一种适用于旋转喷镀的双面电镀工装制造技术

本发明专利技术提供一种适用于旋转喷镀的双面电镀工装，它包括配合连接的下环体、上环体和上盖，在下环体上设有带有一组下导电梳齿片的导电环，在上环体上设有带有一组上导电梳齿片的上导电环，在上环体上还均布有一组与上盖接触的支撑筒，在支撑筒内穿设有与上导电环连接的导电柱，在上盖内置有导电盘，在导电盘上均布有一组与导电柱对应配合的导电引柱，在导电片上还设有伸出上盖的导电轴，在上盖上均布有一组穿透上盖和导电盘的电镀液交换孔。本发明专利技术结构简单、使用方便，在倾斜旋转喷镀电镀工艺腔体结构基础上，实现了晶圆双面电镀，具有双面电镀速率差异小，均匀性高，操作简单，适用性强等优点。等优点。等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于旋转喷镀的双面电镀工装
[0001]
：本专利技术涉及电镀工装领域，具体地说就是一种适用于旋转喷镀的双面电镀工装。
[0002]
技术介绍
：在集成电路制造领域,随着3D堆叠技术的迅猛发展，特别是凸点金属制备，TSV侧壁金属制备、RDL制备工艺需求，对电镀工艺的均匀性和电镀方式提出了更高的要求。在硅基射频电路中，通常在晶圆通孔侧壁进行金属制备，形成波导腔。为保证通孔侧壁金属厚度均匀性，减少电镀工艺次数，晶圆双面电镀是最优的工艺解决方案。
[0003]目前，由于挂镀设备具有工艺槽结构简单，易改造的特点，晶圆双面电镀主要在挂镀设备上实现。挂镀设备进行双面电镀时，电镀阴极位于工艺槽体中心，两个阳极等间距分布在电镀阴极两侧。挂镀设备因其电镀阴极加载方式，导致晶圆无法进行自转。所以电镀金属层的厚度均匀性较差（7%～10%），无法满足日益增长的晶圆双面电镀工艺需求。
[0004]现有的倾斜旋转喷镀方式，因其具备晶圆自转能力，可以显著提升电镀金属层的厚度均匀性（≤5%）。倾斜旋转喷镀工艺腔室空间狭窄，结构紧凑，主要用于晶圆单面电镀，进行双面电镀则会存在若干问题。
[0005]首先，倾斜旋转喷镀工艺腔室中，电镀阴极需连接晶圆自转传动装置，无法添加第二阳极；其次，倾斜旋转喷镀工艺腔室中，晶圆背面区域与晶圆正面区域的电镀液流动速度存在差异，电镀主盐浓度梯度不一致，难以实现晶圆双面等速率电镀。
[0006]
技术实现思路
：本专利技术就是为克服现有技术中的不足，提供一种适用于旋转喷镀的双面电镀工装。
[0007]本申请提供以下技术方案：一种适用于旋转喷镀的双面电镀工装，其特征在于：通过一组绝缘螺钉，从下向上依次同轴连接在一起的下环体、上环体和上盖，在下环体上设有下环形台阶和下环槽，设置一个安装在下环槽内的下导电环，在下导电环上设有一组下导电梳齿片，在下环槽的槽壁上设有一组与下导电梳齿片对应通孔，以便下导电梳齿片的一端伸入到下环形台阶范围内；在上环体上设有对应分布的环形台阶和上环槽, 设置一个安装在上环槽内的上导电环，在上导电环上设有一组上导电梳齿片，在上环槽的槽壁上设有一组与上导电梳齿片对应通孔，以便上导电梳齿片的一端伸入到上环形台阶的范围内，所属上、下导电梳齿片为对应分布，在上环体上还均布有一端与上导电环连接的导电柱，在导电柱上套设有一端与上环体连接的支撑筒；在上盖里内置有导电盘，在导电盘上均布有一组一端伸出上盖的导电引柱，导电引柱与导电柱对应分布配合，在导电盘上还设有伸出上盖的导电轴,在导电轴的伸端端部设有螺纹，在上盖上均布有一组穿透导电盘的电镀液交换孔；支撑筒与上环体为一体式结构、下环体、上环体、上盖和支撑筒为绝缘材料制成。
[0008]在上述技术方案的基础上，还可以有以下进一步的技术方案：
在所述下环形台阶和上环形台阶上均延伸出上、下晶圆夹持台。
[0009]所述的下导电梳齿片的一端端部和上导电梳齿片的一端端部均设有30
°
的折角部。
[0010]在所述的导电盘上设有与电镀液交换孔外形对应，且等比例放大的让位孔,以便让位孔被上盖所包裹，避免导电盘外露。
[0011]所述的绝缘材料为PVDF材料。
[0012]所述的电镀液交换孔外形为逗号状通孔，一组电镀液交换孔尖细的尾部歪曲方向和角度均相同。
[0013]所述的上导电环的厚度小于上环槽的深度，所述下导电环的厚度大于下环槽的内度，使得下导电环的一部分可插入上环槽内，使得上导电环与下导电环相互接触形成二者的导电连接。
[0014]专利技术优点：本专利技术结构简单、使用方便，绝缘的上、下环体具有极高的机械强度，不易形变，能够用于多种厚度规格的晶圆；金属导电环结构简单，易更换，方便使用，导电梳齿以等间距环绕金属导电带，能够更好地支撑晶圆；导电梳齿以30
°
