电镀和/或电抛光晶片的 电镀和/或电抛光台以及方法 本发明是申请号为99813794.4，发明名称为“在电镀和/或电抛光期间装载和定位半导体工件的方法与设备”的中国专利申请的分案申请。
【技术领域】
本发明一般涉及到在工件的工艺处理过程中装载和定位半导体工件的方法和设备。更确切地说，本发明涉及到在半导体工件的电镀和/或电抛光期间电镀和/或电抛光晶片的电镀和/或电抛光台和方法。
背景技术
一般说来，半导体器件是制造或制作在盘状的称为晶片或切片的半导体材料上的。更确切地说，晶片起初是从硅锭上切下来的。然后晶片经过多次掩蔽、腐蚀和淀积工艺而形成半导体器件的电子学电路。
在过去的数十年间，半导体工业是半导体器件的功能按照摩尔定律增长，摩尔定律预言，半导体器件的功能每18个月将提高一倍。半导体器件功能的这种提高因减小了器件的特征尺寸(即，存在于器件中的最小尺寸)而部分地达到了。事实上，半导体器件的特征尺寸已迅速地由0.35μm降为0.25μm，而现在为0.18μm。无疑，这种趋向更小的半导体器件的趋势看来已进展至超出亚0.18μm的阶段。
然而，开发更强劲地半导体器件的一个潜在限制因素是互连线(单个半导体器件的引线以及将任何数目的半导体器件连在一起的导体引线)信号延迟的增大。随着半导体器件特征尺寸的减小，器件中的互连线密度增大。然而，互连线的更加接近增加了互连线的线间电容，从而引起更大的互连线信号延迟。一般说来，已发现互连线延迟随特征尺寸减小的平方而增大。与之对照，已发现栅延迟(即，半导体器件的栅极或台面的延迟)随特征尺寸减小而线性增大。
一个常规的补偿这种互连线延迟增大的办法是增加多个金属层。然而，这个办法的缺点是制作附加的金属层连带着增加了生产成本。而且，这些附加的金属层产生了附加发热，这对芯片性能和可靠性都是不利的。
因此，半导体工业已开始使用铜而非铝制作金属互连线。再者，铜的电迁徙(意为由铜制成的引线在电流负荷下减薄的趋势较弱)较铝弱。
然而，在半导体工业广泛使用铜之前，需要有新的工艺技术。更确切地说，可在晶片上用电镀工艺和/或用电抛光工艺腐蚀来制作铜层。一般说来，在电镀和/或电抛光工艺中，将晶片置于电解液中，然后向晶片供给电荷。这样，在电镀和/或电抛光工艺中就需要一个晶片夹来装载晶片并向晶片供给电荷。
【发明内容】
在本发明的典型实施方案中，在晶片的电镀和/或电抛光期间晶片夹组件包含接受晶片的晶片夹。晶片夹组件也包含致动器组件使晶片夹在第一和第二位置间移动。在第一位置时晶片夹打开。而在第二位置时晶片夹关闭。
本发明提供一种在电解液中电镀和/或电抛光晶片的电镀和/或电抛光槽，包含：一个保持晶片的晶片夹；一个容纳电解液的电解液容器；一个晶片夹组件，该晶片夹组件被配备成使所述晶片夹在第一和第二位置间移动，其中所述晶片夹在所述第一位置时打开，在所述第二位置时关闭，其中所述晶片夹在所述第二位置时被置于所述电解液容器中。
本发明提供一种在电镀和/或电抛光晶片期间保持晶片的方法，所述方法包括：在晶片夹内提供晶片；用所述晶片夹组件使晶片夹在第一和第二位置间移动，其中所述晶片夹在所述第一位置时打开，在所述第二位置时关闭，其中所述晶片夹在处于所述第二位置时被置于电解液容器中。
根据本发明的一种用于电镀和/或电抛光晶片的电镀和/或电抛光台，包含：
一个机架；
至少一个装在机架上的电镀和/或电抛光槽，所述电镀和/或电抛光槽具有电解液容器以及适当形成的用以盖在所述电解液容器上的盖板；以及
盖板提升组件，被构造成使所述盖板在第一位置和第二位置间移动，其中所述盖板在所述第一位置时盖在所述电解液容器上，而当在所述第二位置时，所述盖板从所述电解液容器上被提起。
根据本发明的一种用于操作电镀和/或电抛光台以便于电镀和/或电抛光半导体晶片的方法，所述电镀和/或电抛光台具有：
一个机架；
至少一个装在机架上的电镀和/或电抛光槽，所述电镀和/或电抛光槽具有电解液容器以及适当形成的用以盖在所述电解液容器上的盖板；以及
盖板提升组件，
所述方法包括：
a)使用所述盖板提升组件使得所述至少一个槽的所述盖板移动到第一位置以盖在所述电解液容器上；
b)当所述盖板处于第一位置时，将待处理的一个晶片装载于所述至少一个槽中；
c)使用所述至少一个槽处理所装载的晶片；
d)从所述至少一个槽中卸载所处理的晶片；
e)为任何数量的待处理晶片重复b)、c)和d)；以及
f)使得所述至少一个槽的所述盖板移动到第二位置，以便于从所述电解液容器处提升所述盖板。
【附图说明】
在本说明书的结论部分明确地指出了本发明的要点并清楚地提出了权利要求。然而，参照以下与权利要求相关的描述和附图，可在构成和操作方法两方面最好地了解本发明，在附图中相同的部分可由同样的数字来代表。
图1为一种典型实施方案的晶片处理设备俯视图；
图2为图1所示晶片处理设备沿2-2线截取的剖面图；
图3为图1所示晶片处理设备沿3-3线截取的另一剖面图；
图4为用图1所示晶片处理设备处理晶片的流程；
图5为图1所示晶片处理设备的一种替代结构的俯视图；
图6为图5所示晶片处理设备沿6-6线截取的剖面图；
图7为图5所示晶片处理设备沿7-7线截取的另一剖面图；
图8为图1所示晶片处理设备的另一种替代结构的俯视图；
图9为图1所示晶片处理设备还有另一种替代结构的俯视图；
图10为图1所示晶片处理设备再有另一种替代结构的俯视图；
图11为图10所示晶片处理设备沿11-11线截取的剖面图；
图12为图10所示晶片处理设备沿12-12线截取的另一剖面图；
图13为图1所示晶片处理设备的另一种替代结构；
图14为图13所示晶片处理设备沿14-14线截取的剖面图；
图15为图13所示晶片处理设备沿15-15线截取的另一剖面图；
图16为一电镀和/或电抛光槽的一种典型实施方案的剖面图；
图17为图16所示的电镀和/或电抛光槽一部分的俯视图；
图18A～18C为晶片夹组件的一种典型实施方案的剖面图；
图19为图18A～18C所示晶片夹组件一种替代结构的剖面图；
图20为图18A～18C所示晶片夹组件另一种替代结构的剖面图；
图21为图18A～18C所示晶片夹组件还有另一种替代结构的剖面图；
图22A和22B为图18A～18C所示晶片夹组件再有另一种替代结构的剖面图；
图23为晶片夹的一种典型实施方案的剖面图；
图24为图23所示晶片夹一种替代结构的剖面图；
图25为图23所示晶片夹另一种替代结构的剖面图；
图26为图23所示晶片夹还有另一种替代结构的剖面图；
图27为图23所示晶片夹再有另一种替代结构的剖面图；
图28为图23所示晶片夹另一种替代结构的剖面图；
图29为图23所示晶片夹还有另一种替代结构的剖面图；
图30为图23所示晶片夹再有另一种替代结构的剖面图；
图31A和31B为图16所示电镀和/或电抛光台一种替代结构的侧视图；
图32A和32B为图31A和31B所示电镀和/或电抛光台的俯视图；
图33A和33B为图31A和31B所示电镀和/或电抛光台的正视图；
图34为图31A和31B所示电镀和/或电抛光槽的一种典型实施方案的俯视图；
图35为图34所示电镀和/或电抛光槽的一种典型实施方案的侧视图；
图36为图34所示电镀和/或电抛光槽一部分的俯视图；
图37为图36所示部分的侧视图；
图38为图34所示电镀和/或电抛光槽另一部分的俯视图；
图39为图38所示部分的侧视图；
图40A和40B为图38所示部分沿40线截取的剖面图；
图41为图38所示部分沿41线截取的剖面图；
图42为图38所示部分沿42线截取的另一剖面图；
图43为图34所示电镀和/或电抛光槽一部分的剖面图；
图44为图34所示电镀和/或电抛光槽另一部分的透视图；
图45为图34所示电镀和/或电抛光槽还有另一部分的透视图；
图46为图34所示电镀和/或电抛光槽再有另一部分的底视图；
图47为图46所示部分的侧视图；
图48为图47所示侧视图一部分的放大图；
图49为晶片夹一种典型实施方案的部件分解透视图；
