一种晶圆夹具及电镀设备制造技术

本发明专利技术提供了一种晶圆夹具及电镀设备，其中，晶圆夹具包括夹具本体和振动装置，夹具本体包括可相对旋转的动子组件和定子组件，动子组件可夹持晶圆，振动装置包括振动源，振动源安装于定子组件或动子组件。本发明专利技术中，夹具本体能够在振动源的驱动下带动晶圆振动，电镀时，晶圆置于电镀槽内盛放的电镀药液中，夹具本体和/或晶圆的振动将造成电镀药液流场的振动波，振动波经电镀槽的反射使得电镀药液在晶圆微孔(特别是深宽比达到12:1的TSV盲孔、超通孔)结构内部的由离子浓度扩散产生药液离子的质量传输得到改善和加强，从而使得微孔底部和侧壁的电镀层质量和电镀厚度均匀性得到改善和提高，由此实现电镀的均匀性和完好性。由此实现电镀的均匀性和完好性。由此实现电镀的均匀性和完好性。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆夹具及电镀设备


[0001]本专利技术涉及集成电路制造领域，具体地，涉及一种晶圆夹具，以及包含该晶圆夹具的电镀设备。

技术介绍

[0002]晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，其原始材料是硅，且由于其形状为圆形，故称为晶圆或硅晶圆。在生产过程中，需要对晶圆进行电镀工序，以在晶圆表面形成导电金属层，后续还将对导电金属层进行加工以制成导电线路。晶圆作为芯片的基本材料，其对于电镀镀层的要求是极高的，故而工艺的要求也较高。
[0003]现有的电镀设备，包含框架、电镀槽、循环系统、清洗槽、电镀头(晶圆夹具)等部分。其中，电镀头(晶圆夹具)是电镀加工最重要的辅助工具，其对电镀镀层的分布和工作效率有着直接影响。在电镀过程中，晶圆表面图形、深盲孔及V槽等特征结构内部由于流动性较差无法始终维持电镀药液浓度的一致性，导致晶圆电镀出现缺陷，极大的影响工艺品质。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种晶圆夹具，及包含该晶圆夹具的电镀设备，本专利技术通过振动装置的设置，加快晶圆表面电镀药液的换液速度和离子质量传输，特别有利于保证晶圆表面图形、深盲孔及V槽等特征结构内部电镀药液浓度的一致性，从而提升电镀的均匀性和完好性。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下所述技术方案：
[0006]一种晶圆夹具，包括夹具本体和振动装置，所述夹具本体包括可相对旋转的动子组件和定子组件，动子组件可夹持晶圆；所述振动装置包括振动源，振动源安装于定子组件或动子组件。
[0007]本技术方案中，通过采用以上结构设计，夹具本体能够在振动装置的驱动下带动晶圆振动，电镀时，晶圆置于电镀槽内盛放的电镀药液中，晶圆的振动将造成电镀药液流场的振动波，振动波经电镀槽的反射使得电镀药液在晶圆微孔(特别是深宽比达到12:1的TSV盲孔、超通孔)结构内部的由离子浓度扩散产生药液离子的质量传输得到改善和加强，从而使得微孔底部和侧壁的电镀层质量和电镀厚度均匀性得到改善和提高，由此实现电镀的均匀性和完好性。
[0008]优选地，所述动子组件包括晶圆基板和密封件，晶圆基板能够将晶圆压设于密封件上，所述振动源安装于晶圆基板上。
[0009]本技术方案中，通过采用以上结构设计，将振动源安装在晶圆基板上，在夹具本体进入电镀槽内进行电镀工作时，振动源的振动能够快速直接的传递给晶圆，使晶圆在电镀药液中发生振动，由此使电镀药液中的气泡消散或沿水流方向在不接触晶圆的情况下排出，从而使电镀药液与晶圆表面充分接触以顺利完成电镀。
[0010]优选地，电镀时，晶圆基板面向电镀槽的一面放置晶圆，晶圆基板背向电镀槽的一
面安装振动源。
[0011]本技术方案中，通过采用以上结构设计，将晶圆和振动源分别安装在晶圆基板的两个面，由此一方面使晶圆夹具的结构更加紧凑，另一方面，使振动源与晶圆的距离相对较近，由此有利于振动的传递。
[0012]优选地，所述振动源与晶圆的距离介于3～15mm之间。
[0013]本技术方案中，通过采用以上结构设计，将振动源与晶圆的距离限定在3～15mm之间，振动可以更好的传递。
[0014]优选地，所述动子组件包括驱动部和旋转组件，所述驱动部能够驱动旋转组件相对于定子组件旋转，旋转组件可夹持晶圆；
[0015]所述定子组件包括定子基板，驱动部包括可相对旋转的定子和转子，定子设于定子基板上，所述振动源安装在定子基板上。
[0016]本技术方案中，通过采用以上结构设计，振动源安装在定子基板上，振动将通过定子基板和动子组件的结构部件传递给晶圆，使晶圆在电镀药液中发生振动，从而有效去除气泡并解决晶圆表面微孔内部的电镀填充问题。
