專利名稱：電鍍設(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設(shè)備和電鍍方法，尤其涉及一種用于當(dāng)光刻膠用作掩模時在半導(dǎo)體晶片的表面上形成凸起(突出電極)的電鍍設(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，在帶式自動鍵合(TAB)或倒裝法中，已經(jīng)廣泛地實行在半導(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間距的方向發(fā)展的趨勢，電鍍工藝更頻繁地被采用，因為電鍍工藝可以實現(xiàn)更精細的處理并具有相對穩(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作為饋送層(feeding layer)。然后，將光刻膠502施加到籽晶層500的整個表面上，以便使其具有例如20至120μm的高度H。此后，在光刻膠502的表面上進行曝光和顯影，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200μm的開口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中形成和生長鍍膜504。如圖1C所示，將光刻膠502從襯底W的表面剝?nèi)ズ统ァＨ缓?，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，并且可以減少電鍍設(shè)備的軌跡(footprint)。此外，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為適合于凸起形成工藝，該凸起填充相對大的孔和需要相當(dāng)長的時間來完成電鍍工藝。
當(dāng)在抗蝕劑中的開口中形成鍍膜從而在諸如半導(dǎo)體晶片的襯底的表面上形成凸起時，由于抗蝕劑一般由具有低可濕性的憎水性性材料制成，因此電鍍液不太可能進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?br> 為了防止這種電鍍?nèi)毕?，可以向電鍍液中添加表面活性劑，從而降低電鍍液的表面張力，以便很容易地將電鍍液引入到抗蝕劑的開口中。然而，當(dāng)降低電鍍液的表面張力時，在電鍍液循環(huán)時可能在電鍍液中產(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，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物質(zhì)的量。這樣，表面活性劑可能有害地影響鍍膜的性能。
利用使用浸漬型電鍍工藝的常規(guī)電鍍設(shè)備，可能從抗蝕劑的開口釋放空氣泡。這種電鍍設(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)電鍍設(shè)備，難以使從裝載襯底到電鍍工藝之后卸載襯底的整個電鍍工藝自動化。
此外，用于凸起形成的常規(guī)電鍍設(shè)備一般具有用于進行電鍍工藝的電鍍部件；用于進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)移自動機。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襯底。然后，在襯底上的抗蝕劑的開口中淀積和生長作為凸起材料的金屬，例如Au或Cu。之后，對襯底進行后處理工藝，例如清洗和烘干處理，并返回到襯底盒。
已經(jīng)利用電鍍設(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，從襯底的表面除去籽晶層的不需要的部分。
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)電鍍設(shè)備被設(shè)計成執(zhí)行直到電鍍工藝為止的工藝，而不進行電鍍工藝之后的工藝。相應(yīng)地，用于凸起形成的常規(guī)電鍍設(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)電鍍設(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設(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下實現(xiàn)電鍍工藝。
本發(fā)明的第二目的是提供一種電鍍設(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設(shè)備，該電鍍設(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，提供一種電鍍設(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行灰化處理；以及預(yù)潤濕部件，將其構(gòu)成為在灰化處理之后為襯底表面提供親水性。該電鍍設(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。該電鍍設(shè)備還包括電鍍單元，將其構(gòu)成為使襯底表面進到電鍍槽中的電鍍液中，同時抗蝕劑用作掩模，以便在形成在襯底上的籽晶層的表面上形成鍍膜。
當(dāng)電鍍襯底同時抗蝕劑用作掩模時，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?，例如不充分電鍍。灰化單元在電鍍工藝之前在施加于襯底表面上的抗蝕劑上執(zhí)行灰化處理。灰化處理可以使抗蝕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)潤濕部件中在襯底表面上進行親水性處理，從而用水代替形成在抗蝕劑中的開口中的氣體，并進一步用電鍍液代替水。這樣，可以防止電鍍?nèi)毕荩绮怀浞蛛婂儭?br> 可以將灰化單元構(gòu)成為對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、紫外線和遠紫外線的高能光或電磁波時，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物質(zhì)，例如抗蝕劑殘余物。從抗蝕劑中的有機物質(zhì)提取氫，或者切開抗蝕劑502中的有機物質(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)置在電鍍設(shè)備的框架內(nèi)部或外部。
預(yù)潤濕部件可以包括被構(gòu)成為將襯底浸在純水中的預(yù)潤濕槽，或者被構(gòu)成為通過噴射器向襯底表面噴射純水的預(yù)潤濕器件。預(yù)潤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)潤濕部件可以包括具有不同功能的多個預(yù)潤濕部分。例如，電鍍設(shè)備可以包括采用脫氣水的浸漬型預(yù)潤濕部分、噴射型預(yù)潤濕部件等。在這種情況下，可以根據(jù)規(guī)定方案選擇合適的預(yù)潤濕部分。利用這種設(shè)置，可以消除由于預(yù)潤濕部件的類型而造成的對工藝的限制，并且該電鍍設(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，該處理液包括臭氧水、酸性溶液、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、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，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行電解處理。
電鍍單元可以包括設(shè)置在電鍍液中的陽極和可用來測量陽極重量的陽極重量測量器件。陽極重量測量器件可以包括負載單元。利用這種設(shè)置，與迄今在輸送給陽極的電流量的基礎(chǔ)上間接估計陽極重量的情況相比，可以更精確地測量陽極的消耗。因此，可以精確地確定應(yīng)該替換陽極的時間。即使在電鍍工藝期間也可以測量陽極的重量。這樣，甚至在連續(xù)電鍍工藝期間，也可以精確地確定應(yīng)該替換陽極的時間。因而，可以預(yù)見性地操作電鍍設(shè)備。
電鍍槽可以包括設(shè)置在電鍍液中的陽極、設(shè)置在電鍍槽中的虛擬(dummy)陽極、以及單個電源，將該電源構(gòu)成為選擇性地向用于實際電鍍工藝的陽極和向用于虛擬電鍍工藝的虛擬陽極施加電壓。一般情況下，在電鍍工藝期間不使用在替換電鍍液時用于虛擬電鍍的電源。這樣，用于虛擬電鍍的電源不能長時間使用并且提供這個電源是很不經(jīng)濟的。利用上述設(shè)置，可以切換單個電源，以便進行虛擬電鍍工藝和實際電鍍工藝。這樣，可以取消用于虛擬電鍍的獨立電源，并且可以減少電源的數(shù)量?？梢詫蝹€電源構(gòu)成為自動地切換電壓的施加，以便在完成了虛擬電鍍工藝之后進行實際電鍍工藝。
該電鍍設(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地進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)置在電鍍設(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行的分析的基礎(chǔ)上的反饋控制、評估包括電鍍時間或電鍍的襯底數(shù)量的擾動的前饋控制、或者反饋控制和前饋控制的組合將相對于預(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)。