图50为图49所示晶片夹一种典型实施方案的部件分解透视图；
图51｀为图49所示晶片夹的剖面图；
图52A和52B为图49所示晶片夹的剖面图；
图53A～53G为图51所示晶片夹一部分的各种替代结构的剖面图；
图54为用图51所示晶片夹操纵晶片的流程；
图55为晶片夹一种替代实施方案的剖面图；
图56为晶片夹第二种替代实施方案的剖面图；
图57为晶片夹第三种替代实施方案的剖面图；
图58为晶片夹第四种替代实施方案的剖面图；
图59为晶片夹第五种替代实施方案的剖面图；
图60为晶片夹第六种替代实施方案的剖面图；
图61为晶片夹第七种替代实施方案的剖面图；
图62为晶片夹第八种替代实施方案的剖面图；
图63为晶片夹第九种替代实施方案的剖面图；
图64为晶片夹第十种替代实施方案的剖面图；
图65为晶片夹第十一种替代实施方案的剖面图；
图66为晶片夹第十二种替代实施方案的剖面图；
图67为晶片的俯视图。
【具体实施方式】
为了更彻底地了解本发明，下面描述了许多具体细节，如具体的材料、参数等。然而应承认，这种描述不意味着限制本发明的范围，而是能更全面和更完整地描述典型实施方案。
另外，本发明的要点特别适于与半导体工件或晶片的电镀和/或电抛光相关的用途。所以，在这方面描述了本发明的典型实施方案。然而应承认，这种描述不意味着限制本发明的用途或应用。更正确地说，这样的描述能够更全面和更完整地描述典型实施方案。
现在参见图1，晶片处理设备100被配置成用于电镀和/或电抛光半导体工件或晶片。在一种典型实施方案中，晶片处理设备100包含电镀和/或电抛光台102、清洗台104、储片台108和110、以及机械手106。
现在参见图4，晶片处理设备100所执行关于处理步骤以流程格式来描述。再参见图1，机械手106由储片台108和110(图4，框402)取得未处理的半导体工件或晶片。机械手106由储片台108和110取得的晶片被传递至电镀和/或电抛光台102(图4，框404)。如下面更详细描述的，晶片在电镀和/或电抛光台102中被电镀和/或电抛光(图4，框406)。电镀和/或电抛光过的晶片由机械手106传递至清洗台104(图4，框408)。晶片在清洗台104中清晰和干燥(图4，框410)。清洗和干燥过的晶片由机械手106传递回储片台108和110(图4，框412)。然后可对另一个未处理晶片重复整个工艺过程。然而应承认，可对图4所示步骤和上面的描述做出各种修改，而没有背离本发明的范围。
现在参见图2，在本发明的典型实施方案中，电镀和/或电抛光台102及清洗台104包括五个电镀和/或电抛光槽112及五个清洗槽114。因此，一次可电镀和/或电抛光多达五个晶片。然而应承认，电镀和/或电抛光台102及清洗台104可依照具体应用包括任何数目的电镀和/或电抛光槽112及清洗槽114。例如，对于小量应用，电镀和/或电抛光台102及清洗台104可分别配备一个电镀和/或电抛光槽112及一个清洗槽114。另外，应承认，电镀和/或电抛光槽112与清洗槽114数之比可依照具体应用而变。例如，在一种应用中，电镀和/或电抛光工艺过程比清洗工艺过程需要更长的处理时间，晶片处理设备100就可配备的电镀和/或电抛光槽112可多于清洗槽114。作为选择，对于电镀和/或电抛光工艺过程比清洗工艺过程需要较短处理时间的情形，晶片处理设备100就可配备的电镀和/或电抛光槽112少于清洗槽114。
如图2所示，电镀和/或电抛光槽112及一个清洗槽114为纵向叠置。按照这种方式，可增加处理的晶片数目而不增加晶片处理设备100的占地(所占用的地皮面积)。在竞争日益激烈的半导体工业中，增大每平方英尺晶片处理设备100占地面积的晶片处理数是有利的。
再参加图1，如上所述，从储片台108和110得到未处理的晶片，然后将处理过的晶片返回储片台108和110。更确切地说，参见图3，在此典型实施方案中，储片台108和110(图1)包含装晶片的卡式晶片盒116。如图3所示，配备机械手106从卡式晶片盒116取去未处理的晶片，并把晶片传递至任一电镀和/或电抛光槽112(图2)。配备的机械手106从任一清洗槽114(图2)将处理过的晶片送回卡式晶片盒116。虽然图3所示的是单卡式晶片盒116应承认，储片台108和110(图1)可包含任何数目的卡式晶片盒116。
另外，储片台108和110可依照具体应用可包含各种结构。例如，储片台108和110每个可包含至少一个卡式晶片盒116。在一种结构中，储片台108提供一个卡式晶片盒116装未处理的晶片。取出晶片，经过处理，再送回储片台108的卡式晶片盒116。在处理完来自储片台108卡式晶片盒116的晶片前，储片台110提供了另一个装有未处理晶片的卡式晶片盒116。一旦处理了来自储片台108卡式晶片盒116的晶片，就可开始处理来自储片台110卡式晶片盒116的未处理晶片。然后从储片台108卡式晶片盒116取去处理过的晶片，换上另一个装有未处理晶片的卡式晶片盒116。按照这种方式，晶片处理设备100可连续运转而没有非故意的中断。
在另一种结构中，储片台108可提供装有未处理晶片的卡式晶片盒116。储片台110提供一个空的卡式晶片盒116。来自储片台108卡式晶片盒116的未处理晶片被处理后送回到储片台110的空卡式晶片盒116。这种结构也便于处理设备100连续运转。然而，这种结构的优点是可指定两个储片台108和110之一用于未处理晶片，而另一个用于处理过的晶片。按照这种方式，操作者或机械手就不大可能将含处理过晶片的卡式晶片盒116误当作含未处理晶片者，或是相反。
在参见图2，晶片处理设备100包含机架单元，晶片处理设备100的各种电器和机械部件，如电源、泵、阀门等都装在其中。再参见图1，晶片处理设备100也包括计算机132来控制晶片处理设备100的操作。更确切地说，计算机132可配备适当的软件程序来完成图4所示及与图4相关的上述工艺步骤。
应承认，可对晶片处理设备100的结构作各种修改而没有背离本发明的构思和/或范围。在这方面，在下面的描述和相关的图中，将描述和叙述本发明的各种替代实施方案。然而应承认，这些替代实施方案不意味着证明可对本发明做出的所有修改。更正确地说，这些替代实施方案只是证明某些可能的修改。
参见图5～7，在本发明的一种替代实施方案中，晶片处理设备100包含储片台500。参见图7，储片台500配备一机械手502来升降卡式晶片盒116。因此，当晶片从卡式晶片盒116取出和送入时，可减少机械手106的纵向移动。按照这种方式，可提高机械手106的操作速率以适应晶片处理设备100的整体处理速率。
参见图8，在本发明的另一种替代实施方案中，晶片处理设备100包含机械手800来做横向移动(图8所示x方向)。因此，机械手800不必绕其垂直轴转动。
参见图9，在本发明还有一种替代实施方案中，晶片处理设备100包含一叠902电镀和/或电抛光槽112(图2)及清洗槽114(图2)。因此，可进一步减少处理设备100的占地。
参见图10～12，在本发明再有一种替代实施方案中，晶片处理设备100包含三叠1002、1004和1006电镀和/或电抛光槽112(图12)及清洗槽114(图12)。应承认，依照具体应用，可将各叠1002、1004和1006配备为不同组合的电镀和/或电抛光槽112。例如，可将1002和1006两叠配备为只含电镀和/或电抛光槽112。而叠1004可只配备为清洗槽114。作为选择，每一叠也可配备为电镀和/或电抛光槽112及清洗槽114的组合。晶片处理设备100也配备有做横向(图10中所示y方向)移动的机械手1008。参见图12，晶片处理设备100还包含另外的卡式晶片盒1202，以便为晶片处理设备100提供额外的处理容量。
至此，已描述了含电镀和/或电抛光台102(图1)及清洗台104(图2)的晶片处理设备100。然而应承认，可配备晶片处理设备100只含电镀和/或电抛光台102(图1)。例如，参见图9，
