(chǔ)料器24并按照懸掛方式固定在預(yù)定 位置上。
^f底固定器傳送裝置40的傳送器44重復(fù)上述處理，以便將具有 電鍍過的襯底的襯底固定器18返回到儲(chǔ)料器24并按照懸掛方式將襯 底固定器18固定在預(yù)定位置上。
通過襯底固定器傳送裝置40的傳送器42將已經(jīng)返回到儲(chǔ)料器 24的具有電鍍過的襯底的兩個(gè)襯底固定器18同時(shí)保持并放置在襯底 裝載/卸載單元20的裝載板52上。此時(shí)，由于通過設(shè)置在襯底固定 器18中的傳感器檢測(cè)固定在襯底固定器18中的襯底沒有充分地與電
33接觸保持接觸而被臨時(shí)接收在儲(chǔ)料器24中的襯底固定器18被傳送并 放置在襯底裝載/卸載單元20的裝載板52上。
然后，通過鎖定/開鎖機(jī)構(gòu)打開設(shè)置在襯底裝載/卸載單元20的中 心部分上的襯底固定器18的可移動(dòng)支撐部件58。激勵(lì)液壓缸以便打 開可移動(dòng)支撐部件58。在這種狀態(tài)下，通過襯底傳送裝置22將襯底 固定器18中的電鍍襯底被取出并傳送到清洗和干燥裝置16。在清洗 和干燥裝置16中，清洗襯底并以高速旋轉(zhuǎn)，從而甩干襯底。然后， 裝載板52水平滑動(dòng)。利用與上述相同的方式清洗和干燥由另一個(gè)襯 底固定器18固定的襯底。
在裝載板52返回到原始位置之后，從其上卸下襯底的兩個(gè)襯底 固定器18同時(shí)由襯底固定器傳送裝置40的傳送器42固定并返回到 儲(chǔ)料器24中的預(yù)定位置。然后，通過襯底固定器傳送裝置40的傳送 器42將己經(jīng)返回到儲(chǔ)料器24的具有電鍍襯底的兩個(gè)襯底固定器18 同時(shí)固定并放置在襯底裝載/卸載單元20的裝載板52上。這樣，重 復(fù)上述處理。從已經(jīng)返回到儲(chǔ)料器24的具有電鍍襯底的襯底固定器 18上卸下所有襯底并進(jìn)行清洗和千燥。這樣，如圖1B所示，可以獲 得具有鍍膜504的襯底W，所述鍍膜504生長(zhǎng)在形成在抗蝕劑502 中的開口 502a中。
接下來，將清洗和干燥過的襯底傳送到視覺檢測(cè)單元316，以便 檢測(cè)形成在襯底表面上的鍍膜504的外觀。將檢測(cè)過的襯底傳送到抗 蝕劑剝離單元306，在那里將襯底浸在溫度例如為50至60°C的諸如 丙酮的溶劑中，從而剝離和除去襯底上的抗蝕劑502，如圖1C所示。 然后，清洗和干燥已經(jīng)除去抗蝕劑502的襯底。
將清洗過的襯底轉(zhuǎn)移到膜厚測(cè)量單元318，從而測(cè)量鍍膜504的 膜厚分布。將測(cè)量過的襯底傳送到籽晶層除去單元308，在那里在電 鍍工藝之后除去露出的籽晶層500的不需要的部分。然后，清洗和干 燥除去了籽晶層500的不需要的部分的襯底。將襯底傳送到包括例如擴(kuò)散爐的回流單元312，以便對(duì)鍍膜504 進(jìn)行回流，從而形成凸起506，這些凸起由于如圖IE所示的表面張 力而形成圓形?；蛘?，可以將襯底傳送到退火單元310，以便在IO(TC 或更高的溫度下對(duì)襯底進(jìn)行退火，以便除去凸起506中的殘余應(yīng)力。 然后，清洗和干燥回流或退火過的襯底。
將清洗過的襯底傳送到拋光單元322，以便對(duì)凸起506的表面進(jìn) 行拋光(或鍍膜504)，從而調(diào)節(jié)襯底的膜厚。清洗和干燥拋光過的 襯底。然后，將襯底返回或卸到襯底盒10中。因此，完成了一系列 工藝。
在本實(shí)施例中，襯底傳送裝置22具有干手柄和濕手柄。濕手柄 只在從襯底固定器18取出電鍍襯底時(shí)使用。除了在從襯底固定器18 取出電鍍襯底時(shí)以外，使用干手柄。由于襯底固定器18密封襯底的 后表面從而襯底的后表面不與電鍍液接觸，所以不必使用濕手柄來操 縱襯底。然而，由于干手柄和濕手柄分開使用，因此即使由于沖洗水 的流動(dòng)或不充分的密封而使電鍍液污染了襯底，這種污染也不會(huì)使另