該電鍍設(shè)備可以包括被構(gòu)成為通過使用計算機的通信網(wǎng)絡(luò)進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算機的通信網(wǎng)絡(luò)傳輸給適當(dāng)?shù)膯卧蚱骷＿@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，從而實現(xiàn)全自動的電鍍工藝。通信器件可以設(shè)置在電鍍設(shè)備的框架的內(nèi)部或外部。
該電鍍設(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?？刮g劑剝離單元可以設(shè)置在電鍍設(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抗蝕劑剝離單元剝離襯底上的抗蝕劑。剝離抗蝕劑之后的襯底可以返回到襯底盒。
該電鍍設(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)置在電鍍設(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。
該電鍍設(shè)備可以包括被構(gòu)成為對形成在襯底表面上的鍍膜進行退火的退火單元。該退火單元可以設(shè)置在電鍍設(shè)備的框架的內(nèi)部或外部。
該電鍍設(shè)備可以包括被構(gòu)成為對形成在襯底表面上的鍍膜進行回流的回流單元。該回流單元可以設(shè)置在電鍍設(shè)備的框架的內(nèi)部或外部。
該電鍍設(shè)備可以包括被構(gòu)成為在襯底表面上進行中和處理的中和單元。在已經(jīng)對襯底進行電鍍和清洗之后，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行中和處理，因此可以消除來自酸或堿的對在電鍍工藝之后進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)置在電鍍設(shè)備的框架的內(nèi)部或外部。
該電鍍設(shè)備可以包括被構(gòu)成為檢測形成在襯底表面上的鍍膜的外觀的視覺檢測單元。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、襯底和電鍍設(shè)備的不正常。如果當(dāng)產(chǎn)生有缺陷的襯底時繼續(xù)進行電鍍工藝而不停止電鍍設(shè)備，則有缺陷的襯底的數(shù)量將增加。視覺檢測單元對鍍膜進行視覺檢測并在鍍膜具有有缺陷的外觀時通知操作者。此時，停止該電鍍設(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。視覺檢測單元可以設(shè)置在電鍍設(shè)備的框架的內(nèi)部或外部?？梢詫⒁曈X檢測單元構(gòu)成為按照接觸或非接觸方式檢測鍍膜的外觀。
該電鍍設(shè)備可以包括膜厚度測量單元，將其構(gòu)成為測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。如果操作電鍍設(shè)備以連續(xù)地對襯底進行電鍍，則有缺陷的襯底的數(shù)量可能會增加。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量單元構(gòu)成為測量形成在襯底上的鍍膜的膜厚在襯底的整個表面上的分布。根據(jù)測量結(jié)果，膜厚測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，停止該電鍍設(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。可以將膜厚測量單元構(gòu)成為按照接觸或非接觸方式測量鍍膜的膜厚。
該電鍍設(shè)備可以包括電鍍面積測量單元，將其構(gòu)成為測量將要在襯底表面上形成的鍍膜的實際面積。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。電鍍面積測量單元可以測量形成鍍膜的實際面積(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，在一次電鍍一個襯底的情況下，只通過設(shè)置電流密度和電鍍時間就可以對具有不同電鍍面積的襯底進行電鍍，以便具有預(yù)定膜厚。因而，大大有助于于方案的設(shè)置。
該電鍍面積測量單元可以設(shè)置在電鍍設(shè)備的框架的內(nèi)部或外部?？梢詫⒃撾婂兠娣e測量單元構(gòu)成為給襯底輸送電流，以便測量實際面積。可以將該電鍍面積測量單元構(gòu)成為光學(xué)地掃描襯底的表面，以便測量實際面積。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，光學(xué)地掃描襯底表面，從而測量電鍍面積。
該電鍍設(shè)備可以包括被構(gòu)成為對鍍膜的表面進行拋光從而調(diào)節(jié)鍍膜的膜厚的拋光單元。該拋光單元可以設(shè)置在電鍍設(shè)備的框架的內(nèi)部或外部?？梢詫⒃搾伖鈫卧獦?gòu)成為進行化學(xué)機械拋光或機械拋光，從而對鍍膜的表面進行拋光。
該電鍍設(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)或有機雜質(zhì)或者產(chǎn)生的分解產(chǎn)物。為了保持淀積膜的評估性能，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，以便增長電鍍液的更新頻率。這樣，可以減少成本和環(huán)境的負擔(dān)?；瘜W(xué)液調(diào)節(jié)單元可以設(shè)置在電鍍設(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。
該電鍍設(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設(shè)備或單元而且對人體施加有害影響的高度腐蝕或有害的化學(xué)液，因為不要求操作者經(jīng)常處理化學(xué)液。化學(xué)液供應(yīng)和回收單元可以設(shè)置在電鍍設(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)液時變空時，將表示應(yīng)當(dāng)補充或用添滿的化學(xué)液槽或瓶代替該化學(xué)液槽或瓶的信號通知操作者。此時，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)液時化學(xué)液槽或瓶變滿時，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)液的信號通知操作者。此時，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，重新開始化學(xué)液的回收。
該電鍍設(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物質(zhì)，從而再生電鍍液。在電鍍工藝期間，例如，諸如有機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)置在電鍍設(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物質(zhì)。該電鍍設(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物質(zhì)和有機物質(zhì)分解成的廢物。這樣，從中除去了添加劑成分(有機物質(zhì))的電鍍液可以返回到電鍍槽。
該電鍍設(shè)備可以包括廢氣處理單元，將其構(gòu)成為從在電鍍設(shè)備中產(chǎn)生的氣體或霧氣中除去有害成分并將無害氣體通過管道排放到電鍍設(shè)備的外部。一般情況下，在電鍍設(shè)備中產(chǎn)生的氣體或霧氣對其它設(shè)備或設(shè)施是有害的。從電鍍設(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，在電鍍設(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，從而防止對其它設(shè)備或設(shè)施的有害影響。這樣，可以減少對除去其它設(shè)備或設(shè)施的有害成分的負擔(dān)。廢氣處理單元可以設(shè)置在電鍍設(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，如果在相同的電鍍設(shè)備中進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。為了防止這個缺陷，這些工藝迄今在分開的電鍍設(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，可以在相同的電鍍設(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。含氰電鍍液可以包括金電鍍液或銀電鍍液。