可配备晶片处理设备100只含叠902的电镀和/或电抛光台102(图1)。因此，晶片处理设备100只电镀和/或电抛光晶片而没有清洗晶片。处理过的晶片可在单独的晶片清洗设备中进行清洗。作为选择，处理过的晶片可在另一台晶片处理设备的清洗台中进行清洗。
另外，晶片处理设备100可包含其他的晶片处理台。例如，参见图13，在本发明的另一种实施方案中，晶片处理设备100包含化学机械磨平(CMP)台1302。按照这种方式，晶片除了电镀和/或电抛光及清洗外，还可磨平或抛光。进行这些处理的具体顺序可依照具体应用而变。例如，在一种应用中，晶片可在电镀和/或电抛光台102中电镀，在清洗台104中清洗，然后在CMP台1302中磨平。在另一种应用中，晶片可开始在电镀和/或电抛光台102中电抛光，在清洗台104中清洗，然后在CMP台1302中磨平。
这样在描述了晶片处理设备的各种典型实施方案后，下面将描述电镀和/或电抛光槽112的典型实施方案。现在参见图16和17，在本发明的一个典型实施方案中，电镀和/或电抛光槽112包含电解液容器1608、晶片夹1604、以及晶片夹组件1600。
参见图16，在此典型实施方案中，电解液容器1608装有电镀和/或电抛光晶片1602的电解液。在电镀和/或电抛光期间，晶片夹1604持有晶片1602。晶片夹组件1600使晶片夹1604在电解液容器1608中定位。晶片夹组件1600也使晶片夹1604转动，以提高电镀和/或电抛光工艺的均匀性。
在此典型实施方案中，参见图17，电解液容器1608 最好由隔板1610、1612、1614、1616和1618分成几部分1620、1622、1624、1626、1628和1630。然而应承认，电解液容器可依照具体应用由任何数目的隔板分成任何数目的适当部分。
参见图16，在此典型实施方案中，泵1654将电解液1656从储罐1658抽至电解液容器1608中。更确切地说，电解液1656流经过滤器1652和液体质量流量控制器(LMFCs)1646、1648和1650。过滤器1652从电解液1656除去污染物和不希望的颗粒。LMFCs 1646、1648和1650分别控制各部分1620、1624和1628(图17)的电解液流。然而应承认，电解液1656可依照具体应用而用任何方便的方法来提供。
如上所述，在电镀和/或电抛光期间，晶片夹1604持有晶片1602。在此典型实施方案中，机械手106向晶片夹1604送入或提供晶片1602。如上面所讨论的，机械手106可从卡式晶片盒116(图3)或前面的处理台或处理设备得到晶片1602。晶片1602也可依照具体应用由操作者手动装进晶片夹1604。
如下面更要详述的，在接受晶片1602后，晶片夹1604关闭以持有晶片1602。然后晶片夹组件1600将晶片夹1604和晶片1602定位在电解液容器1608中。更确切地说，在此典型实施方案中，晶片夹组件1600将晶片夹1604和晶片602定位在隔板1610、1612、1614、1616和1618(图17)上方，以在晶片1602底面与隔板1610、1612、1614、1616和1618(图17)顶部之间形成一间隙。
在此典型实施方案中，电解液1656流入1620、1624和1628部分(图17)并与晶片1602底面接触。电解液1656流过晶片1602底面与隔板1610、1612、1614、1616和1618(图17)之间形成的间隙。电解液1656再经1622、1626和1630部分(图17)回到储罐1658。
如下面更要详述的，晶片1602与一个或多个电源1640、1642和1644相连。再者，置于电解液容器1608中的一个或多个电极1631、1634和1636与电源1640、1642、1644相连。当电解液1656与晶片1602接触时，形成了电镀和/或电抛光晶片1602的回路。当晶片1602带电而对电极1632、1634和1636具有负电位时，则进行电镀。当晶片1602带电而对电极1632、1634和1636具有正电位时，晶片1602则适当地进行电抛光。另外，当晶片1602电镀时，电解液1656最好为硫酸溶液。而晶片1602电抛光时，电解液1656最好为磷酸溶液。然而应承认，依照具体应用电解液1656可包括各种化学品。
另外，如下面更要详述的，晶片夹组件1600可使晶片1602转动和/或振动，以便使晶片1602的电镀和/或电抛光更均匀。在晶片1602电镀和/或电抛光后，从电解液容器1608中取出晶片602。更确切地说，晶片夹组件1600从电解液容器1608中提起晶片夹1604。然后打开晶片夹1604。机械手106从晶片夹1604取去晶片1602，然后提供另一个晶片1602供电镀和/或电抛光用。为了更详细地描述电镀和/或电抛光工艺，参见1999年1月15日提出的美国专利申请Ser.No.09/232,864，题为PLATING APPARATUS AND METHOD，此处引用全部内容作为参考，以及1999年8月7日提出的PCT专利申请No.PCT/US99/15506，题为METHODS AND APPARATUS FOR ELECTROPOLISHINGMETAL INTERCONNECTIONS ON SEMICONDUCTOR DEVICES，此处引用全部内容作为参考。
如较早所述，上面已提供了电镀和/或电抛光槽112的具体细节，以便能更全面和更完整地描述本发明。这样，可修改电镀和/或电抛光槽112的各个方面而没有背离本发明的构思和/或范围。例如，虽然已将电镀和/或电抛光槽112叙述和描述为具有多个部分的电解液容器1608，电镀和/或电抛光槽112还可包含一静态浴。
这样在描述了一种典型的电镀和/或电抛光槽和方法后，下面将描述晶片夹1604和晶片夹组件1600的一种典型实施方案。作为要点，为了清楚和方便起见，此后将把晶片夹1604和晶片夹组件1600与半导体晶片的电镀结合起来描述。然而应承认，晶片夹1604和晶片夹组件1600可与任何适宜的晶片处理工艺，如电抛光、清洗、腐蚀等结合使用。另外，应承认，晶片夹1604和晶片夹组件1600可与非半导体晶片的各种工件处理结合使用。
参见图18A～18C，如上所述，在电镀和/或电抛光期间，晶片夹组件1600将晶片夹1604定位在电解液容器1608中(图16)。另外，配备晶片夹组件1600来打开和关闭晶片夹1604，以装入和取去晶片1602。
更确切地说，在此典型实施方案中，晶片夹组件1600包含致动器组件1860和弹簧组件1894。配备致动器组件1860使晶片夹1604在第一位置和第二位置间移动。在此实施方案中，配置致动器组件1860使晶片夹1604在高位和低位间移动。在第一位置，配置弹簧组件1894打开晶片夹1604，使之能取去和装入晶片1602。在第二位置，配置弹簧组件1894来关闭晶片夹1604。
在此实施方案中，致动器组件1860包含马达1828、齿轮1822和1824、以及导杆1820。马达1828经托架1816、导杆1820及齿轮1822和1824与轴1802相连。更确切地说，马达1828经齿轮1822和1824使导杆1820转动，转换为托架1816沿导轨1826的移动。托架1816与轴1802相连，后者刚性连接至晶片夹1604的顶部1858。按照这种方式，马达1828可升降晶片夹1604。然而应承认。晶片夹1604可用任何适宜的专职和方法如气动致动器、磁力等来升降。再者应承认，马达1828可包括直流伺服马达、步进马达等。
虽然图18A～18C所示为单导轨1826，应承认依照具体应用可使用任何数目的导轨1826。另外，参见图19，在本发明的一种替代实施方案中，在托架1816和另一托架1906间配置连接件1902和1904。连接件1902和1904可随导杆1820升降晶片夹1604而在托架1906与1816间移动。这样，托架1816就不大会卡在导轨1826上。然而应承认，任何适宜型的连接件都可用于托架1906与1816间的移动。