一襯底的后表面被污染。
由多層電鍍形成的凸起包括Ni-Cu-焊料、Cu-Au-焊料、Cu-Ni焊 料、Cu-Ni-Au、 Cu-Sn、 Cu-Pd、 Cu-Ni-Pd-Au、 Cu-Ni-Pd、 Ni-焊料、 Ni-Au等。焊料可以包括高熔點(diǎn)焊料或共熔焊料?；蛘?，凸起可以通 過Sn-Ag多層電鍍或Sn-Ag-Cu多層電鍍形成并對(duì)其進(jìn)行回流從而使 多層形成合金。由于這種工藝不使用Pb，與常規(guī)Sn-Pb焊料不同， 因此可以消除由鉛引起的環(huán)境問題。
如上所述，當(dāng)將容納襯底的襯底盒裝載在盒臺(tái)上之后操作該設(shè)備 時(shí)，本實(shí)施例的電鍍?cè)O(shè)備可以自動(dòng)地在襯底上進(jìn)行浸漬型電鍍工藝并 在襯底表面上形成適于凸起的電鍍金屬膜。
在本實(shí)施例中，在通過襯底固定器按照密封方式以周邊部分和后 表面固定襯底的同時(shí)，將襯底與襯底固定器一起傳送用于各個(gè)處理。然而，襯底可以在具有齒軌的襯底傳送裝置中被接收和傳送。在這種
情況下，熱氧化層(Si氧化物層)、粘合劑帶膜等可以施加在襯底的
后表面上，以便防止襯底的后表面被電鍍。
在本實(shí)施例中，浸漬型電鍍工藝可以自動(dòng)地進(jìn)行，以便在襯底上 形成凸起。然而，其中向上噴射電鍍液的噴射型或杯型電鍍工藝可以 自動(dòng)地進(jìn)行，以便在襯底上形成凸起。在以下實(shí)施例中也是這樣的。
圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電鍍?cè)O(shè)備的示意平面圖。如 圖8所示，該電鍍?cè)O(shè)備具有用于裝載和卸載其中容納諸如半導(dǎo)體晶 片的襯底的盒400的裝載/卸載部件402;用于儲(chǔ)存與要電鍍的襯底的 尺寸相對(duì)應(yīng)的多種類型工具(襯底固定器)的工具儲(chǔ)料器404;用于 將襯底與固定襯底的工具一起傳送的傳送裝置406;以及電鍍部件 408。
裝載/卸載部件402具有設(shè)置在其上安裝盒400的盒固定部分處 的傳感器410。傳感器410檢測(cè)被接收在盒固定部分上的盒400中的 襯底的尺寸。此外，裝載/卸載部件402具有設(shè)置在工具儲(chǔ)料器404 附近的襯底裝載/卸載單元412，用于將襯底裝載到工具上和從工具卸 載襯底。通過傳送自動(dòng)機(jī)(未示出)將襯底從盒400傳送到襯底裝載 /卸載單元412。
工具儲(chǔ)料器404儲(chǔ)存與要電鍍的襯底的尺寸相對(duì)應(yīng)的多種類型 工具(襯底固定器)。工具包括具有與如圖3所示的結(jié)構(gòu)基本上相同 的結(jié)構(gòu)的襯底固定器，其具有與如圖3所示的形狀相同的形狀但是可 以可拆卸地固定具有例如200mm或300mm的直徑的襯底。
電鍍部件408包括多種類型的電鍍槽，用以進(jìn)行各種電鍍處理。 在本實(shí)施例中，電鍍槽包括用于進(jìn)行銅鍍工藝的銅電鍍槽414a、用 于進(jìn)行鎳鍍工藝的鎳電鍍槽414b、以及用于進(jìn)行金鍍工藝的金電鍍 槽414c。通過傳送裝置406依次將襯底傳送到電鍍槽414a、 414b和 414c。這樣，各種電鍍工藝可依次進(jìn)行以便形成具有Cu-Ni-Au多層的凸起。該電鍍槽不限于上述的電鍍槽。
在本實(shí)施例中，電鍍部件408具有單個(gè)電鍍電源416。電源416 選擇性地通過襯底與電鍍槽的陽(yáng)極之間的開關(guān)418輸送電功率，其中 襯底浸在所述電鍍槽中，從而該襯底依次地在銅電鍍槽414a、鎳電 鍍槽414b和金電鍍槽414c中被電鍍。該電鍍?cè)O(shè)備可以包括傳感器(未 示出)，用于檢測(cè)襯底被浸在所述多個(gè)電鍍槽的電鍍液中的時(shí)間。在 這種情況下，開關(guān)418根據(jù)來自傳感器的信號(hào)切換電源416。