該電鍍設(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，同時將剩余的廢水排放到電鍍設(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對在電鍍工藝中使用的廢水進行的處理對已有的設(shè)施產(chǎn)生很大負擔(dān)。利用廢水再生單元，電鍍設(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設(shè)備所需的廢水處理的負擔(dān)。廢水再生單元可以設(shè)置在電鍍設(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廢水進行再生。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，提供一種電鍍設(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在盒中接收的襯底的尺寸的傳感器；以及對應(yīng)要電鍍的襯底的尺寸的多個工具。該電鍍設(shè)備包括儲存多個工具的工具儲存器和被構(gòu)成為至少執(zhí)行電鍍工藝的電鍍部件。該電鍍設(shè)備還包括控制器和傳送裝置，將所述控制器構(gòu)成為從多個工具中選擇對應(yīng)由傳感器檢測的尺寸的工具，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。
如果將電鍍設(shè)備設(shè)計成對應(yīng)要電鍍的襯底的尺寸，則需要多個電鍍設(shè)備來對應(yīng)各個襯底尺寸。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，單個電鍍設(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，同時可以對具有不同尺寸的襯底進行電鍍。
根據(jù)本發(fā)明的第三方案，提供一種電鍍設(shè)備，其具有多個電鍍槽，每個電鍍槽具有在其中的電鍍液和陽極。該電鍍設(shè)備包括單個電源，將該電源構(gòu)成為選擇性地在襯底和多個電鍍槽中的陽極之間施加電壓，以便進行連續(xù)的電鍍工藝。
這樣，使用單個電源可以減少電鍍電源的數(shù)量。相應(yīng)地，可以使該電鍍設(shè)備尺寸緊湊。此外，當(dāng)在電鍍電源中出現(xiàn)故障時，在電鍍襯底之前或在電鍍襯底的同時，可以中斷電鍍工藝。相應(yīng)地，不必丟棄該襯底，并且可以通過已經(jīng)修好的電鍍電源對該襯底進行電鍍。
多個電鍍槽可以含有不同種類的金屬。該電鍍設(shè)備可以包括用于檢測將襯底浸在多個電鍍槽的電鍍液中的時間的傳感器，以及可用來在來自傳感器的信號的基礎(chǔ)上切換單個電源的開關(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，同時將抗蝕劑作為掩模，以便進行電鍍工藝，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π纬稍谝r底表面上的鍍膜進行退火。可以對形成在襯底表面上的鍍膜進行回流。在電鍍工藝之后，可以在襯底表面上進行中和處理。可以檢測形成在襯底表面上的鍍膜的外觀。可以測量形成在襯底表面上的鍍膜的膜厚?？梢詼y量將要在襯底表面上形成鍍膜的實際面積?？梢詫π纬稍谝r底表面上的鍍膜進行拋光，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，從而可以實現(xiàn)沒有任何諸如不充分電鍍的電鍍?nèi)毕莸碾婂児に嚒４送?，可以利用浸漬型工藝自動地形成適用于諸如凸起的突出電極的鍍膜，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設(shè)備，將該電鍍單元構(gòu)成為在襯底表面上形成鍍膜同時在形成在襯底上的籽晶層的表面上施加抗蝕劑作為掩模。該電鍍設(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，該電鍍設(shè)備可以靈活地執(zhí)行所希望的電鍍工藝。
該電鍍設(shè)備可以包括被構(gòu)成為清洗襯底的清洗單元和被構(gòu)成為在電鍍之前進行預(yù)處理工藝的預(yù)處理單元。該電鍍設(shè)備可以包括被構(gòu)成為對形成在襯底表面上的鍍膜進行回流的回流單元。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，該電鍍設(shè)備可以實現(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)選實施例。
附圖簡述圖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；圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電鍍設(shè)備中的電鍍部件的示意平面圖；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單元的電鍍設(shè)備的平面圖；圖6是顯示在圖5所示的電鍍設(shè)備中從襯底固定器除去襯底之前的工藝的流程圖；圖7是顯示在圖5所示的電鍍設(shè)備中從襯底固定器除去襯底之后的工藝的流程圖；圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電鍍設(shè)備的示意平面圖；以及圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明第三實施例的電鍍設(shè)備的示意平面圖。
實施本發(fā)明的最佳方式下面將參照圖1A至9說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的電鍍設(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)明第一實施例的電鍍設(shè)備中的電鍍部件1的示意平面圖。如圖2所示，電鍍部件1具有矩形框架2；兩個盒臺12，每個盒臺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12、對準(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12、對準(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(傳送自動機)22。
電鍍部件1具有用于儲存或暫時接收襯底固定器18的儲料器24、預(yù)潤濕槽(預(yù)潤濕部件)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。儲料器24、預(yù)潤濕槽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中的多個電鍍單元38。將每個電鍍單元38構(gòu)成為在其中固定一個襯底，以便用銅對該襯底進行電鍍。在本實施例中，在電鍍槽34中在襯底上進行銅鍍工藝。然而，本發(fā)明也可以適用于鎳、焊料或金電鍍。
在本實施例中，預(yù)潤濕部件包括用于將襯底浸在純水中的預(yù)潤濕槽26。然而，預(yù)潤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)潤濕裝置。預(yù)潤濕部件優(yōu)選基本上處于真空下或處于低于大氣壓的壓力下。或者，要輸送給預(yù)潤濕部件的純水可以通過脫氣裝置進行脫氣。
此外，在所示例子中電鍍部件1具有一個預(yù)潤濕槽(預(yù)潤濕部件)26。然而，電鍍部件1可以具有不同設(shè)置的多個預(yù)潤濕部分。具體地說，電鍍部件1可以具有多個預(yù)潤濕部分，其包括使用上述脫氣水的浸漬型預(yù)潤濕部分、噴射型預(yù)潤濕部分等。在這種情況下，可以根據(jù)方案選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)潤濕部分。利用這種設(shè)置，可以消除由于預(yù)潤濕部件的類型而對工藝的限制，并且該電鍍設(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，可以用臭氧水對襯底進行處理，然后用酸性溶液進行處理?；蛘?，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、以及用于在儲料器24、預(yù)潤濕槽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相對的側(cè)上的多個葉片驅(qū)動單元46。每個葉片驅(qū)動單元46驅(qū)動設(shè)置在每個電鍍單元38中的葉片202(見圖4)。葉片202用作用于攪動電鍍液的攪拌棒。
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)置的兩個襯底固定器18。襯底在襯底固定器18中的一個和襯底傳送裝置22之間傳送，然后另一個襯底在襯底固定器18中的另一個和襯底傳送裝置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)形的可移動支撐部件58?？梢苿又尾考?8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在可移動支撐部件58與固定支撐部件54相對的側(cè)上固定到可移動支撐部件58上。夾緊環(huán)62由從可移動支撐部件58伸出穿過在夾緊環(huán)62中沿著圓周方向形成的細長孔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的稍微細長的孔62b(圖3中的三個孔)。每個突出體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。