[0017]优选地，所述定子基板包括用于安装定子的安装部、及从安装部向外侧延伸的延伸部，所述振动源安装于定子基板的安装部或延伸部。
[0018]本技术方案中，通过采用以上的结构设计，定子基板包括安装部和延伸部，使用者可选择将振动源安装在延伸部上，延伸部具有更大的安装空间，以能够安装更大的振动源，由此使整个晶圆夹具都能以更大的振幅振动，从而有效去除电镀药液中的气泡，提高电镀的均匀性和完好性，并且，将振动源安装在定子基板的延伸部上，能够更加便捷的安装和拆换振动源。
[0019]优选地，所述振动装置还包括控制系统，所述控制系统控制振动源的启闭。
[0020]本技术方案中，通过采用以上的结构设计，利用控制系统的设计，对振动源启闭的控制，结构设计简单，操作便捷。
[0021]优选地，所述控制系统能够调节振动源的振动频率。
[0022]本技术方案中，通过采用以上的结构设计，振动源的振动频率可调，例如，当振动源为振动马达时，控制系统能够调节振动马达的转速，当振动源为超声波振动器时，控制系统能够调节超声波振动器的声波，当振动源为电磁振动器时，控制系统能够调节电磁振动器的振动频率，由此解决不同液体表面张力的差别，适应不同的工艺要求。
[0023]优选地，所述振动源为振动马达、超声波振动器、气动振动器和电磁振动器中的任意一种。
[0024]本技术方案中，通过采用以上的结构设计，振动马达、超声波振动器、电磁振动器、气动振动器均具有结构简单、振感强、可靠性高、响应时间短、占用体积空间小等优点，采用它们中的任意一个作为振动源，能够在保证工艺质量的同时，降低工艺成本。
[0025]优选地，当振动源为振动马达或电磁振动器或气动振动器时，电镀时，控制振动源的振动频率介于1～750Hz之间。
[0026]本技术方案中，通过采用以上结构设计，当振动源为振动马达或电磁振动器或气动振动器等低频振动源时，振动源的振动频率介于1～750Hz之间，使用者可根据实际需要选择调整具体数值，以在保证振动效果的同时，避免对振动装置造成过多的负担。
[0027]优选地，当振动源为超声波振动器时，电镀时，控制振动源的振动频率不大于200kHz。
[0028]本技术方案中，通过采用以上结构设计，当振动源为超声波振动器等高频振动源时，振动源的振动频率不大于200kHz，使用者可根据实际需要选择调整具体数值，以在保证振动效果的同时，避免对振动装置造成过多的负担。
[0029]一种电镀设备，包括以上任一项所述的晶圆夹具。
[0030]本技术方案中，通过采用以上结构设计，电镀设备包含以上任一项所述的晶圆夹具，晶圆夹具通过振动装置的设置，加快晶圆表面电镀药液的换液速度和离子质量传输，特别有利于保证晶圆表面图形、深盲孔及V槽等特征结构内部电镀药液浓度的一致性，从而提升电镀的均匀性和完好性。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0032]本专利技术提供的晶圆夹具及电镀设备，夹具本体能够在振动装置的驱动下带动晶圆振动，电镀时，晶圆置于电镀槽内盛放的电镀药液中，晶圆夹具和/或晶圆的振动将造成电镀药液流场的振动波，振动波经电镀槽的反射使得电镀药液在晶圆微孔(特别是深宽比达到12本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆夹具，其特征在于，包括夹具本体和振动装置，所述夹具本体包括可相对旋转的动子组件和定子组件，动子组件可夹持晶圆；所述振动装置包括振动源，振动源安装于定子组件或动子组件。2.根据权利要求1所述的晶圆夹具，其特征在于，所述动子组件包括晶圆基板和密封件，晶圆基板能够将晶圆压设于密封件上，所述振动源安装于晶圆基板上。3.根据权利要求2所述的晶圆夹具，其特征在于，电镀时，晶圆基板面向电镀槽的一面放置晶圆，晶圆基板背向电镀槽的一面安装振动源。4.根据权利要求2所述的晶圆夹具，其特征在于，所述振动源与晶圆的距离介于3～15mm之间。5.根据权利要求1所述的晶圆夹具，其特征在于，所述动子组件包括驱动部和旋转组件，所述驱动部能够驱动旋转组件相对于定子组件旋转，旋转组件可夹持晶圆；所述定子组件包括定子基板，驱动部包括可相对旋转的定子和转子，定子设于定子基板上，所述振动源安装在定子基板上。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文，
申请(专利权)人：新阳硅密上海半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：