继续参见图18A～18C，弹簧组件1894包含套环1804、多个杆1806、以及多个弹簧1808。杆1806刚性地固定套环1804和晶片夹1604底部1856上。弹簧1808套在杆1806上，并置于套环1804与晶片夹1604顶部1858之间。另外，套环1804不与轴1802相连。因此，如图18B所示，随着晶片夹1604上升，套环1804触及盖板1810。如图18C所示，杆1806防止晶片夹1604底部1856进一步上升。然而，弹簧1808压缩，使晶片夹1604的顶部1858继续上升。这样，晶片夹1604打开，装入和取出晶片1602。
按照上述方式及图18A～18C所示，升高晶片夹1604的单一动作也使晶片夹1604打开。降低晶片夹1604的逆动作也关闭晶片夹1604。更确切地说，从图18C开始，当晶片1602已装在晶片夹1604中时，马达1828使晶片夹1604开始下降。如图18B所示，随着马达1828使晶片夹1604下降，弹簧1808张开使晶片夹1604关闭。
除了弹簧1808施力以外，对晶片夹1604顶部1858和底部1856间形成的腔体1830供给真空和/或减压气体，产生附加的力使晶片夹1604保持合在一起。更确切地说，参见图18B，晶片夹组件1600包含配有入口1870和1872的滑环组件1838。滑环组件1838也包含多个多个密封件1842以形成腔体1866和1868。在此典型实施方案中，经入口1870、管道1874、以及管线1832向腔体1830提供真空和/或减压气体。为了有助于腔体1830的密封，晶片夹1604也包含设在顶部1858与底部1856之间的密封件1878。
另外，参见图18B，如前面的简短描述及下面更要详述的，在电镀和/或电抛光期间向晶片1602施加电荷。更确切地说，在此典型实施方案中，滑环组件1838包含电刷1844、弹簧1846、以及螺钉1848。另外，如下面更要详述的，晶片夹1604包含与管线1850电接触的导电件1880，及与晶片1602电接触的弹簧件1882。因此，电荷经螺钉1848、弹簧1846、电刷1844、轴1802、管线1850、导电件1880、以及弹簧件1882施加至晶片1602上。这样，螺钉1848、弹簧1846、电刷1844、轴1802、管线1850、导电件1880、以及弹簧件1882都是由导电材料制成的。另外，由于轴可以转动，电刷1844是由导电的低摩擦材料如石墨制成的。
如下面更要详述的，为有助于使弹簧件1882和导电件1880在电镀和/或电抛光期间与电解液隔离，晶片夹1604包含密封件1884。在本发明的这个典型实施方案中，向腔体1892供给正压气体以检查密封件1884的密封质量。更确切地说，正压气体经入口1872、管道1876、以及管线1850来供给。晶片夹1604也包含密封件1886和1888，以有助于密封腔体1892。作为选择，可向腔体1892提供真空和/或减压气体，以检查密封件1884的密封质量。在晶片夹1604从电解液中取出时，可向腔体1892供给正压气体，以吹去晶片夹1604上的电解液。
如上所述，配备晶片夹组件1600使晶片夹1604转动以提高电镀和/或电抛光工艺的均匀性。更确切地说，在电镀和/或电抛光期间，晶片夹组件1600以5～100转/分的转速使晶片夹1604转动。然而应承认，晶片夹1604可依照具体应用而以不同的转速来转动。
另外，如下面更要详述的，晶片夹组件1600使晶片夹1604转动以有助于在电镀和/或电抛光后除去晶片夹1604上的电解液。在此过程中，晶片夹组件1600以300～5000转/分的转速，最好为500转/分，转动晶片夹1604。然而应承认，晶片夹组件1600可依照具体应用以不同的转速来转动晶片夹1604。如图20所示，在此过程中，当晶片夹1604在打开位置时，晶片夹1604可以转动。因此，在一种替代实施方案中，晶片夹组件1600包含轴承2002(图20)。在此典型实施方案中，轴承2002被描述为置于套环1804和盖板1810之间。然而应承认，轴承2002可依照具体应用而置于不同位置。例如，如果去掉套环1804或减小其尺寸，轴承2002可置于顶部1858与盖板1810之间。另外，应承认，晶片夹组件1600可依照具体应用以不同的速率转动晶片夹1604。
参见图18A，晶片夹组件1600包含转动组件1864以转动晶片夹1604。在此典型实施方案中，转动组件1864包含马达1836及与轴1802相连的传动带1834。在此典型实施方案中，马达1836和传动带1834置于托架1816下面。然而应承认，马达1836和传动带1834可置于不同的位置来使轴1802转动。例如，参见图21，晶片夹组件1600被描述为马达1836和传动带1834置于托架1816上面。作为选择，马达1836可经齿轮而非传动带1834与轴1802相连。马达1836也可直接与轴1802相连。在此实施方案中，马达1836可包括直流伺服马达、步进马达等。另外，应承认，转动组件1864可包括其他各种机构来使晶片夹1604转动。例如，可将转动组件1864配置为电磁系统来使晶片夹1604转动。
参见图18A～18C，在此典型实施方案中，轴1802由抗蚀的金属或金属合金如不锈钢制成。为了减小摩擦，与密封件1842和电刷1844接触的轴1802表面被机加工至约5微米，最好为2微米的表面粗糙度。另外，在此典型实施方案中，晶片夹组件1600包含置于轴1802与盖板1810间的轴承1812和1814。晶片夹组件1600也包含置于轴1802和托架1816间的轴承1818。轴承1812、1814、1818可包括球轴承、轴衬、低摩擦材料等。
如上所述，滑环组件1838被配置成提供真空和/或减压气体、减压气体、正压气体，并与轴1802电连接。至此，如图18A～18C具体描述的，滑环组件1838被表示为固定在托架1816上。与之对照，参见图22A和22B，在本发明的一种替代实施方案中，晶片夹组件1600包含滑环组件2200，当晶片夹1604升降时滑环组件2200保持不动。更确切地说，轴1802随晶片夹1604升降而经滑环组件2200滑动。
在下面的描述和附图中，描述和叙述本发明的各种替代实施方案。应承认，这些替代实施方案不意味着包括可对本发明做出的所有可能的修改和变通。更正确地说，这些替代实施方案只意味着证明了某些可能的修改和变通。
参见图23，在一种替代实施方案中，晶片夹1604的导电件1880被描述为没有密封件1888(图18A)。另外，弹簧2302向导电件1880施加电荷。对照图18C所示的导线1890，当晶片夹1604打开时，弹簧2302将导电件1880完全提起。
现在参见图24，在另一种替代实施方案中，晶片夹1604被描述为含Z形截面的密封件1884。与L形截面的密封件1884(图18A)相比可以更可靠地保持弹簧件1882的位置。然而应承认，可形成含各种截面的密封件1884。下面将就这方面，描述和叙述许多可能的截面。
现在参见图25，在还有另一种替代实施方案中，晶片夹1604被描述为含有在顶部1858中形成的管线1832和1852。然而应承认，可以各种形式形成832和1852。例如，可沿顶部1858表面形成沟槽。。管线1832和1852可为嵌入沟槽的管子。按照这种方式，管线1832和1852可更可靠地就位。
现在参见图26，在再有另一种替代实施方案中，晶片夹1604被描述为含有用螺母2602固定在底部1856上的杆1806。杆1806的端部和螺母2602都由封帽2604封住以防在电镀和/或电抛光期间接触电解液。
现在参见图27，在一种替代实施方案中，图26所示的替代实施方案被描述为含Z形截面的密封件1884。如上所述，这种截面可以更可靠地保持弹簧件1882的位置。
