遮挡机构、匀流遮挡装置、匀流遮挡设备制造方法及图纸

技术编号:40133988 阅读:7 留言:0更新日期:2024-01-23 22:34
本技术提供一种遮挡机构、匀流遮挡装置、匀流遮挡设备,其包括遮挡板,设置在晶圆的下方用于对晶圆在电镀时进行遮挡,遮挡板通过其包括的外圈和内圈相夹设形成环状结构,内圈所围设形成的区域形状和晶圆的形状相同。遮挡板的设置可以控制电镀液对晶圆表面的接触情况。通过合理设置遮挡板的形状和位置,如本申请将遮挡板设置成环状结构且位于晶圆的下方,可以调整电流密度分布,从而提高电镀的均匀性避免电流在晶圆表面形成非均匀的分布,减少电镀层的厚度差异。同时,遮挡板的设置可以避免电镀液对晶圆平边缺口区域的影响,减少电场边缘差异化。这样可以获得均匀的电镀层,提高产品的质量和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及晶圆电镀领域,特别涉及一种遮挡机构、匀流遮挡装置、匀流遮挡设备


技术介绍

1、在晶圆的电镀领域,电镀是通过电解过程在某些金属表面镀上一层金属或其他合金。早期电镀技术大多应用于产品装饰和表面保护。发展至今,电镀技术在集成电路制造行业制造晶圆时,用作晶圆表面电镀而形成镀层。高端集成电路晶圆电镀时,通过夹具将晶圆水平放入电镀槽内电镀液自由表面下亚毫米深度,使晶圆正表面与电镀液充分接触,在化学反应下最终形成晶圆表面的金属凸块、互连导线和铜tsv等。

2、在一般情况下,过往电镀加工的晶圆大多数是圆形,但随着市场需求呈现多样化,平边晶圆作为产品原料在大电流芯片得到了大量应用,也就是说,晶圆至少包括形状为圆形的圆形晶圆和形状为平边的平边晶圆。具体而言,平边晶圆就是晶圆的外缘处具有缺口区域,即通常表现为直线段与晶圆剩余部分的圆形外缘相连以形成所述平边晶圆,具体可参见图1所示,缺口区域由长度为l的平边段和宽度为w的扇形虚线段围设而成,则平边晶圆由直径为d的正圆形区域去掉缺口区域后的区域所构成。所以由此可见,平边缺口造成的电场边缘差异化是导致这种晶圆电镀不均匀的主要原因。

3、另外在一些需求中,在晶圆上的芯片裸片是不均匀分布的,这就会产生不规则形状的非电镀区。晶圆上布有芯片区域会有许多光刻胶的开口,这些开口能起到导电作用,电镀时会有金属沉积;而没有分布芯片的区域也没有光刻胶开口,无法导电导致无金属沉积,这两种差异导致在两种不同的区域导电电流密度不同和电镀速率不同,最终导致不同区域的电镀镀层厚度不均匀以及在晶圆表面有一个厚度很高的点或区域,造成半导体器件可靠性差。

4、一般来说,晶圆平边缺口对晶圆电镀效果占主导地位,会导致在晶圆缺口附近的区域电镀层的厚度较高,即晶圆缺口附近区域的电镀速率较快,则晶圆的缺口是导致整体电镀均匀性差的主要原因。

5、因此,基于上述情况,急需一种不仅能够满足晶圆的电镀要求而且还能提高其电镀效果的装置。


技术实现思路

1、本技术要解决的技术问题是为了克服现有技术晶圆电镀效果欠佳的缺陷,提供一种遮挡机构、匀流遮挡装置、匀流遮挡设备。

2、本技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题:

3、一种遮挡机构,其包括遮挡板,所述遮挡板设置在晶圆的下方,用于对所述晶圆在电镀时进行遮挡,

4、所述遮挡板包括外圈和内圈,并通过所述外圈和所述内圈相夹设形成环状结构,所述内圈所围设形成的区域形状和所述晶圆的形状相同。

5、在本技术方案中,遮挡板的设置可以控制电镀液对晶圆表面的接触情况。通过合理设置遮挡板的形状和位置,如本申请将遮挡板设置成环状结构且位于晶圆的下方,可以调整电流密度分布,从而提高电镀的均匀性避免电流在晶圆表面形成非均匀的分布,减少电镀层的厚度差异。同时,遮挡板的设置可以避免电镀液对晶圆平边缺口区域的影响,减少电场边缘差异化。这样可以获得均匀的电镀层,提高产品的质量和可靠性。