當(dāng)可移動支撐部件58處于打開狀態(tài)時，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，可移動支撐部件58經(jīng)過鉸鏈56閉合。接著，夾緊環(huán)62順時針旋轉(zhuǎn)，以便使夾緊環(huán)62的突出體68滑動到L形棘爪66的下部中。這樣，將可移動支撐部件58固定和鎖定在固定支撐部件54中。當(dāng)夾緊環(huán)62逆時針旋轉(zhuǎn)時，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打開可移動支撐部件58。
當(dāng)可移動支撐部件58被鎖定在固定支撐部件54中時，如上所述，使設(shè)置在可移動支撐部件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，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。
可移動支撐部件58由液壓缸(cylinder)(未示出)和可移動支撐部件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)將可移動支撐部件58通過通孔54a向上推動時，打開可移動支撐部件58。當(dāng)液壓缸棒縮回時，可移動支撐部件58通過其自身的重量而關(guān)閉。
在本實施例中，通過旋轉(zhuǎn)夾緊環(huán)62來鎖定和打開可移動支撐部件58。裝載板52具有設(shè)置在平頂一側(cè)上的鎖定/開鎖機構(gòu)。鎖定/開鎖機構(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，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只有一個鎖定/開鎖機構(gòu)。在放置在裝載板52上的兩個襯底固定器18中的一個被鎖定/開鎖機構(gòu)鎖定或打開之后，裝載板52水平地滑動，從而鎖定或打開襯底固定器18中的另一個。
每個襯底固定器18具有在將襯底裝載到襯底固定器18中時用于檢測襯底是否與接觸點接觸的傳感器。該傳感器向控制器(未示出)輸出信號。每個襯底固定器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時支撐襯底固定器18。手柄76的突出端部與儲料器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的突出端部還與預(yù)潤濕槽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示出一個電鍍單元38的剖面圖。如圖4所示，電鍍單元38具有陽極200和葉片(攪拌棒)202。陽極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中并處在陽極200和襯底W之間。將葉片202構(gòu)成為通過葉片驅(qū)動單元46可按照往復(fù)運動方式平行于襯底W移動。
因此，葉片202設(shè)置在襯底W和陽極200之間并平行于襯底W往復(fù)運動。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的整個表面上形成均勻的鍍膜。
在本實施例中，電鍍單元38還具有調(diào)節(jié)板(掩模)204，其具有葉片202和陽極200之間的中心孔204a。中心孔204a的尺寸對應(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。
陽極200由陽極固定器206固定。陽極固定器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。負載單元208作為陽極重量測量裝置固定在懸掛部分212上。陽極200的重量與陽極固定器206一起由負載單元208來測量。
這樣，陽極200的重量可以直接由負載單元208來測量。相應(yīng)地，可以比以前在輸送給陽極200的電流量的基礎(chǔ)上估計陽極200的重量的情況更精確地測量陽極200的消耗。因此，可以精確地確定應(yīng)該替換陽極200的時間。陽極200的重量甚至可以在電鍍工藝期間進行測量。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)該替換陽極200的時間。因而，該電鍍設(shè)備可以預(yù)見性地操作。
電鍍單元38包括在陽極200和襯底W之間施加電壓的電源210。陽極200連接到電源210的陽極。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中的虛擬陽極(未示出)和陰極之間施加電壓，以便進行虛擬電鍍工藝。具體地說，電源210在陽極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，在實際電鍍工藝期間不使用在替換電鍍液時用于虛擬電鍍的電源。這樣，用于虛擬電鍍的電源不會長時間使用并且設(shè)置它是不經(jīng)濟的。在本實施例中，可以切換單個電源210，以便進行虛擬電鍍工藝和實際電鍍工藝。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)選自動地進行切換，以便在完成虛擬電鍍工藝之后進行實際電鍍工藝。
圖5是顯示包括圖2所示電鍍部件1和其它各個單元的電鍍設(shè)備的平面圖。盡管圖5示出各個單元設(shè)置在電鍍部件1的框架2的外部，但是各個單元可以設(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。
該電鍍設(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中的有機物質(zhì)提取氫或切斷抗蝕劑502中的有機物質(zhì)的主鏈或側(cè)鏈。這樣，灰化單元300在抗蝕劑502的表面上進行灰化處理。
當(dāng)在用抗蝕劑作為掩模的同時對襯底進行電鍍時，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)毕荨Ｔ诒緦嵤├?，灰化單?00在電鍍工藝之前在施加于襯底表面上的抗蝕劑502上進行灰化處理?；一幚砜梢詫⒖刮g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)潤濕槽26中在襯底表面上進行，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> 該電鍍設(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進行的分析的基礎(chǔ)上的反饋控制、評估包括電鍍時間或電鍍襯底的數(shù)量的擾動的前饋控制或者反饋控制和前饋控制的組合而將相對于預(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。
該電鍍設(shè)備包括用于通過使用計算機的通信網(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，從而實現(xiàn)全自動電鍍工藝。
該電鍍設(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60℃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對形成在襯底表面上的鍍膜504進行退火(見圖1D)?；亓鲉卧?12對形成在襯底表面上的鍍膜504進行回流。
在本實施例中，該電鍍設(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100℃或更高的溫度下通過退火單元310對鍍膜504進行退火，從而除去凸起506中的殘余應(yīng)力?；亓骱屯嘶鹂梢酝ㄟ^熱處理單元同時或單獨執(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。
該電鍍設(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)本實施例，由于在電鍍工藝之后立即在襯底上進行中和處理，因此可以消除酸或堿對在電鍍工藝之后進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。
該電鍍設(shè)備還包括視覺檢測單元316，用于按照接觸或非接觸方式檢測形成在襯底表面上的鍍膜504的外觀。視覺檢測單元316對鍍膜504進行視覺檢測并在鍍膜504具有缺陷外觀時通過通信裝置304通知操作者。此時，停止電鍍設(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、襯底和電鍍設(shè)備的不正常。如果在產(chǎn)生缺陷襯底時電鍍工藝連續(xù)進行而不停止電鍍設(shè)備，則缺陷襯底的數(shù)量增加。本實施例中的電鍍設(shè)備可以防止這種缺陷。