现在参见图28，在另一种替代实施方案中，晶片夹1604被描述为含有管线1852。因此，当晶片夹1604关闭时，先向管线1852提供真空和/或减压气体以加大是晶片夹1604合起来的力。在电镀和/或电抛光后可向管线1852供给正压气体以有助于吹去晶片夹1604上的电解液。
现在参见图29，在还有另一种替代实施方案中，晶片夹1604被描述为含有管线2902，以向晶片1602表面提供真空和/或减压气体以及正压气体。因此，在晶片夹1604关闭后，向管线1852和2902提供真空和/或减压气体，以加大使晶片夹1604合起来的力。在电镀和/或电抛光后，可向管线1852供给正压气体以有助于吹去晶片夹1604上的电解液。然后，打开晶片夹1604，间隙为1～3mm，最好为1.5mm。在晶片夹1604打开后，可向管线2902供给正压气体以有助于取下晶片1602。
现在参见图30，在再有另一种替代实施方案中，晶片夹1604被描述为含有单管线3002。因此，可同时向腔体3004和晶片1602表面提供真空和/或减压气体以及正压气体。
参见图31～33，更详细地描述了电镀和/或电抛光台102的一种典型实施方案。如上所述，电镀和/或电抛光台102含有一个或多个电镀和/或电抛光槽112。更确切地说，在此典型实施方案中，电镀和/或电抛光台102包含三个装在框架3202上的电镀和/或电抛光槽112。然而，如较早所述，依照具体应用可将任何数目的电镀和/或电抛光槽112装在框架3202上。
在此典型实施方案中，电镀和/或电抛光台102也包含导轨3204和汽缸3206以使晶片夹组件1600移动。更确切地说，汽缸3206使晶片夹组件1600转换为沿着装在框架3202上的导轨3204的移动。按照这种方式，如图32A和32B所示，晶片夹组件1600和晶片夹1604可从电解液容器1608中提起，以便维修电镀和/或电抛光槽112，包括晶片夹组件1600和晶片夹1604。更确切地，在图32B中，电镀和/或电抛光槽112被描述为晶片夹组件1600被提起来处于打开位置。在图32A中，电镀和/或电抛光槽112被描述为晶片夹组件1600在电解液容器1608上面处于关闭位置。然而应承认，可使用各种致动器来提起晶片夹组件1600。
参见图31A、32A和33A，电镀和/或电抛光槽112包含电解液容器1608和晶片夹组件1600。如图32A所示，晶片夹组件1600包含盖板1810以盖住电解液容器1608。这样，盖板1810包括一排气口3208，以排除来自电解液容器1608中的蒸汽。按照这种方式，在电镀和/或电抛光台102中的每个电镀和/或电抛光槽112都可独立排气，这样整个电镀和/或电抛光台102(图32A和33A)就不大需要大型的排气系统。
如图31A和32A所示，晶片1602可经狭槽1892送入电解液容器1608和由之取出。更确切地说，如上所述，机械手106将晶片1602送入电解液容器1608和由之取出。虽然狭槽1892被描述为形成在电解液容器1608上，但也可形成在盖板1810上。
如较早所述，晶片夹1604持有晶片1602(图18A)。参见图31A，在此典型实施方案中，晶片夹组件1600使晶片降入电解液容器1608中以进行电镀和/或电抛光。在完成电镀和/或电抛光后，晶片夹组件1600升高。以取下晶片1602和装入新的晶片1602。
现在参见图37，如上所述，晶片夹组件1600(图31A)包含托架1816。在此典型实施方案中，托架1816经轴1802与晶片夹1604相连(图18A)。更确切地说，如下面更要详述的，轴1802固定在晶片夹1604的顶部1858。另外，滑环组件1838固定在托架1816上。因此，轴1802被置于滑环组件1838中。
现在参见图35，应承认晶片夹组件1600的一部分处于盖板1810下面。现在参见图34，在此典型实施方案中，托架1816包含导轨1826。更确切地说，在此典型实施方案中，每个导轨1826包含设在轴衬3404内的杆3402。杆3402装在盖板1810上，而轴衬3404与托架1816相连。另外，在此典型实施方案中，备有四个导轨1826。然而应承认，依照具体应用，可使用任何数目的导轨1826。
现在参见图35，配备马达1828是托架1816沿导轨1826移动。更确切地说，马达1828与导轨1826接合使托架1816移动。另外，如上所述，在此典型实施方案中，托架1816与托架1906相连。更确切地说，托架1816和1906经连接件1902和1904相连，使能在托架1816和1906间移动。如较早所述，连接件1902和1904减小了托架1816和1906卡在导轨1826上的可能性。
现在参见图37，如上所述，配备转动的晶片夹1604。现在参见图35，配备马达1836使晶片夹1604转动(图37)。更确切地说，在此典型实施方案中，马达1836经传动带1834使轴1802转动。再参见图37，轴1802固定在晶片夹1604的顶部1858。另外，轴1802在滑环组件1838中转动。
继续参见图37，如上所述，晶片夹1604包含多个弹簧组件1894，使晶片夹1604打开和关闭。更确切地说，在此典型实施方案中，晶片夹1604包含六个弹簧组件1894。然而应承认，依照具体应用，可使用任何数目的弹簧组件1894。
继续参见图37，在此典型实施方案中，每个弹簧组件1894都包含杆1806，其一端为杆头而非套环1804(图18A)。更确切地说，参见图40A和40B，杆1806的一端固定在晶片夹1604的底部1856。其另一端包含一杆头4002。另外，弹簧1808套在杆1806上，置于顶部1858与杆头4002之间。因此，当晶片夹1604在底未时，弹簧1808张开，施力使顶部1858和底部1856保持关闭。随着晶片夹1604升高，杆头4002最终触及盖板1810的下侧(图34)。因此，弹簧1808压缩，杆1806使顶部1858与底部1856分开而打开晶片夹1604。
如上所述，参见图37，除了弹簧组件1894所施的力外，也提供真空和/或减压使晶片夹1604合在一起。参见图41，在此典型实施方案中，向密封件4104形成的腔体1830提供真空和/或减压。在较早的描述中及图18A～18V所示，在底部1856中形成腔体1830，并由密封件1878密封。与之相比，再参见图41，密封件4104可容易地用任何适宜的紧固件和/或方法，如螺钉、螺栓、粘接剂等装入底部1856。更确切地说，在此典型实施方案中，用一个环4106与密封件4104相接，可用适宜的紧固件如螺钉、螺栓等将环4106紧固在底部1856上。环4106有助于分散密封件4104附近由紧固件施加的力。另外，使用密封件4104比在底部1856中形成腔体1830更便宜和更可靠。密封件4104可包括任何柔顺材料如氟(氟碳)橡胶、硅橡胶等。
参见图42，如上所述，可向腔体1892提供真空和/或减压以检查和/或提高密封件1884形成的密封。另外，也如上所述，可向腔体1892提供压缩气体，以检查密封件1884形成的密封，提高密封件1884形成的密封，吹洗残留的电解液及其他各种目的。
然而，当向腔体1892提供真空和/或减压气体时，在晶片1602和顶部1852间可渗漏一些真空和/或减压气体。这样，即使停止了提供真空和/或减压气体，当晶片夹1604(图37)处于打开位置时，晶片1602可贴在顶部1852上，这样就不易取出晶片1602。参见图46～48，为防止晶片1602(图42)贴在在顶部1852上(图42)，可在晶片1602(图42)和顶部1852间(图42)加一带有纹路的板4600。在此实施方案中，纹路板4600在与晶片1602(图42)接触的整个表面上形成了多道沟槽4602。这样，渗漏到晶片1602(图42)背面的真空和/或减压气体都可容易地消失。因此，晶片1602(图42)就不容易贴在顶部1852上(图42)。