6、综上,使用该技术手段可以实现晶圆电镀的均匀性,提高集成电路制造中晶圆表面电镀的质量。

7、较佳地,所述晶圆为平边晶圆,沿着所述平边晶圆的圆心所在的中心轴线的正投影方向,所述遮挡板的正投影区域至少部分覆盖所述平边晶圆中平边外缘的缺口区域。

8、在本技术方案中,采用上述技术手段可以解决平边晶圆电镀时电场边缘的差异化。具体来说,通过在平边晶圆下方设置遮挡板,可以遮挡平边晶圆处于电镀液中其下表面的缺口区域,使电镀液只对晶圆的正圆形区域进行电镀,从而减少电镀液在平边缺口区域的影响,提高电镀的均匀性。同时,遮挡板的设置可以避免平边晶圆的缺口区域的非均匀电镀导致厚度差异等问题,从而提高电镀层的质量,确保产品的可靠性和稳定性。

9、较佳地,沿着所述遮挡板所在的垂直于所述中心轴线的径向方向上,所述中心轴线到所述内圈的最小距离不大于所述平边晶圆的圆心到所述平边外缘的最小距离。

10、在本技术方案中,采用这种技术手段可以改善晶圆电镀过程中的不均匀现象,减少在平边区域产生的电场边缘差异化。遮挡板的设置使得电镀液在晶圆表面的接触区域更加均匀,这样就可以实现晶圆电镀的均匀性,提高晶圆表面镀层的质量和一致性。

11、较佳地,所述平边晶圆包括弧状外边缘和所述平边外缘,并通过所述弧状外边缘和所述平边外缘围设而成,所述内圈通过其包括的圆弧段和平边段围设成和所述平边晶圆形状相同的区域,所述内圈的圆心到所述圆弧段的距离不小于所述平边晶圆的圆心到所述弧状外边缘的距离,所述内圈的圆心到所述平边段的最小距离不大于所述平边晶圆的圆心到所述平边外缘的最小距离。

12、在本技术方案中,采用上述技术手段,可以有效避免电镀不均匀等现象发生,有助于提高晶圆表面镀层的均匀性和质量,保证产品的一致性。

13、较佳地,所述遮挡板的外圈直径大于所述晶圆的直径。

14、在本技术方案中,有效地实现了晶圆表面电镀的均匀性和一致性。

15、较佳地,所述遮挡机构还包括用于驱动所述遮挡板的驱动组件。

16、在本技术方案中,采用驱动组件对遮挡板进行驱动,当遮挡板的转速和晶圆的转速一致时,可以通过遮挡板一直遮挡晶圆的其他非电镀区域,确保晶圆电镀的正常运行,满足晶圆电镀的均匀性和一致性;当遮挡板的转速和晶圆的转速不一致时,旋转中假设遮挡板的旋转速度是晶圆旋转的3倍,那么在晶圆旋转一圈的时间段,遮挡板用于遮挡平边晶圆的缺口区域部分会和晶圆的缺口区域平行三次,即通过增加遮挡板的转速可以增加晶圆平边附近电场强度差异化的遮挡时间。

17、一种匀流遮挡装置,所述匀流遮挡装置包括匀流板、如上任意一项所述的遮挡机构以及连接所述匀流板和所述遮挡板的连接件。

18、在本技术方案中,通过采用连接件将遮挡板和匀流板相连接,使得匀流遮挡装置在满足对晶圆进行电镀时的均匀性和一致性的同时,还通过增设匀流板结构,用于在工作时搅拌电镀液消除由于波动产生的气泡,以消除气泡产生的不良影响,使得电镀液在电镀槽中以适宜的速度流动,为晶圆电镀创造最优的工作反应环境。

19、综上,通过这种匀流遮挡装置的设置,可以保证电镀液在晶圆表面的均匀分布,避免在平边缺口区域产生不均匀的电场边缘差异化。这有助于提高晶圆电镀的均匀性和质量,确保所形成的镀层具有一致的厚度和质量。

20、较佳地,所述遮挡机构还包括驱动组件,所述匀流板和所述遮挡板均通过所述驱动组件驱动进行转动。

21、在本技术方案中,这种设置可以实现遮挡板和匀流板的可控运动,以进一步优化电镀过程的均匀性。这种可控的遮挡板和匀流板运动,可以根据具体的晶圆形状和电镀需求进行灵活调整,优化电镀的均匀性和质量。这有助于提高晶圆表面镀层的一致性,并减少电镀过程中可能出现的缺陷和不均匀现象。