該電鍍設(shè)備包括膜厚測量單元318，用于按照接觸或非接觸的方式測量形成在襯底表面上的鍍膜504的膜厚。將膜厚測量單元318構(gòu)成為測量形成在襯底上的鍍膜504的膜厚在襯底整個表面上的分布。根據(jù)測量結(jié)果，膜厚測量單元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，停止該電鍍設(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。如果操作該電鍍設(shè)備以便連續(xù)地對襯底進行電鍍，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。在本實施例中，膜厚測量單元318測量鍍膜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。
該電鍍設(shè)備包括電鍍面積測量單元320，用于測量要形成鍍膜504的實際面積。在電鍍工藝之前，通過例如向襯底輸送電流來進行測量。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。在本實施例中，在電鍍工藝之前測量要形成鍍膜504的實際面積(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，在一次電鍍一個襯底的情況下，可以只通過設(shè)置電流密度和電鍍時間對具有不同電鍍面積的襯底進行電鍍，以便具有預(yù)定膜厚。因而，大大有助于方案的設(shè)置。
電鍍面積測量單元可以包括測量裝置，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，可以容易和快速地測量電鍍面積。
該電鍍設(shè)備還包括拋光單元322，用于通過化學(xué)機械拋光(CMP)或機械拋光(MP)對襯底的鍍膜504(見圖1E)的表面進行拋光，從而調(diào)整鍍膜504的膜厚。
該電鍍設(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設(shè)備或單元而且對人體施加有害影響的高度腐蝕或有害的化學(xué)液，因為操作者不必經(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。
當(dāng)在輸送化學(xué)液時化學(xué)液槽或瓶變空時，通過通信裝置304將表示應(yīng)該補充或用添滿的化學(xué)液槽或瓶替換該化學(xué)液槽或瓶的信號通知操作者。此時，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)液時變滿時，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)液的信號通知操作者。此時，中斷化學(xué)液的回收。在化學(xué)液槽或瓶已經(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。
該電鍍設(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物質(zhì)，從而再生電鍍液。該電鍍設(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物質(zhì)。這樣，已經(jīng)除去了添加成分(有機物質(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行替換的成本和工作量。特別是，與電鍍液管理單元302一起使用，將電鍍液再生到基本上與新的電鍍液相同的程度。
該電鍍設(shè)備包括廢氣處理單元328，用于從電鍍設(shè)備中產(chǎn)生的氣體或霧氣除去有害成分，并將無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，在電鍍設(shè)備中產(chǎn)生的氣體或霧氣對其它設(shè)備或設(shè)施是有害的。從電鍍設(shè)備引出的排氣管一般連接并接合到總排氣管上。因而，在電鍍設(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)，從而將對其它設(shè)備或設(shè)施施加有害影響。在本實施例中，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，以便防止對其它設(shè)備或設(shè)施產(chǎn)生有害影響。這樣，可以減少對除去其它設(shè)備或設(shè)施中的有害成分的負擔(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，如果在相同電鍍設(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。為了防止這個缺陷，以前這些工藝都是在分開的電鍍設(shè)備中執(zhí)行的。在本實施例中，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)地在相同電鍍設(shè)備中進行。含氰電鍍液可以包括金電鍍液或銀電鍍液。
該電鍍設(shè)備包括廢水再生單元330，用于對在電鍍工藝中使用過的并從中排放出來的廢水進行再生，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已有設(shè)施造成大的負擔(dān)。在本實施例中，電鍍設(shè)備具有完全或部分封閉的系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于對其中使用過的廢水進行再生。這樣，可以減少具有高清潔度的清潔水的用量和對該設(shè)施所需的廢水處理的負擔(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廢水進行再生。
該電鍍設(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)境的負擔(dān)。在本實施例中，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，以便延長電鍍液的更新頻率。這樣，可以減少對成本和環(huán)境的負擔(dān)。
下面參照圖6和7說明使用該電鍍設(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的整個表面上施加抗蝕劑502，以便使其具有例如20至120μm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200μm的直徑D的開口502a。具有這個開口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12上。
襯底傳送裝置22從盒臺12上的襯底盒10中取出一個襯底并將其放在對準(zhǔn)器14上，以便在預(yù)定方向?qū)?zhǔn)襯底的取向平面或凹口。由對準(zhǔn)器14對準(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。
儲存在儲料器24中的兩個襯底固定器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下降從而將兩個襯底固定器18同時放置在襯底裝載/卸載單元20中的裝載板52上。此時，激勵液壓缸，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，按照反向方式激勵液壓缸，從而關(guān)閉可移動支撐部件58。之后，通過鎖定/開鎖機構(gòu)鎖定可移動支撐部件58。在已經(jīng)將襯底裝載到一個襯底固定器18中之后，裝載板52水平地滑動，以便將另一個襯底固定器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襯底裝載到另一個襯底固定器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同時保持和升高各具有裝載的襯底的兩個襯底固定器18。將襯底固定器18轉(zhuǎn)移到儲料器24并在儲料器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料器24中并由此暫時被接收在儲料器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)被儲存在儲料器24中的襯底固定器18中并按照懸掛方式在儲料器24中的預(yù)定位置上固定(臨時接收)襯底固定器18。
襯底固定器18具有用于檢測襯底和電接觸之間的接觸狀態(tài)的傳感器。當(dāng)該傳感器檢測到襯底沒有充分地與電接觸保持接觸時，它向控制器(未示出)輸出表示不充分接觸的信號。