再参见图41和42，在此典型实施方案中，可分别经接头4102(图41)和4202(图42向腔体1830和1892提供真空、减压气体和/或压缩气体。现在参见图38，分别从管道1874经管线1832和从管道1876经官衔1852向接头4102(图41)和接头4202(图42)提供真空减压气体和/或压缩气体。
参见图43，经滑环组件1838向轴1802中形成的管道1874和1876提供真空、减压气体、和/或压缩气体。如上所述，配备滑环组件1838使在轴1802转动时向轴1802中提供真空和/或减压气体。更确切地说，如上所述，密封件1842在轴1802与滑环组件1838间形成腔体1866和1868(图18B)，可经入口1870和1872向之引入真空和/或减压气体。
参见图16，如上所述，保持晶片1602与电解液容器1608中的电解液1656表面平行，有助于提高电镀和/或电抛光工艺的均匀性。在这方面，参见图43，可将托架1816配置得与晶片夹1858平行。
参见图44，托架1816与滑环组件1838的对准可用分别调节多个螺钉4312和多个定位螺钉4314来调整。更确切地说，托架1816与滑环组件1838之间的间隙可用分别调节螺钉4312和定位螺钉4314来增减。在此实施方案中，至少使用三个螺钉4312和三个定位螺钉4314基本上就可在各个方向上调节滑环组件1838与托架1816的关系。然而应承认，可使用各种装置和方法来调节托架1816与滑环组件1838对准。
参见图45，顶部1858与轴1802的对准可通过分别调节多个螺钉4304和一个定位螺钉4306来调整。在此实施方案中，调节螺钉4304和定位螺钉4306来调整顶部1858与短茎4302的对准。更确切地说，可用螺钉4304和定位螺钉4306来调整顶部1858与短茎4302之间的间隙。在此实施方案中，使用三个螺钉4304和位于顶部1858与短茎4302中心的定位螺钉4306可从各个方向基本上调整顶部1858与短茎4302的对准。
另外，在此实施方案中，短茎4302用多个螺栓4308与轴1802相连。按照这种方式，可从轴1802取去顶部1858而无须重调对准。如较早所述，晶片夹1604(图37)可因各种原因如检查、修理、保养等而取出。为便于以后的再对准，参见图43，在此实施方案中，短茎4302与轴1802用榫头和榫孔形接头连接。另外，螺栓4308只与短茎4302和轴1802接触。按照这种方式，调节螺栓4308不影响顶部1858与短茎4302的对准。
这样描述了晶片夹组件的各种典型实施方案后，下面将描述晶片夹1604的各种典型实施方案。现在参见图49，晶片夹1604包含底部1856和顶部1858。底部1856做成含有开孔，以在电镀和/或电抛光期间露出晶片1602的底面。
在一种典型实施方案中，底部1856和顶部1858是由任何适宜的电绝缘和耐酸抗蚀材料，如陶瓷、聚四氟乙烯(商品名TEFLON)、聚氯乙烯(PVC)聚氟茚乙烯(PVDF)、聚丙烯等制成。作为选择，底部1856和顶部1858可由任何导电材料(如金属、金属合金等)敷以电绝缘和耐酸抗蚀材料来制作。在此典型实施方案中，底部1856和顶部1858是由金属层与塑料层的夹层材料制成的。金属层提供了整体性和强度。塑料层提供了对电解液的防护。
按照本发明的各个方面，晶片夹1604包含弹簧1882、导电件1880、以及密封件1884。如较早所述，本发明特别适于与持有晶片相关的用途。一般说来，半导体晶片基本上为圆形。因此，晶片夹1604的各种零部件(即，底部1856、密封件1884、导电件1880、弹簧件1882、以及顶部1858)都基本上表示为圆形。然而应承认，晶片夹1604的各种零部件可依照具体应用而包括各种形状。例如，参见图67，晶片6700可做成有一直边6702。这样，晶片夹1604的各种零部件可做成适合于直边6702。
现在参见图51，当晶片1602被置于底部1856与顶部1858之间时，按照本发明的一个方面，弹簧件1882最好沿晶片1602边缘与晶片1602接触。弹簧件1882最好也与导电件1880接触。这样，当导电件1880施加有电荷时，电荷就经弹簧件1882传导至晶片1602。
如图51所示，在此典型实施方案中，弹簧件1882设在晶片1602与导电件1880的唇部1880a之间。因此，当施加压力使底部1856与顶部1858合起来时，弹簧件1882使晶片1602与导电件1880间保持电接触。更确切地说，线圈形弹簧件1882的顶部和底部分别与晶片1602和唇部1880a接触。另外，弹簧件1882可与唇部1880a用任何适宜的方法如钎焊、熔焊等接合以形成较好的电接触。
晶片1602与导电件1880的触点数可随线圈形弹簧件1882的数目而改变。按照这种方式，施于晶片1602的电荷可较均匀地分布在晶片外缘附近。例如，对于200mm的晶片，定性地施加相当于1～10A的电荷。如果弹簧件1882与晶片1602形成1000个触点，则对于200mm的晶片，所施的电荷减小至相当于每个触点1～10mA。
在此典型实施方案中，导电件1880至今被叙述和描述具有唇部1880a。然而应承认，导电件1880可包括各种结构以与弹簧件1882电接触。例如，导电件1880可制成没有唇部1880a。在这种结构中，导电件1880的侧面可与弹簧件1882形成电接触。而且，导电件1880可一起去掉。电荷可直接施加至弹簧件1882上。然而，在这种结构中，在弹簧件1882施加电荷的部分可形成热点。
弹簧件1882可由任何导电和抗蚀材料制成。在此典型实施方案中，弹簧件1882是由金属或金属合金(如不锈钢、弹簧钢、钛等)制成。弹簧件1882也可敷以抗蚀材料(如铂、金等)。按照本发明的一个方面，弹簧件1882被制成环状的线圈形弹簧。然而，常规的线圈形弹簧截面可沿线圈长度而改变。更确切地说，一般，常规的线圈形弹簧具有椭圆截面，有长径和短径。在线圈形弹簧的一部分，椭圆截面的长径和短径可分别取纵向和横向。然而，这会总椭圆截面典型地沿线圈形弹簧的长度方向扭曲和旋转。于是，在线圈形弹簧的另一部分，椭圆截面的长径和短径可分别取横向和纵向。线圈形弹簧截面的这种不均匀性可引起与晶片1602的不均匀电接触，导致不均匀的电镀。
生产在其长度方向上具有均匀截面的线圈形弹簧是困难的，成本也不允许。这样，按照本发明的一个方面，弹簧件1882由多个线圈形弹簧构成，以保持基本上均匀的截面。在本发明的一个实施方案中，当弹簧件1882置于唇部1880A顶上时，所施电荷是由唇部1880a经弹簧件1882的全长传导的。因此，在这种结构中，多个线圈形弹簧不必是电互连的。然而，如较早所述，在本发明的另一种结构中，电荷可直接施加至弹簧件1882上。在这种结构中，多个线圈形弹簧是用任何适宜的方法如钎焊、熔焊等电连接起来的。在此实施方案中，弹簧件1882包含多个线圈形弹簧，每个线圈形弹簧长1～2英寸。然而应承认，弹簧件1882可依照具体应用而包含任何数目任何长度的线圈形弹簧。而且，如较早所述，弹簧件1882可包括任何适宜的柔性和导电材料。
参见图50和51，弹簧件1882可包含弹簧架5002。在此典型实施方案中，当弹簧件1882为线圈形弹簧时，弹簧架5002可做成穿过线圈形弹簧螺旋中心的杆。弹簧架5002便于控制弹簧件1882，尤其是当弹簧件1882包含多个线圈形弹簧时。另外，弹簧架5002提供了结构支撑以减少不希望的弹簧件1882变形。在此典型实施方案中，弹簧架5002最好由抗蚀材料(如铂、钛、不锈钢等)制成。而且，弹簧架5002可为导电的或非导电的。
导电件1880可由任何方便的导电抗蚀材料制成。在此典型实施方案中，导电件1880是由金属或金属合金(如钛、不锈钢等)敷以抗蚀材料(如铂、金等)制成。
电荷可经传输线5104和电极5102施加至导电件1880上。应承认，传输线5104可包括任何方便的导电体。例如，传输线5104可包括铜、铝、金等制成的导线。另外，传输线5104可用任何方便的方法与电源1640、1642和1644(图16)相连。例如，如图18A所示，传输线5104可经顶部1858并沿顶部1858上表面走线。