向上环压紧式晶圆夹持结构倾斜提升了梳齿与晶圆间的接触压力，降低接触电阻；倾斜旋转喷镀双面电镀工装旋转工作时，电镀液交换孔可以加速电镀液流通，保障通孔浸润，维持电镀液中主盐浓度；支撑筒具有一定高度，在满足电镀液流动的同时进一步的满足电镀液主盐扩散，更好的维持电镀液主盐浓度梯度需求；在倾斜旋转喷镀电镀工艺腔体结构基础上，实现了晶圆双面电镀，具有双面电镀速率差异小，均匀性高，操作简单，适用性强等优点。
[0015]附图说明：图1是本专利技术的爆炸结构示意图；图2时本专利技术中下环体的剖视图；图3是本专利技术中上环体的剖视图；图4是本专利技术中上盖的俯视图；图5是图4的A
‑
A剖视图；图6是图4的B
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B剖视图。
[0016]具体实施方式：如图1
‑
6所示，一种适用于旋转喷镀的双面电镀工装，它包括由所述的绝缘材料PVDF制成的下环体1、上环体2和上盖3，三者同轴分布，在三者上设有一组螺纹孔a，通过在螺纹孔a穿设对应配合的螺钉（图中未显示），将三者从下向上依次连接在一起，该螺钉具有绝缘性能。位于上盖3上的螺纹孔a为沉头孔。
[0017]在所述的下环体1上端端面上设有同轴分布的下环形台阶1a，在下环形台阶1a的台阶面上延伸出一块下晶圆夹持台1c，下晶圆夹持台1c的高度小于环形台阶1a的高度。
[0018]在下环形台阶1a外侧的下环体1一端端面上设有同轴分布的下环槽1b，在下环槽1b的环壁上设有一组与环形台阶1a连通的通孔，所述下晶圆夹持台1c的位置处没有通孔。
[0019]设置一个导电金属制成的片状具有弹性的下导电环4，在下导电环4的内环面向内侧延伸出一组下导电梳齿片4a，下导电梳齿片4a与通孔对应，以便下导电梳齿片4a的一端穿过通孔伸入到下环形台阶1a的范围内，在下导电梳齿片4a一端端部均设有向上弯曲30
°
的折角部。
[0020]下导电环4的厚度大于下环槽1b的深度，从而使得下导电环4安装环槽1b内后，其上端部一部分环体伸出到环槽1b外侧。
[0021]在所述上环体2下端面上设有同轴分布的上环形台阶2a，在上环形台阶2a的台阶面上延伸出一块与下晶圆夹持台1c对应分布的上晶圆夹持台（图中未显示），上晶圆夹持台的高度小于上环形台阶2a的高度。所述上、下晶圆夹持台外形相同，以便对应对放置在上、下环体之间的圆晶进行夹持。
[0022]在上环形台阶2a外侧的上环体2一端端面上设有同轴分布的上环槽2b，在上环槽2b的环壁上设有一组与上环形台阶2a连通的通孔，在所述上晶圆夹持台处没有通孔。
[0023]设置一个导电金属制成的片状具有弹性的上导电环5，在上导电环5的内环面向内侧延伸出一组上导电梳齿片5a，上导电梳齿片5a与通孔对应，以便上导电梳齿片5a的一端穿过通孔伸入到上环形台阶2a的范围内，在上导电梳齿片5a一端端部均设有向下弯曲30
°
的折角部。以便上、下导电梳齿片的折角部相互从上下两个方提供晶圆的接触压力，提升了梳齿与晶圆间的接触压力，从而降低接触电阻。
[0024]所述上导电环5的厚度小于上环槽2b的深度，从而使得将下环体1、上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于旋转喷镀的双面电镀工装，其特征在于：它包括通过一组绝缘螺钉依次同轴连接在一起的下环体（1）、上环体（2）和上盖（3），在下环体（1）上设有下环形台阶（1a）和下环槽（1b），设置一个安装在下环槽（1b）内的下导电环（4），在下导电环（4）上设有一组下导电梳齿片（4a），在下环槽（1b）的槽壁上设有一组与下导电梳齿片（4a）对应通孔，以便下导电梳齿片（4a）的一端伸入到下环形台阶（1a）的范围内；在上环体（2）上设有环形台阶（2a）和上环槽（2b）, 设置一个安装在上环槽（2b）内的上导电环（5），在上导电环（5）上设有一组上导电梳齿片（5a），在上环槽（2b）的槽壁上设有一组与上导电梳齿片（5a）对应通孔，以便上导电梳齿片（5a）的一端伸入到上环形台阶（2a）的范围内，所属上、下导电梳齿片（5a、4a）为对应分布，在上环体（2）上还均布有一端与上导电环连接的导电柱（5c），在导电柱（5c）上套设有一端与上环体（2）连接的支撑筒（2c）；上盖（3）里内置有导电盘（6），在导电盘上均布有一组一端伸出上盖（3）的导电引柱（3a），导电引柱（3a）与导电柱（6a）对应分布配合，在导电盘（6）上还设有伸出上盖的导电轴(6b),在导电轴(6b)的伸端端部设有螺纹（6c），在上盖（3）上均布有一组穿透导电盘（6）的电镀液交换孔（7）；支撑筒（6a）与上环体（2）为一体式结构，下环体...

【专利技术属性】
技术研发人员：房立峰，张伟，包星晨，张子文，赵加乐，
申请(专利权)人：华东光电集成器件研究所，
类型：发明
国别省市：