襯底固定器傳送裝置40的傳送器44保存臨時接收在儲料器24中的兩個襯底固定器18。這兩個襯底固定器18被傳送器44升高并轉(zhuǎn)移到預(yù)潤濕槽26。然后，兩個襯底固定器18下降并浸在保存在預(yù)潤濕槽26中的純水中，從而用純水潤濕襯底的表面，用于給襯底表面提供親水性。任何液體都可用作預(yù)潤濕槽26中的預(yù)潤濕液體，只要它能潤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襯底表面的親水性即可。如上所述，該電鍍設(shè)備可以具有各種預(yù)潤濕部分，以便在預(yù)潤濕部分中連續(xù)地進行兩種或更多種預(yù)潤濕處理。在這種情況下，該電鍍設(shè)備可以實現(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暫時被接收在儲料器24中。這樣，在將襯底裝載到襯底固定器18中時，即使襯底沒有充分地與電接觸保持接觸，也可以連續(xù)進行電鍍工藝而不用中斷電鍍設(shè)備的操作。盡管沒有對沒有充分地與電接觸保持接觸的襯底進行電鍍，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)移到電鍍面積測量單元320，以便測量要形成鍍膜504的實際面積。該測量例如通過向襯底的籽晶層500輸送電流來進行。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，在陽極200和襯底的籽晶層500之間施加電鍍電壓，同時電鍍液溢出到溢出槽36中。同時，通過葉片驅(qū)動單元46使電鍍單元38中的葉片202平行于襯底表面往復(fù)運動。這樣，對襯底的表面進行電鍍。此時，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)運動。具有被電鍍過的襯底的兩個襯底固定器18同時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返回到儲料器24并按照懸掛方式固定在預(yù)定位置上。
襯底固定器傳送裝置40的傳送器44重復(fù)上述處理，以便將具有電鍍過的襯底的襯底固定器18返回到儲料器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)返回到儲料器24的具有電鍍過的襯底的兩個襯底固定器18同時保持并放置在襯底裝載/卸載單元20的裝載板52上。此時，由于通過設(shè)置在襯底固定器18中的傳感器檢測固定在襯底固定器18中的襯底沒有充分地與電接觸保持接觸而被臨時接收在儲料器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的可移動支撐部件58。激勵液壓缸以便打開可移動支撐部件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。利用與上述相同的方式清洗和干燥由另一個襯底固定器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襯底固定器18同時由襯底固定器傳送裝置40的傳送器42固定并返回到儲料器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將已經(jīng)返回到儲料器24的具有電鍍襯底的兩個襯底固定器18同時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行清洗和干燥。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單元316，以便檢測形成在襯底表面上的鍍膜504的外觀。將檢測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℃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)移到膜厚測量單元318，從而測量鍍膜504的膜厚分布。將測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散爐的回流單元312，以便對鍍膜504進行回流，從而形成凸起506，這些凸起由于如圖1E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100℃或更高的溫度下對襯底進行退火，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，以便對凸起506的表面進行拋光(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取出電鍍襯底時使用。除了在從襯底固定器18取出電鍍襯底時以外，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或不充分的密封而使電鍍液污染了襯底，這種污染也不會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焊料或熔焊料?；蛘撸蛊鹂梢酝ㄟ^Sn-Ag多層電鍍或Sn-Ag-Cu多層電鍍形成并對其進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上之后操作該設(shè)備時，本實施例的電鍍設(shè)備可以自動地在襯底上進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，將襯底與襯底固定器一起傳送用于各個處理。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。
在本實施例中，浸漬型電鍍工藝可以自動地進行，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地進行，以便在襯底上形成凸起。在以下實施例中也是這樣的。
圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電鍍設(shè)備的示意平面圖。如圖8所示，該電鍍設(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；用于儲存與要電鍍的襯底的尺寸相對應(yīng)的多種類型工具(襯底固定器)的工具儲料器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。通過傳送自動機(未示出)將襯底從盒400傳送到襯底裝載/卸載單元412。
工具儲料器404儲存與要電鍍的襯底的尺寸相對應(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，用以進行各種電鍍處理。在本實施例中，電鍍槽包括用于進行銅鍍工藝的銅電鍍槽414a、用于進行鎳鍍工藝的鎳電鍍槽414b、以及用于進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。
在本實施例中，電鍍部件408具有單個電鍍電源416。電源416選擇性地通過襯底與電鍍槽的陽極之間的開關(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。該電鍍設(shè)備可以包括傳感器(未示出)，用于檢測襯底被浸在所述多個電鍍槽的電鍍液中的時間。在這種情況下，開關(guān)418根據(jù)來自傳感器的信號切換電源416。
這樣，使用單個電鍍電源408可以減少電鍍電源的數(shù)量。相應(yīng)地，可以使該電鍍設(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，可以在對襯底進行電鍍之前或在對襯底進行電鍍的同時中斷電鍍工藝。因而，不必丟棄該襯底，并且該襯底可以通過已經(jīng)維修好的電鍍電源進行電鍍。
下面說明在該電鍍設(shè)備中進行的電鍍工藝。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的整個表面上。之后，在抗蝕劑502中的預(yù)定位置上形成開口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，設(shè)置在盒固定部分上的傳感器410檢測容納在盒400中的襯底的尺寸并將信號發(fā)送給控制器(未示出)。
控制器將信號發(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。通過傳送自動機(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Cu-Ni-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。與第一實施例一樣，在這些電鍍工藝之間或這些電鍍工藝之后進行所需工藝，例如清洗。
如果將該電鍍設(shè)備設(shè)計成對應(yīng)要電鍍的襯底的尺寸，則需要多個電鍍設(shè)備對應(yīng)各個尺寸的襯底。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)本實施例，單個電鍍設(shè)備可以在具有不同尺寸的襯底上進行電鍍工藝，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)明第三實施例的電鍍設(shè)備的示意平面圖。如圖9所示，該電鍍設(shè)備具有一個或多個盒臺610，每個盒臺用于裝載和卸載容納諸如半導(dǎo)體晶片的襯底的襯底盒；兩個清洗單元612；兩個預(yù)處理單元614；兩個電鍍單元616；兩個抗蝕劑剝離單元618；兩個蝕刻單元620；以及兩個回流單元622。在所示例子中，該電鍍設(shè)備具有三個盒臺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。
該電鍍設(shè)備還具有設(shè)置在盒臺610和清洗單元612之間的第一傳送自動機624，用于在盒臺610和清洗單元612之間傳送襯底；以及設(shè)置在這兩個單元線之間的第二傳送自動機626，用于在這些單元之間傳送襯底。第二傳送自動機626可沿著單元線移動。
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?，預(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設(shè)備中進行的電鍍工藝。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的整個表面上，以便具有例如20至120μm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200μm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610上。