电极5102最好做成柔性的。因此，当施压使底部1856和顶部1858合起来时，电极5102顺从地保持与导电件1880的电接触。在这方面，电极5102可包括扁簧组件、线圈形弹簧组件等。电极5102可由任何方便的导电材料(如任何金属、金属合金等)制成。在此典型实施方案中，电极5102由抗蚀材料(如钛、不锈钢等)制成。另外，可在顶部1858周围设置任何数目的电极5102，以向导电件1880施加电荷。在此典型实施方案中，在顶部1858周围以约90°的近似相等间隔设置了四个电极5102。
如上所述，为电镀金属层，晶片1602浸在电解液中并施加电荷。当晶片1602带电具有的电位高于电极1632、1634和1636时(图16)，电解液中的金属离子迁徙至晶片1602表面形成金属层。然而，如果弹簧件1882和导电件1880暴露在电解液中，施加电荷时就会引起短路。另外，在电镀工艺期间，当晶片1602含有金属籽层时，金属籽层可起阳极的作用，弹簧件1882可起阴极的作用。这样，可在弹簧件1882上形成金属层，晶片1602上的籽层可被电抛光(即，除去)。弹簧件1882短路和除去晶片1602上的籽层可降低在晶片1602上形成的金属层均匀性。
这样，按照本发明的各个方面，密封件1884使弹簧件1882及导电件1880与电解液绝缘。密封件1884最好由抗蚀材料如氟(氟碳)橡胶、硅橡胶等制成。再者，虽然在图51所示的这个典型实施方案中，密封件1884含有L形截面，应承认，密封件1884也依照具体应用而包括各种形状和结构。密封件1884各种结构的某些实例示于图53A～53G。然而应承认，图53A～53G所示的各种结构只是一些实例，并不意味着表示密封件1884的每种和种种可能的替代结构。
如上所述和如图51所示，弹簧件1882和密封件1884沿晶片1602外缘与晶片1602接触。更确切地说，弹簧件1882和密封件1884与晶片1602外缘的宽度区5106接触。一般，晶片1602的这个区域以后不能用来制作微电子结构等。这样，按照本发明的一个方面，宽度区5106只占晶片1502总表面积的一小部分。例如，对于300mm的晶片，宽度区5106保持在2～6mm之间。然而应承认，依照具体应用，宽度区5106可占晶片1602总表面积的任何比例。例如，在一种应用中，淀积在晶片1602上的金属层的量可比晶片1602的可用面积更重要。这样，晶片1602表面积的大部分可用来与弹簧件1882和密封件1884接触，以接受施加的大电荷。
现在参见图54，用晶片夹1604(图51)进行的工艺处理步骤以流程的格式来表示。参见图51，打开晶片夹1604(图54，框5402)以接受待处理的晶片1602。更确切地说，底部1856可相对于顶部1858下降。作为选择，顶部1858也可相对于底部1856上升。如较早所述，可样各种方法打开晶片夹1604，如气动、弹簧、真空、磁力等。
如果晶片夹1604是空的(图54，判定框5404～5408的‘是’分支)，则提供或装入待处理的新晶片1602(图54，框5408)。然而，如果晶片夹1604装有前面处理过的晶片，则由晶片夹1604取出前面处理过的晶片(图54，判定框5404～5406的‘否’分支)，然后装入新晶片1602(图54，框5408)。如上所述，用机械手106(图16)完成晶片1602的操作。再者，可有卡式晶片盒116(图3)得到晶片1602以及将晶片1602返回卡式晶片盒116(图3)。
在晶片夹1604装入晶片1602后，可关闭晶片夹1604(图54，框5410)。如较早所述，底部1856可相对于顶部1858上升。作为选择，顶部1858可相对于底部1856下降。如上所述，当晶片夹1604关闭时，弹簧件1882形成与晶片1602和导电件1880的电接触。另外，导电件1880形成了与电极5102的电接触。
在晶片夹1604关闭后，晶片夹1604降入电解液容器1608(图16)中(图54，框5412)。如上所述，晶片1602浸入电解液。再者，如上所述，密封件1884防止电解液与弹簧件1882及导电件1880接触。
当晶片1602浸入电解液中时，电荷施加至晶片1602上(图54，框5414)。更确切地说，在此典型实施方案中，电荷经传输线5104、导体5102、导电件1880、以及弹簧件1882施加至晶片1602上。如上所述，弹簧件1882在晶片1602外缘形成多个触点以使施于晶片1602的电荷分布得更均匀。另外，如上所述，弹簧件1882与导电件1880形成多个触点以使施于弹簧件1882的电荷分布得更均匀。应承认，可在晶片夹1604降入电解液容器1608(图16)之前或之后施加电荷。
如较早所述，晶片夹1604可转动以使电镀在晶片1602(图16)上的金属层更均匀。如图16所示，在此典型实施方案中，晶片夹1604可绕z轴转动。另外，晶片夹1604可沿x-y平面振动。
再参见图51，在晶片1602电镀和/或电抛光后，晶片夹1604则可从电解液容器1608(图16)中提起(图54，框5416)。按照本发明的另一方面，供给干燥气体(如氩、氮等)以除去残留的电解液。更确切地说，参见图52A，经喷嘴5202供给干燥气体以除去密封件1884与晶片1602接合处残留的电解液。应承认，依照具体应用可使用任何数目的喷嘴5202。另外，在喷嘴供给干燥气体时，晶片夹1604可转动。这样，喷嘴5202可为固定的，也可为可动的。
晶片夹1604提起后，打开晶片夹1604(图54，框5402)。取出处理过的晶片(图54，判定框5404～5406的‘否’分支)。可供给干燥气体(如氩、氮等)以除去残留的电解液。更确切地说，参见图52B，喷嘴5204供给干燥气体以除去导电件1880、弹簧件1882以及密封件1884上残留的电解液。另外，在喷嘴5204供给干燥气体时，晶片夹1604可转动。这样，喷嘴5204可为固定的，也可为可动的。
在提供新晶片后(图54，框5408)，可重复整个工艺过程。然而应承认，可对吐4所示的工艺步骤做出各种修改而没有背离本发明的构思和范围。
在下面的描述和有关附图中，将描述和叙述本发明各方面的各种替代实施方案。然而应承认，这些替代实施方案不意味着证明可对本发明做出的所有各种修改。更正确地说，这些替代实施方案只是证明了许多可能修改中的某一些而没有背离本发明构思和/或范围。
现在参见图55，在本发明的一种典型替代实施方案中，按照本发明的各方面，晶片夹5500包含吹洗管线5506、喷嘴5508和喷嘴5510。在此典型实施方案中，吹洗管线5506、喷嘴5508和5510向弹簧件5514和密封件5504送入干燥气体(如氩、氮等)。按照这种方式，在处理晶片1602后，可吹去弹簧件5514和密封件5504的残留电解液。如上所述，保持弹簧件5514没有电解液，便于更均匀地电镀。另外，吹去密封件5504的电解液可在处理下一晶片时更好地密封。如图55所示，在此典型实施方案中，吹洗管线5506、喷嘴5508和5510都做在导电件5502中。另外，吹洗管线5506可与加压管线1852(图18A)相连。然而应承认，晶片夹5500可以各种方式适当地配备吹洗管线5506、喷嘴5508和5510而没有背离本发明的构思和/或范围。而且，应承认，在晶片夹5500中可制作任何数目的吹洗管线5506、喷嘴5508和5510。
现在参见图56，在本发明的另一种典型替代实施方案中，按照本发明的各方面，晶片夹5600包含吹洗管线5602和多个喷嘴5604。在此典型实施方案中，吹洗管线5602和多个喷嘴5604向密封件5606送入干燥气体(如氩、氮等)。按照这种方式，在处理过晶片1602并从晶片夹5600取出后，可吹去密封件5606顶上的残留电解液。如图56所示，在此典型实施方案中，吹洗管线5602和多个喷嘴5604可做在顶部5608中。然而应承认，晶片夹5600可以各种方式适当地配备吹洗管线5602和多个喷嘴5604而没有背离本发明的构思和/或范围。而且，应承认，在晶片夹5600中可制作任何数目的吹洗管线5602和喷嘴5604。