這樣，使用單個(gè)電鍍電源408可以減少電鍍電源的數(shù)量。相應(yīng)地， 可以使該電鍍?cè)O(shè)備在尺寸上很緊湊。此外，當(dāng)在電鍍電源中出現(xiàn)故障 時(shí)，可以在對(duì)襯底進(jìn)行電鍍之前或在對(duì)襯底進(jìn)行電鍍的同時(shí)中斷電鍍 工藝。因而，不必丟棄該襯底，并且該襯底可以通過己經(jīng)維修好的電 鍍電源進(jìn)行電鍍。
下面說明在該電鍍?cè)O(shè)備中進(jìn)行的電鍍工藝。首先，在襯底的表面 上淀積籽晶層500，如圖1A所示。然后，將抗蝕劑502施加在籽晶 層500的整個(gè)表面上。之后，在抗蝕劑502中的預(yù)定位置上形成幵口 502a。將具有這種開口 502a的襯底安裝在盒400中。將盒400引入 到裝載/卸載部件402中并裝載在裝載/卸載部件402的盒固定部分上。 此時(shí)，設(shè)置在盒固定部分上的傳感器410檢測(cè)容納在盒400中的襯底 的尺寸并將信號(hào)發(fā)送給控制器(未示出)。
控制器將信號(hào)發(fā)送給傳送裝置406，該傳送裝置406選擇具有適 合于容納在被引入到裝載/卸載部件402中的盒400中的襯底的尺寸 的工具，從工具儲(chǔ)料器404取出該工具，并將該工具傳送到襯底裝載 /卸載單元412。通過傳送自動(dòng)機(jī)(未示出)從盒400取出襯底并將其 傳送到襯底裝載/卸載單元412。通過該工具將該襯底固定在襯底裝載 /卸載單元412中。
傳送裝置406將襯底與工具一起固定并在襯底表面上進(jìn)行所需 的諸如預(yù)處理的工藝。然后，傳送裝置406將襯底傳送到銅電鍍槽414a并將該襯底浸在銅電鍍槽414a的電鍍液中，從而在籽晶層500 的表面上形成電鍍銅膜。傳送裝置406將襯底與該工具一起傳送到鎳 電鍍槽414b，并將襯底浸在鎳電鍍槽414b的電鍍液中，從而在電鍍 銅膜的表面上形成電鍍鎳膜。傳送裝置406將襯底與該工具一起傳送 到金電鍍槽414c，并將襯底浸在金電鍍槽414c的電鍍液中，從而在 電鍍鎳膜的表面上形成電鍍金膜。這樣，在襯底表面上形成Qi-M-Au 合金的凸起。其上形成凸起的襯底從襯底裝載/卸載單元412返回到 盒400。與第一實(shí)施例一樣，在這些電鍍工藝之間或這些電鍍工藝之 后進(jìn)行所需工藝，例如清洗。
如果將該電鍍?cè)O(shè)備設(shè)計(jì)成對(duì)應(yīng)要電鍍的襯底的尺寸，則需要多個(gè) 電鍍?cè)O(shè)備對(duì)應(yīng)各個(gè)尺寸的襯底。因而，在清洗室中需要用于安裝和諸 如電源的工具的大空間。根據(jù)本實(shí)施例，單個(gè)電鍍?cè)O(shè)備可以在具有不 同尺寸的襯底上進(jìn)行電鍍工藝，從而可以減少昂貴的清洗室中所需的 空間、所需能量和所需成本，同時(shí)可以電鍍具有不同尺寸的襯底。
圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電鍍?cè)O(shè)備的示意平面圖。如 圖9所示，該電鍍?cè)O(shè)備具有 一個(gè)或多個(gè)盒臺(tái)610，每個(gè)盒臺(tái)用于裝 載和卸載容納諸如半導(dǎo)體晶片的襯底的襯底盒；兩個(gè)清洗單元612;
兩個(gè)預(yù)處理單元614;兩個(gè)電鍍單元616;兩個(gè)抗蝕劑剝離單元618;
兩個(gè)蝕刻單元620;以及兩個(gè)回流單元622。在所示例子中，該電鍍 設(shè)備具有三個(gè)盒臺(tái)610。清洗單元612、預(yù)處理單元614、電鍍單元 616、抗蝕劑剝離單元618、蝕刻單元620、和回流單元622彼此是獨(dú) 立的。如圖9所示，這些單元彼此完整地結(jié)合，從而形成各包括不同 類型單元的兩條線。