第一傳送自動機624從盒臺610上的襯底盒取出一個襯底并將其傳送到清洗單元612中的一個，以便用純水清洗襯底的表面。通過第二傳送自動機626將清洗過的襯底傳送到預(yù)處理單元614中的一個，從而在襯底上進行預(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，通過第二傳送自動機626將該襯底傳送到電鍍單元616中的一個，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，通過第二傳送自動機626將襯底傳送到抗蝕劑剝離單元618中的一個，從而將襯底浸在溫度例如為50至60℃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)需要對已經(jīng)除去了抗蝕劑502的襯底進行清洗。然后，通過第二傳送自動機626將襯底傳送到蝕刻單元620中的一個，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，通過第二傳送自動機626將該襯底傳送到回流單元622中的一個，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100℃或更高的溫度下對襯底進行退火，以便除去凸起506中的殘余應(yīng)力。
通過第二傳送自動機626將回流過的襯底傳送到清洗單元612中的一個。在清洗單元612中，用純水清洗襯底并甩干。通過第一傳送自動機624將甩干后的襯底返回到安裝在盒臺610上的襯底盒。
如上所述，根據(jù)本實施例，可以連續(xù)地進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。由于電鍍設(shè)備包括用于進行各種處理的獨立單元，因此該電鍍設(shè)備可以靈活地實現(xiàn)所希望的電鍍工藝。
盡管已經(jīng)詳細地顯示和說明了本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例，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行各種改變和修改。
工業(yè)實用性本發(fā)明適合于用在電鍍設(shè)備中，該電鍍設(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
1.一種電鍍設(shè)備，包括灰化單元，將其構(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行灰化處理；預(yù)潤濕部件，將其構(gòu)成為在所述灰化處理之后為所述襯底的表面提供親水性；預(yù)浸泡部件，將其構(gòu)成為使所述襯底的所述表面與處理液接觸，從而清洗或激活形成在所述襯底上的所述籽晶層的表面；以及電鍍單元，將其構(gòu)成為使所述襯底的所述表面進入到電鍍槽中的電鍍液中，同時使用抗蝕劑作為掩模，以便在形成在所述襯底上的所述籽晶層的所述表面上形成鍍膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，其中將所述灰化單元構(gòu)成為對所述抗蝕劑施加等離子體、光和電磁波中的至少一種，從而在所述抗蝕劑上進行所述灰化處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，其中所述預(yù)潤濕部件包括被構(gòu)成為將襯底浸在純水中的預(yù)潤濕槽和被構(gòu)成為通過噴射器向所述襯底的表面噴射純水的預(yù)潤濕器件中的至少一個。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電鍍設(shè)備，其中所述預(yù)潤濕部件基本上處于真空下或低于大氣壓的壓力下。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電鍍設(shè)備，其中所述預(yù)潤濕部件包括用于從所述純水中除去空氣的除氣器件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，其中所述預(yù)潤濕部件包括多個具有不同功能的預(yù)潤濕部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，其中所述預(yù)浸泡部件包括保存所述處理液的預(yù)浸泡槽，該處理液包括臭氧水、酸性溶液、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、和電解液的還原水中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，其中所述預(yù)浸泡部件包括保存所述處理液的預(yù)浸泡槽，該處理液包括酸性溶液或酸性去油劑，以便在將所述襯底用作陰極的狀態(tài)下在所述處理液中在所述襯底上進行電解處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，其中所述電鍍單元包括設(shè)置在所述電鍍液中的陽極；以及可用來測量所述陽極的重量的陽極重量測量器件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電鍍設(shè)備，其中所述陽極重量測量器件包括負載單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，其中所述電鍍槽包括設(shè)置在所述電鍍液中的陽極；設(shè)置在所述電鍍槽中的虛擬陽極；以及單個電源，將其構(gòu)成為選擇性地向用于實際電鍍工藝的所述陽極施加電壓和向用于虛擬電鍍工藝的所述虛擬陽極施加電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電鍍設(shè)備，其中將所述單個電源構(gòu)成為自動地切換電壓的施加，以便在完成所述虛擬電鍍工藝之后進行所述實際電鍍工藝。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，還包括電鍍液管理單元，將其構(gòu)成為管理輸送給所述電鍍單元的所述電鍍液的成分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電鍍設(shè)備，其中將所述電鍍液管理單元構(gòu)成為分析和/或評估所述電鍍液的成分并通過反饋控制和/或前饋控制向所述電鍍液中添加不夠的成分。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，還包括通信器件，將其構(gòu)成為通過使用計算機的通信網(wǎng)絡(luò)進行信息通信。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，還包括抗蝕劑剝離單元，將其構(gòu)成為從形成在所述襯底上的所述籽晶層的所述表面剝離和除去用作掩模的所述抗蝕劑。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，還包括籽晶層除去單元，將其構(gòu)成為除去形成在所述襯底上的籽晶層的不需要的部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，還包括退火單元，將其構(gòu)成為對在所述襯底的所述表面上形成的所述鍍膜進行退火。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，還包括回流單元，將其構(gòu)成為對形成在所述襯底的所述表面上的所述鍍膜進行回流。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，還包括中和單元，將其構(gòu)成為在所述襯底的所述表面上進行中和處理。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，還包括視覺檢測單元，將其構(gòu)成為檢測形成在所述襯底的所述表面上的所述鍍膜的外觀。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電鍍設(shè)備，其中將所述視覺檢測單元構(gòu)成為以接觸或非接觸方式檢測所述鍍膜的外觀。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，還包括膜厚測量單元，將其構(gòu)成為測量形成在所述襯底的所述表面上的所述鍍膜的膜厚。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的電鍍設(shè)備，其中將所述膜厚測量單元構(gòu)成為以接觸或非接觸方式測量所述鍍膜的膜厚。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，還包括電鍍面積測量單元，將其構(gòu)成為測量將要在所述襯底的所述表面上形成所述鍍膜的實際面積。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電鍍設(shè)備，其中將所述電鍍面積測量單元構(gòu)成為給所述襯底輸送電流，從而測量所述實際面積。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電鍍設(shè)備，其中將所述電鍍面積測量單元構(gòu)成為光學(xué)地掃描所述襯底的所述表面，從而測量所述實際面積。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，還包括拋光單元，將其構(gòu)成為對所述鍍膜的表面進行拋光從而調(diào)節(jié)所述鍍膜的膜厚。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電鍍設(shè)備，其中將所述拋光單元構(gòu)成為進行化學(xué)機械拋光或機械拋光，從而對所述鍍膜的所述表面進行拋光。
