【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晶圆电化学沉积，尤其涉及一种快速补充金属离子的半导体晶圆电化学沉积设备。
技术介绍
1、晶圆电化学沉积一般也叫晶圆电镀，是晶圆制造过程中重要的工艺步骤，特别是在封装过程中，主要取决于电镀能不能达到良好的效果。
2、晶圆电化学沉积设备的种类并不多，世界上仅有少数厂商能够做好，主要的厂商如泛林lam、应用材料amat、asm-nex,这些厂商的设备几乎占据的90%以上份额，设备价值和技术难度极高，针对一些特殊工艺一些厂商设计了相对廉价的设备，比如ejja、class-one以及ap&s等公司的设备。
3、参照图1，以现有技术的电化学沉积设备，采用的是旋转圆盘电极的基本原理，晶圆夹持在旋转圆盘的下方，浸入电镀液后通电旋转圆盘作为阴极，金属离子通过还原反应，沉积在晶圆的下表面。
4、在此过程中，需要保障晶圆整面的金属沉积高度相同，这就要求金属离子的晶圆的附近不断的消耗过程中，迅速得到补充，否则会造成晶圆表面金属化不平整，良率不高。
技术实现思路
1、为了解决上面列出的问题，本专利技术提出一种快速补充金属离子的半导体晶圆电化学沉积设备。
2、包括旋转圆盘电极和固定在底板上的阳极区域、阴极区域。
3、阳极区域包括呈圆柱的阳极腔，阳极腔的侧壁设置为带孔侧壁，也即该带孔侧壁上开有均匀分布的通孔，于带孔侧壁之外套紧固定离子膜，该离子膜以带孔侧壁为支撑并套在带孔侧壁的外侧，阳极腔的顶部为锥顶，锥顶下端呈倒锥形，在带孔侧壁
4、阳极补液通路和阳极排气通路设置的方式是避开带孔侧壁上通孔位置设置，也就是通路与带孔侧壁的通孔不在相同的竖直方向上。
5、由于阳极在发生氧化反应过程中，电解液中会产生氯气或氢气等微量气泡，在锥顶的作用下气泡向外侧排散挤压并合，并通过阳极排气通路排走，在电化学沉积过程中消耗的阳极电镀液通过阳极补液通路得到有效的补充。
6、阳极腔内还包括金属消耗材料，通常是金属块、金属条或金属球等形式，其设置方式在现有技术范围内，因而不再展开。
7、阴极区域包括设置于阳极腔外的内腔，内腔呈圆形且高于阳极腔并与阳极腔同圆心设置，内腔和阳极腔之间设置有为阴极区补液的阴极补液口，该阴极补液口设置自下而上与底板固定；内腔内水平固定有均流板，均流板上均匀分布有小孔，均流板位于阳极腔之上并高于阳极腔。
8、内腔之外设置有圆形的外腔，外腔和内腔同圆心设置，外腔高于内腔，外腔和内腔之间为溢流区，内腔的阴极液在不断的阴极补液过程中，阴极液从内腔顶部溢流至溢流区，外腔的侧壁底部设置有阴极排液口用于把溢流的阴极液排除。
9、进一步的，内腔的顶部设置有略低于顶面的缺口，缺口边缘呈均匀细密连续的尖状，这样可以刺破液体的水膜效应。与此对应，旋转圆盘电极所固定的晶圆设置的水平高度低于该缺口所在水平高度。
10、与现有技术的电化学沉积设备相比，本申请的一种快速补充金属离子的半导体晶圆电化学沉积设备具备以下特点：
11、金属离子通过补液和离子膜渗透两方面迅速补充所需金属离子；
12、且在设备狭小有限的空间内，设置圆形离子膜的方式，大大提高了金属离子的有效渗透通量；
13、阴极补液的流动方式使得阴极液进量大，有利于提高晶圆电化学沉积的一致性；
14、阳极补液、排气可靠稳定，对晶圆电化学沉积起到很好的保证作用；
15、分体加工难度低，相比现有技术复杂的配合机构，本申请的各个部件没有复杂的配合结构，成本效益高，制造水平稳定可靠。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种快速补充金属离子的半导体晶圆电化学沉积设备，包括旋转圆盘电极和固定在底板上的阳极区域、阴极区域，其特征在于：阳极区域包括呈圆柱的阳极腔(3)，阳极腔(3)的侧壁设置为带孔侧壁(32)，于带孔侧壁(32)之外套紧固定离子膜(33)，该离子膜(33)以带孔侧壁(32)为支撑并套在带孔侧壁(32)的外侧；
2.根据权利要求1所述的一种快速补充金属离子的半导体晶圆电化学沉积设备，其特征在于：阳极腔(3)的顶部为锥顶(31)，锥顶(31)下端呈倒锥形。
3.根据权利要求1所述的一种快速补充金属离子的半导体晶圆电化学沉积设备，其特征在于：在带孔侧壁(32)与锥顶(31)的内部暗设连通的通路，包括至少一个阳极补液通路和至少一个阳极排气通路。
4.根据权利要求1所述的一种快速补充金属离子的半导体晶圆电化学沉积设备，其特征在于：内腔(2)的顶部设置有略低于顶面的缺口(21)，缺口(21)边缘呈均匀细密连续的尖状。
【技术特征摘要】
1.一种快速补充金属离子的半导体晶圆电化学沉积设备，包括旋转圆盘电极和固定在底板上的阳极区域、阴极区域，其特征在于：阳极区域包括呈圆柱的阳极腔(3)，阳极腔(3)的侧壁设置为带孔侧壁(32)，于带孔侧壁(32)之外套紧固定离子膜(33)，该离子膜(33)以带孔侧壁(32)为支撑并套在带孔侧壁(32)的外侧；
2.根据权利要求1所述的一种快速补充金属离子的半导体晶圆电化学沉积设备，其特征在于：阳极腔(3)的顶部为...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨仕品，华斌，
申请(专利权)人：苏州智程半导体科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。