該電鍍?cè)O(shè)備還具有設(shè)置在盒臺(tái)610和清洗單元612之間的第一 傳送自動(dòng)機(jī)624，用于在盒臺(tái)610和清洗單元612之間傳送襯底；以 及設(shè)置在這兩個(gè)單元線之間的第二傳送自動(dòng)機(jī)626，用于在這些單元 之間傳送襯底。第二傳送自動(dòng)機(jī)626可沿著單元線移動(dòng)。例如，清洗單元612可以將襯底浸在純水中，以便使襯底表面與 純水接觸，從而清洗(或漂洗)襯底，然后甩干襯底。例如，可以將 預(yù)處理單元614構(gòu)成為將襯底浸在諸如硫酸或鹽酸溶液的處理液中， 以便蝕刻形成在襯底表面上的具有高電阻的氧化物膜，從而露出潔凈 的金屬表面?；蛘撸A(yù)處理單元614可以將構(gòu)成電鍍液一部分的預(yù)處 理液(預(yù)浸漬溶液)均勻地施加到襯底的表面上，從而電鍍液更有希 望地附著在襯底表面上。
例如，電鍍電源616可以在形成在襯底表面中的開口上進(jìn)行電鍍 工藝。例如，可以將抗蝕劑剝離單元618構(gòu)成為剝離和除去留在襯底 表面上的抗蝕劑膜。例如，蝕刻單元620可蝕刻和除去籽晶層不需要 的部分，其是形成在襯底表面上的凸起以外的籽晶層。例如，可以將 回流單元622構(gòu)成為加熱和回流襯底，從而熔化鍍膜并在襯底表面上 形成半球形凸起。
下面將說明在該電鍍?cè)O(shè)備中進(jìn)行的電鍍工藝。首先，通過濺射或 汽相淀積在襯底表面上淀積籽晶層500作為饋送層，如圖1A所示。 然后，將抗蝕劑502施加在籽晶層500的整個(gè)表面上，以便具有例如 20至120jLim的高度H。之后，在抗蝕劑502中的預(yù)定位置上形成大 約20至大約200^im的直徑D的開口 502a。將具有這種開口 502a的 襯底容納在襯底盒中。將該襯底盒裝載在盒臺(tái)610上。
第一傳送自動(dòng)機(jī)624從盒臺(tái)610上的襯底盒取出一個(gè)襯底并將其 傳送到清洗單元612中的一個(gè)，以便用純水清洗襯底的表面。通過第 二傳送自動(dòng)機(jī)626將清洗過的襯底傳送到預(yù)處理單元614中的一個(gè)， 從而在襯底上進(jìn)行預(yù)處理工藝。在預(yù)處理單元614中，將襯底浸在諸 如硫酸或鹽酸溶液的處理液中，或者將構(gòu)成一部分電鍍液的預(yù)處理液 (預(yù)浸漬型溶液)均勻地施加在襯底表面上。
根據(jù)需要，用清洗單元612之一清洗預(yù)處理過的襯底。然后，通 過第二傳送自動(dòng)機(jī)626將該襯底傳送到電鍍單元616中的一個(gè)，從而在襯底表面上執(zhí)行電鍍工藝。這樣，如圖1B所示，可以獲得具有生 長(zhǎng)在形成在抗蝕劑502中的開口 502a中的鍍膜504的襯底W。
根據(jù)需要，用清洗單元612之一清洗電鍍襯底W。然后，通過 第二傳送自動(dòng)機(jī)626將襯底傳送到抗蝕劑剝離單元618中的一個(gè)，從 而將襯底浸在溫度例如為50至6(TC的諸如丙酮的溶劑中，從而剝離 和除去抗蝕劑502，如圖1C所示。
根據(jù)需要對(duì)已經(jīng)除去了抗蝕劑502的襯底進(jìn)行清洗。然后，通過 第二傳送自動(dòng)機(jī)626將襯底傳送到蝕刻單元620中的一個(gè)，從而蝕刻 和除去在電鍍工藝之后露出的籽晶層500的不需要的部分，如圖1D 所示。
根據(jù)需要，利用清洗單元612之一清洗被蝕刻過的襯底。然后， 通過第二傳送自動(dòng)機(jī)626將該襯底傳送到回流單元622中的一個(gè)，從 而加熱和回流襯底的鍍膜504，以便形成由于表面張力而呈圓形的凸 起，如圖1E所示。此外，在IO(TC或更高的溫度下對(duì)襯底進(jìn)行退火， 以便除去凸起506中的殘余應(yīng)力。
通過第二傳送自動(dòng)機(jī)626將回流過的襯底傳送到清洗單元612中