30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，還包括化學(xué)液調(diào)節(jié)單元，將其構(gòu)成為除去混合在所述電鍍液中的金屬雜質(zhì)或有機雜質(zhì)或者產(chǎn)生的分解產(chǎn)物。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的電鍍設(shè)備，其中所述化學(xué)液調(diào)節(jié)單元包括電解處理部件、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。
32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，還包括化學(xué)液供應(yīng)和回收單元，將其構(gòu)成為向所述電鍍槽供應(yīng)化學(xué)液和從所述電鍍槽回收所述化學(xué)液。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的電鍍設(shè)備，其中所述化學(xué)液供應(yīng)和回收單元包括按照可替換方式固定的化學(xué)液容器，所述化學(xué)液供應(yīng)和回收單元從所述化學(xué)液容器向所述電鍍槽供應(yīng)所述化學(xué)液并從所述電鍍槽向所述化學(xué)液容器回收所述化學(xué)液。
34.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，還包括電鍍液再生單元，將其構(gòu)成為除去包含在所述電鍍液中的有機物質(zhì)，從而再生所述電鍍液。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的電鍍設(shè)備，其中將所述電鍍液再生單元構(gòu)成為通過活性碳過濾器除去有機物質(zhì)。
36.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，還包括廢氣處理單元，將其構(gòu)成為從在所述電鍍設(shè)備中產(chǎn)生的氣體或霧氣中除去有害成分并將無害氣體通過管道排放到所述電鍍設(shè)備的外部。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的電鍍設(shè)備，其中將所述廢氣處理單元構(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。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的電鍍設(shè)備，其中所述電鍍槽具有保持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所述第一腔室和所述第二腔室分開的隔離物，其中所述第一腔室包括用于排放由所述第一腔室中的酸性電鍍液產(chǎn)生的酸性氣體的廢氣排氣管，其中所述第二腔室包括用于排放由所述第二腔室中的含氰電鍍液產(chǎn)生的含氰氣體的廢氣排氣管。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的電鍍設(shè)備，其中所述含氰電鍍液包括金電鍍液或銀電鍍液。
40.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設(shè)備，還包括廢水再生單元，將其構(gòu)成為再生已經(jīng)在電鍍單元中使用并從所述電鍍單元排放掉的廢水，以便將至少一部分所述再生廢水再用于所述電鍍單元，同時將剩余的廢水排放到所述電鍍設(shè)備的外部。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的電鍍設(shè)備，其中將所述廢水再生單元構(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廢水進行再生。
42.一種電鍍設(shè)備，包括構(gòu)成為裝載和卸載容納襯底的盒的裝載/卸載部件；設(shè)置在所述裝載/卸載部件中用于檢測在所述盒中接收的所述襯底的尺寸的傳感器；對應(yīng)要電鍍的各襯底的尺寸的多個工具；儲存所述多個工具的工具儲料器；構(gòu)成為至少執(zhí)行電鍍工藝的電鍍部件；控制器，將其構(gòu)成為從所述多個工具中選擇對應(yīng)由所述傳感器檢測的尺寸的工具；以及傳送裝置，將其構(gòu)成為固定由所述控制器選擇的所述工具并將其傳送給所述電鍍部件。
43.一種電鍍設(shè)備，包括多個電鍍槽，每個所述電鍍槽具有在其中的電鍍液和陽極；以及單個電源，將其構(gòu)成為選擇性地在襯底和所述多個電鍍槽中的陽極之間施加電壓，以便進行連續(xù)的電鍍工藝。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的電鍍設(shè)備，其中所述多個電鍍槽含有不同種類的金屬。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的電鍍設(shè)備，還包括傳感器，用于檢測將襯底浸在所述多個電鍍槽的電鍍液中的時間；以及開關(guān)，用來根據(jù)來自所述傳感器的信號切換所述單個電源。
46.一種電鍍方法，包括在形成在襯底上的籽晶層的表面上施加抗蝕劑；對該抗蝕劑進行灰化；在所述灰化處理之后，為所述襯底的表面提供親水性，從而在所述襯底的所述表面上執(zhí)行親水性處理；在所述親水性處理之后，清洗或激活所述襯底的所述表面；以及將所述襯底的所述表面浸在電鍍液中，同時使用所述抗蝕劑作為掩模，以便進行電鍍工藝，從而在所述襯底的所述表面上形成鍍膜。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的電鍍方法，其中所述親水性處理包括連續(xù)地進行兩種或多種的親水性處理。
48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的電鍍方法，還包括在所述所述電鍍工藝之后，從所述籽晶層的所述表面剝離和除去所述抗蝕劑。
49.根據(jù)權(quán)利要求46所述的電鍍方法，還包括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。
50.根據(jù)權(quán)利要求46所述的電鍍方法，還包括對形成在所述襯底的所述表面上的所述鍍膜進行退火。
51.根據(jù)權(quán)利要求46所述的電鍍方法，還包括對形成在所述襯底的所述表面上的所述鍍膜進行回流。
52.根據(jù)權(quán)利要求46所述的電鍍方法，還包括在所述電鍍工藝之后，在所述襯底的所述表面上進行中和處理。
53.根據(jù)權(quán)利要求46所述的電鍍方法，還包括檢測形成在所述襯底的所述表面上的所述鍍膜的外觀。
54.根據(jù)權(quán)利要求46所述的電鍍方法，還包括測量形成在所述襯底的所述表面上的所述鍍膜的膜厚。
55.根據(jù)權(quán)利要求46所述的電鍍方法，還包括測量將要在所述襯底的所述表面上形成所述鍍膜的實際面積。
56.根據(jù)權(quán)利要求46所述的電鍍方法，還包括對形成在所述襯底的所述表面上的所述鍍膜進行拋光，從而調(diào)節(jié)所述鍍膜的膜厚。
57.一種電鍍設(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。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的電鍍設(shè)備，還包括構(gòu)成為清洗所述襯底的清洗單元；以及構(gòu)成為在電鍍之前進行預(yù)處理工藝的預(yù)處理單元。
59.根據(jù)權(quán)利要求57所述的電鍍設(shè)備，還包括回流單元，將其構(gòu)成為對形成在所述襯底的所述表面上的所述鍍膜進行回流。
60.根據(jù)權(quán)利要求57所述的電鍍設(shè)備，其中所述鍍膜形成凸起。
全文摘要
一種電鍍設(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)上進行灰化處理；以及預(yù)潤濕部件(26)，將其構(gòu)成為在灰化處理之后為襯底表面提供親水性。該電鍍設(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。該電鍍設(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C25D5/02GK1788337SQ200480010700
公開日2006年6月14日 申請日期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, 遠藤泰彥, 斯蒂芬·斯特勞塞爾, 竹村隆, 齋藤信利, 栗山文夫, 吉岡潤一郎, 堀江邦明, 南吉夫, 鴨田憲二 申請人:株式會社荏原制作所