22、较佳地,沿着所述匀流遮挡装置的高度方向上,所述连接件设置在所述匀流板和所述遮挡板之间,所述驱动组件设置在所述连接件上;<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种遮挡机构,其包括遮挡板,所述遮挡板设置在晶圆的下方,用于对所述晶圆在电镀时进行遮挡,其特征在于,

2.如权利要求1所述的遮挡机构,其特征在于,所述晶圆为平边晶圆,沿着所述平边晶圆的圆心所在的中心轴线的正投影方向,所述遮挡板的正投影区域至少部分覆盖所述平边晶圆中平边外缘的缺口区域。

3.如权利要求2所述的遮挡机构,其特征在于,沿着所述遮挡板所在的垂直于所述中心轴线的径向方向上,所述中心轴线到所述内圈的最小距离不大于所述平边晶圆的圆心到所述平边外缘的最小距离。

4.如权利要求2所述的遮挡机构,其特征在于,所述平边晶圆包括弧状外边缘和所述平边外缘,并通过所述弧状外边缘和所述平边外缘围设而成,所述内圈通过其包括的圆弧段和平边段围设成和所述平边晶圆形状相同的区域,所述内圈的圆心到所述圆弧段的距离不小于所述平边晶圆的圆心到所述弧状外边缘的距离,所述内圈的圆心到所述平边段的最小距离不大于所述平边晶圆的圆心到所述平边外缘的最小距离。

5.如权利要求1所述的遮挡机构,其特征在于,所述遮挡板的外圈直径大于所述晶圆的直径。

6.如权利要求1所述的遮挡机构,其特征在于,所述遮挡机构还包括用于驱动所述遮挡板的驱动组件。

7.一种匀流遮挡装置,其特征在于,所述匀流遮挡装置包括匀流板、权利要求1-6任意一项所述的遮挡机构以及连接所述匀流板和所述遮挡板的连接件。

8.如权利要求7所述的匀流遮挡装置,其特征在于,所述遮挡机构还包括驱动组件,所述匀流板和所述遮挡板均通过所述驱动组件驱动进行转动。

9.如权利要求8所述的匀流遮挡装置,其特征在于,沿着所述匀流遮挡装置的高度方向上,所述连接件设置在所述匀流板和所述遮挡板之间,所述驱动组件设置在所述连接件上;

10.如权利要求7所述的匀流遮挡装置,其特征在于,沿着所述匀流遮挡装置的高度方向上,所述匀流板设置在所述遮挡板的下方。

11.一种匀流遮挡设备,其特征在于,所述匀流遮挡设备包括权利要求7-10任意一项所述匀流遮挡装置,以及用于驱动所述匀流遮挡装置和夹持晶圆的镀头转速相同的定位跟随装置。

12.如权利要求11所述的匀流遮挡设备,其特征在于,所述匀流遮挡装置用于对平边晶圆在电镀时进行遮挡;

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【技术特征摘要】

1.一种遮挡机构,其包括遮挡板,所述遮挡板设置在晶圆的下方,用于对所述晶圆在电镀时进行遮挡,其特征在于,

2.如权利要求1所述的遮挡机构,其特征在于,所述晶圆为平边晶圆,沿着所述平边晶圆的圆心所在的中心轴线的正投影方向,所述遮挡板的正投影区域至少部分覆盖所述平边晶圆中平边外缘的缺口区域。

3.如权利要求2所述的遮挡机构,其特征在于,沿着所述遮挡板所在的垂直于所述中心轴线的径向方向上,所述中心轴线到所述内圈的最小距离不大于所述平边晶圆的圆心到所述平边外缘的最小距离。

4.如权利要求2所述的遮挡机构,其特征在于,所述平边晶圆包括弧状外边缘和所述平边外缘,并通过所述弧状外边缘和所述平边外缘围设而成,所述内圈通过其包括的圆弧段和平边段围设成和所述平边晶圆形状相同的区域,所述内圈的圆心到所述圆弧段的距离不小于所述平边晶圆的圆心到所述弧状外边缘的距离,所述内圈的圆心到所述平边段的最小距离不大于所述平边晶圆的圆心到所述平边外缘的最小距离。

5.如权利要求1所述的遮挡机构,其特征在于,所述遮挡板的外圈直径大于所述晶圆的直径。

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【专利技术属性】
技术研发人员:史蒂文·贺·汪印琼玲王铮林鹏鹏
申请(专利权)人:新阳硅密上海半导体技术有限公司
类型:新型
国别省市:

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