[发明专利]晶圆的扫描式预润湿系统及预润湿方法

说明书

本发明公开了晶圆的扫描式预润湿系统及预润湿方法，该预润湿系统包括润湿槽、晶圆载架、润湿单元，其中润湿槽形成有润湿腔，润湿腔形成有插装口和排液口；润湿单元包括喷淋座、多个喷淋头、驱动部件、供液部件，其中每个喷淋头具有第一通道和第二通道，自第一通道喷出的润湿液经过第二通道的拦截和疏导后形成扇形润湿区，每相邻两个扇形润湿区部分重合设置，多个扇形润湿区形成扫描基准区。本发明通过多个扇形润湿区部分重合所形成的以竖直设置的晶圆径向延伸的扫描基准区，在直线往复运动中实现以晶圆为基准的扫描式喷淋预润湿，有效提升晶圆预润湿效果；同时能够有效突破晶圆表面润湿空隙的阻力屏障，确保晶圆表面充分润湿。

技术领域

本发明属于晶圆预润湿技术领域，具体涉及一种晶圆的扫描式预润湿系统，同时还涉及一种晶圆的预润湿方法。

背景技术

晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片。进一步地，在晶圆上电镀一层导电金属层，并对导电金属层进行加工以制成导电线路。

目前，由于晶圆表面的加工工艺要求，晶圆表面会存在一些通孔、孔等特征，例如TSV沟槽，这些特征容易形成润湿空隙（dry spots），也就是说，在电镀过程中，由于电镀液的表面张力，电镀液与晶圆表面之间的固液界面极易形成气体气泡，电镀液无法充分填满这些润湿空隙，从而引起晶圆的镀膜金属夹断，进而在晶圆的特征底部留下空隙而导致缺陷，诸如电路线被阻断等。因此，在对晶圆电镀之前，通常需要对晶圆的表面进行润湿的预处理，以提高晶圆的电镀品质。

现有的针对晶圆的预润湿方法一般是将晶圆平放并保持转动，且在晶圆的上方设置喷淋头对晶圆喷淋润湿液，然而，在实际预润湿过程中，由于离心力影响，喷淋至晶圆表面的润湿液容易甩脱，无法保证润湿液在晶圆表面的停留时间，而且由于润湿空隙内空气气压的影响，润湿液难以有效突破阻力屏障浸入润湿空隙，导致润湿不充分，晶圆预润湿效果差，影响后续电镀。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种全新的晶圆的扫描式预润湿系统。

同时，本发明还涉及一种晶圆的预润湿方法。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种晶圆的扫描式预润湿系统，其包括润湿槽、晶圆载架、润湿单元，其中润湿槽形成有润湿腔，润湿腔形成有插装口和排液口；润湿单元包括喷淋座、呈线状分布在喷淋座上的多个喷淋头、用于驱动喷淋座沿着与多个喷淋头排布方向相交的方向直线往复运动的驱动部件、供液部件，其中每个喷淋头具有第一通道和第二通道，自第一通道喷出的润湿液经过第二通道的拦截和疏导后形成以第一通道出水口为圆心的扇形润湿区，每相邻两个扇形润湿区部分重合设置，多个扇形润湿区形成扫描基准区，预润湿时，晶圆载架自插装口插入润湿腔，晶圆的中心线水平设置，扫描基准区沿着晶圆的径向延伸，并在往复运动中所形成的预润湿区将晶圆的待润湿表面覆盖。

优选地，在第一通道内的润湿液流动方向与在第二通道内的润湿液流动方向相交。

优选地，喷淋头包括拆装于喷淋座上的安装部、喷淋本体，其中喷淋本体的上端部冒出安装部，第一通道位于喷淋本体内且上下延伸，第二通道位于喷淋本体冒出安装部的上端部。这样设置，方便安装和实施。

具体的，第一通道包括增压段和输出段，其中增压段的内径沿着第一通道内的润湿液流动方向逐渐变小，输出段将增压段与第二通道连通。这样设置，通过增压段的设置，有效提高润湿液的喷出压力，使得润湿液更容易突破晶圆表面空隙处的阻力屏障。

优选地，第二通道自喷淋本体的侧部向内凹陷并与输出段相交，以形成梳理区。