的一個(gè)。在清洗單元612中，用純水清洗襯底并甩干。通過第一傳送 自動(dòng)機(jī)624將甩干后的襯底返回到安裝在盒臺(tái)610上的襯底盒。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，可以連續(xù)地進(jìn)行包括電鍍工藝的凸起 形成工藝，以便減少了用于該設(shè)備的空間。由于電鍍?cè)O(shè)備包括用于進(jìn) 行各種處理的獨(dú)立單元，因此該電鍍?cè)O(shè)備可以靈活地實(shí)現(xiàn)所希望的電 鍍工藝。
盡管已經(jīng)詳細(xì)地顯示和說明了本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理 解的是，在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變和 修改。
40工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明適合于用在電鍍?cè)O(shè)備中，該電鍍?cè)O(shè)備用于利用抗蝕劑作為 掩模在半導(dǎo)體晶片的表面上形成凸起(突出電極)，所述凸起提供與
封裝的電極或半導(dǎo)體芯片的電連接。
權(quán)利要求
1、一種電鍍?cè)O(shè)備，包括電鍍單元，將其構(gòu)成為在襯底表面上形成鍍膜同時(shí)在形成在所述襯底上的籽晶層的表面上施加抗蝕劑作為掩模；抗蝕劑剝離單元，將其構(gòu)成為從所述籽晶層的所述表面上剝離和除去所述抗蝕劑；以及蝕刻單元，將其構(gòu)成為除去形成在所述襯底的所述表面上的所述籽晶層的不需要的部分，其中所述電鍍單元、所述抗蝕劑剝離單元和所述蝕刻單元彼此結(jié)合成一體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電鍍?cè)O(shè)備，還包括構(gòu)成為清洗所述襯底的清洗單元；以及 構(gòu)成為在電鍍之前進(jìn)行預(yù)處理工藝的預(yù)處理單元。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍?cè)O(shè)備，還包括回流單元，將其構(gòu) 成為對(duì)形成在所述襯底的所述表面上的所述鍍膜進(jìn)行回流。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電鍍?cè)O(shè)備，其中所述鍍膜形成凸起。
全文摘要
一種電鍍?cè)O(shè)備具有灰化單元(300)，將其構(gòu)成為在施加于形成在襯底(W)上的籽晶層(500)的表面上的抗蝕劑(502)上進(jìn)行灰化處理；以及預(yù)潤(rùn)濕部件(26)，將其構(gòu)成為在灰化處理之后為襯底表面提供親水性。該電鍍?cè)O(shè)備包括預(yù)浸泡部件(28)，將其構(gòu)成為使襯底表面與處理液接觸，從而清洗或激活形成在襯底上的籽晶層的表面。該電鍍?cè)O(shè)備還包括電鍍單元(34)，將其構(gòu)成為將襯底表面浸在電鍍槽中的電鍍液中，同時(shí)使用抗蝕劑作為掩模，以便在形成在襯底上的籽晶層的表面上形成鍍膜(504)。
文檔編號(hào)C25D7/12GK101504911SQ20091000436
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2004年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月27日
發(fā)明者關(guān)本雅彥, 南吉夫, 吉岡潤(rùn)一郎, 堀江邦明, 齋藤信利, 斯蒂芬·斯特勞塞爾, 栗山文夫, 竹村隆, 遠(yuǎn)藤泰彥, 鴨田憲二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社荏原制作所