现在参见图57，在本发明还有另一种典型替代实施方案中，按照本发明的各方面，晶片夹5700包有吹洗管线5702及多个喷嘴5704和5710。在此典型实施方案中，吹洗管线5702及多个喷嘴5704和5710向密封件5706和弹簧件5712分别送入干燥气体(如氩、氮等)。按照这种方式，在处理过晶片1602并从晶片夹5700取出后，可吹去密封件5706和弹簧件5712顶上的残留电解液。如图57所示，在此典型实施方案中，吹洗管线5702及多个喷嘴5704和5710可做在顶部5708中。然而应承认，晶片夹5700可以各种方式适当地配备吹洗管线5702及多个喷嘴5704和5710而没有背离本发明的构思和/或范围。而且，应承认，在晶片夹5700中可制作任何数目的吹洗管线5702及喷嘴5704和5710。
现在参见图58，在本发明再有另一种典型替代实施方案中，按照本发明的各方面，晶片夹5800包有吹洗管线5802及多个密封环5804和5806。在此典型实施方案中，密封环5806形成了导电件5808与底部5810间的密封。同样，密封环5804形成了导电件5808与顶部5812间的密封。所以向吹洗管线5802送入正压气体并检漏，就可检查晶片1602与密封件5814间的密封质量。作为选择，可对吹洗管线5802抽气产生负压来检查晶片1602与密封件5814间的密封质量。如果使用后一过程，为防止电解液被吸入吹洗管线5802，在处理晶片1602后应停止吹洗管线5802的抽气，然后在取出晶片1602前经吹洗管线5802送入正压气体。在处理过晶片1602并从晶片夹5800取出后，经吹洗管线5802送入干燥气体(如氩、氮等)，可吹去弹簧件5816和密封件5814的残留电解液。
现在参见图59，在本发明还再有的另一种典型替代实施方案中，按照本发明的各方面，晶片夹5900包含梯形的密封件5902。在处理晶片1602后晶片夹5900转动时，梯形的密封件5902便于除去密封件5902的残留电解液。在此典型实施方案中，密封件5902的角度5904可为0～60°的范围，最好为20°。
现在参见图60，在本发明还有另一种典型替代实施方案中，按照本发明的各方面，晶片夹6000包含吹洗管线6002。在此典型实施方案中，吹洗管线6002是经底部6006和密封件6004形成的。经洗管线6002送入正压气体，可检查晶片1602与密封件6004间的密封质量。作为选择，可对吹洗管线6002抽气产生负压来检查晶片1602与密封件6004间的密封质量。如上所述，如果使用后一过程，为防止电解液被吸入吹洗管线6002，在处理晶片1602后应停止吹洗管线6002的抽气，然后在取出晶片1602前经吹洗管线6002送入正压气体。
现在参见图61，在本发明还有的另一种典型替代实施方案中，按照本发明的各方面，晶片夹6100包含吹洗管线6102、吹洗管线6108、以及多个密封环6116和6104。在此典型实施方案中，密封环6116形成了导电件6118与顶部6110间的密封。同样，密封环6104形成了导电件6118与底部6106间的密封。所以，可用吹洗管线6102和/或吹洗管线6108检查晶片1602与密封件6112间的密封质量。
更确切地说，在一种结构中，可向吹洗管线6102和吹洗管线6108送入压缩气体并检漏来检查密封质量。在另一种结构中，可对吹洗管线6102和吹洗管线6108抽气产生负压以检查晶片1602与密封件6112间的密封质量。在还有另一种结构中，可向吹洗管线6102或吹洗管线6108之一送入压缩气体，而另一个抽气产生负压。当用负压检漏时，为防止电解液吸入吹洗管线6102和/或吹洗管线6108，在处理晶片1602后应停止抽气，然后在取出晶片1602前经吹洗管线6102和/或吹洗管线6108送入正压气体。在处理过晶片1602并从晶片夹6100取出后，经吹洗管线6102和/或吹洗管线6108送入干燥气体(如氩、氮等)，可吹去密封件6112和弹簧件6114的残留电解液。
现在参见图62，在本发明的另一种典型替代实施方案中，按照本发明的各方面，晶片夹6200包含弹簧件6208、导电件6210以及密封件6206。在此典型实施方案中，弹簧件6208和导电件6210都置于密封件6206内。这种结构的优点是弹簧件6208、导电件6210以及密封件6206可预先组装起来。
晶片夹6200还包含经密封件6214和导电件6210形成的吹洗管线6214和多个喷嘴6212。经吹洗管线6214送入正压气体，可检查晶片1602与密封件6206间的密封质量。作为选择，可对吹洗管线6214抽气产生负压来检查晶片1602与密封件6206间的密封质量。如上所述，如果使用后一工艺，为防止电解液吸入吹洗管线6214，在处理晶片1602后应停止吹洗管线6214的抽气，然后在取出晶片1602前经吹洗管线6214送入正压气体。
现在参见图63，在本发明还有另一种典型替代实施方案中，晶片夹6300包含吹洗管线6302和多个喷嘴6304。在此典型实施方案中，吹洗管线6302和多个喷嘴6304向密封件6310、导电件6308以及弹簧件6306上送入干燥气体(如氩、氮等)。按照这种方式，在处理过晶片1602并从晶片夹6300取出后，可吹去密封件6310、导电件6308以及弹簧件6306顶上的残留电解液。如图63所示，在此典型实施方案中，吹洗管线6302和多个喷嘴6304可做在顶部6312中。然而应承认，晶片夹6300可以各种方式适当地配备吹洗管线6302及多个喷嘴6304而没有背离本发明的构思和/或范围。而且，应承认，在晶片夹6300中可制作任何数目的吹洗管线6302及喷嘴6304。
现在参见图64，在本发明再有另一种典型替代实施方案中，晶片夹6400包含密封件6402。在此典型实施方案中，密封件6402做成具有方形内槽以放置弹簧件6404。这种结构的优点是更可靠地放置弹簧件6404。然而应承认，可依照具体应用制成各种形状的密封件6402。
现在参见图65，在本发明还有另一种典型替代实施方案中，按照本发明的各方面，晶片夹6500包含吹洗管线6502、吹洗管线6508、以及密封环6506。在此典型实施方案中，密封环6506形成了底部6504和顶部6510间的密封。所以，晶片1602与密封件6512间的密封质量可用吹洗管线6502和/或吹洗管线6508来检查。
更确切地说，在一种结构中，可向吹洗管线6502和吹洗管线6508送入压缩气体并检漏来检查密封质量。在另一种结构中，可对吹洗管线6502和吹洗管线6508抽气产生负压以检查晶片1602与密封件6512间的密封质量。在还有另一种结构中，可向吹洗管线6502或吹洗管线6508之一送入压缩气体，而另一个抽气产生负压。当用负压检漏时，为防止电解液吸入吹洗管线6502和/或吹洗管线6508，在处理晶片1602后应停止抽气，然后在取出晶片1602前经吹洗管线6502和/或吹洗管线6508送入正压气体。在处理过晶片1602并从晶片夹6500取出后，经吹洗管线6502和/或吹洗管线6508送入干燥气体(如氩、氮等)，可吹去密封件6512和弹簧件6514的残留电解液。
现在参见图66，在本发明再有的另一种典型替代实施方案中，按照本发明的各方面，晶片夹6600包含梯形密封件6602。在处理晶片1602后晶片夹6600转动时，梯形的密封件6602便于除去密封件6602的残留电解液。在此典型实施方案中，密封件6602的角度6604可为0～60°的范围，最好为20°。
如较早所述，虽然结合附图所示的许多替代实施方案描述了本发明，还是可以做出各种修改而没有背离本发明的构思和/或范围。因此，本发明应不被解释为限于附图及上述的具体形式。