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一种晶圆电镀设备及电镀方法技术

技术编号:41142272 阅读:3 留言:0更新日期:2024-04-30 18:11
本发明专利技术涉及电镀技术领域,公开了一种晶圆电镀设备及电镀方法。这种晶圆电镀设备由下模组件A和上模组件B构成;下模组件A包括:底座和电镀溶液稳流板、电解阳极固定体、电解阳极、电解阳极盖板兼掩膜固定件、掩膜和阴极导体;上模组件B包括:覆盖镀件掩膜、掩膜固定件兼电解阳极固定体、电解阳极、电解阳极固定体及其的电镀溶液稳流板和固定箱体;镀件设置于下模组件A的掩膜上并用上模组件B的掩膜覆盖进行电解析出金属镀层的电子电镀方法。本发明专利技术通过上下电解阳极模组,同时电镀处理双面晶圆芯片和电子元器件镀件的上下两面的相同或不同电解区域,为高端电子产品的生产制造提供有效的电子电镀方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电镀,尤其是一种晶圆电镀设备及电镀方法


技术介绍

1、电子电镀是根据法拉第电解定律的电化学阴极沉积原理在电解槽中形成金属镀层、电子元器件纳米精密制造的特种制造技术,应用领域包括晶圆芯片电镀、印制板电镀、引线框架电镀、连接器电镀、微波器件等其他电子元器件制造。是唯一能够实现纳米级电子逻辑互连和微纳结构制造加工成形的关键技术,电子电镀已成为晶圆芯片制造、三维集成和器件封装、微纳器件制造、微机电系统、传感器、元器件等高端电子产品生产中的基础性、通用性、不可替代性特种制造技术。

2、为了使所述电子元器件具有可靠优异性能,在镀件表面形成的金属镀层需要满足具有高均匀性、同时需要具有优异致密性能和在各种恶劣环境下的强抗腐蚀性能的对各种形状复杂的镀件进行高效率的电子电镀方法。

3、采用电子电镀方法制造精密纳米级电子元器件镀件材料时,随着线路表面镀层厚度的增加,电子元器件材料线路的横截面积会逐渐变大,这是由于金属阳离子在镀件线路边缘具有优先放电沉积的特性,随着线路表面镀层厚度的增加,邻近电路间距减小并趋于发生闭合短路,同时线路表面镀层均匀度降低,导致电子元器件电子线路精密度降低甚至达不到产品规格要求。

4、现有技术中,在电镀液中添加适当的整平剂,其可在电子元器件材料的电镀过程中通过使金属离子优先在线路表面凹处放电抑制镀层均匀度的下降,以期实现芯片电子材料线路表面镀层增厚的同时而达到抑制电路间距减小的趋势。然而,这类电镀整平剂对金属阳离子沉积行为的调控效果受流体流场、流速、流向等影响很大。更重要的是,目前的电镀工艺只限于将镀件浸入循环流动的电镀溶液中,因此,电镀液极难在电子元器件材料线路表面形成快速的流动交换-电解析出效果,且很难保证电子元器件材料线路表面各处的流体流场状态保持一致,这导致电子元器件材料线路表面各处沉积速度难以达到均匀一致。

5、现有技术中,下述电子元器件-晶圆电镀的专利为了提升高端精密电子产品质量,提出了多种技术方案。

6、专利cn 115233279 a,公开了一体式晶圆电镀设备及电镀方法,通过阴极腔且构成阴极板,电镀槽体和电镀单元一体设置,从而方便实施单个或多个晶圆在电镀池进行电镀处理;另一方面使得阳极板在电镀消耗过程中始终保持稳定通电,确保电镀过程正常进行,同时有效避免气泡对晶圆表面金属离子沉积的影响,保证电镀质量。

7、专利cn 113846363 a,提供一种晶圆电镀挂具,通过采用有效的密封圈装置,减少对晶圆的压力,有效防止碎片发生。

8、专利cn 113832513 a,本专利技术提供了一种晶圆电镀方法及晶圆电镀设备通过将晶圆的待镀区域划分成多个电镀区域,并为每个电镀区域配置一个供电装置进行供电,实现了对晶圆的分区电镀和电镀参数的单独控制,本专利技术可通过对各个电镀区域供电量的选择,使各个电镀区域的镀层厚度相同,从而达到电镀均匀性的要求,提升电镀品质。

9、专利cn 116516446 a,本专利技术公开一种晶圆电镀设备及其电镀方法,通过带动晶圆沿其轴向的方向上进行自转、以及绕阳极的周向方向进行公转。实现电镀过程中使晶圆电力线分布更均匀,使得电镀后的晶圆厚度更均匀、结晶更细腻。

10、专利cn 111560638 a,本专利技术提供一种晶圆电镀设备,通过设计阳极组件和夹持机构,同时解决光阻图层内容易残留气泡及气泡不能及时排除的问题和电镀液均匀性差的问题,提高晶圆电镀的质量。

11、专利cn 111593391 a,本专利技术提供一种晶圆可冲洗的晶圆电镀设备。将设置喷头和收集槽,可清洗晶圆表面,避免晶圆表面带有不必要的杂质,晶圆表面仅镀有所需的金属离子,晶圆的电镀效果更佳。

12、专利cn 106917122 a,本专利技术公开了一种晶圆电镀装置,通过设置具有上凸弯曲面的阳极使得晶圆表面边缘区域与阳极之间的外侧传输电阻大于晶圆表面中心区域与阳极之间的内侧传输电阻,并通过旋转电机带动晶圆旋转,从而实现了晶圆电镀表面电场的均匀分布,具有操作简单、均匀性好、电镀效率高等特点,有效地保证了电镀过程中晶圆表面不同点的镀膜速度及镀膜厚度具有一致性。

13、专利cn 106917123 a,本专利技术公开了一种晶圆电镀装置,通过隔膜将电解液分为电导率不同的上层电镀液及下层电镀液,使得晶圆表面边缘区域与阳极之间的外侧传输电阻大于晶圆表面中心区域与阳极之间的内侧传输电阻,并通过旋转电机带动晶圆机构旋转,从而实现了晶圆电镀表面电场的均匀分布;具有操作简单、均匀性好、电镀效率高等特点。

14、专利cn 104562123 a,专利技术公开了一种晶圆电镀装置,通过设计晶圆输送装置;所用于将晶圆输送至所述容腔内,可以获得对晶圆进行电镀处理,自动化程度大,生产效率高,生产稳定性好,大大提高了晶圆的电镀品质及良品率。

15、针对形状复杂的高端精密电子镀件,例如,晶圆的电镀沉积,需要同时兼具高均匀性、优异致密性能和在各种恶劣环境下的强抗腐蚀性能的特征是高端电镀工艺生产制造的重要技术指标,但现有的电镀方法难以达到技术指标要求的电镀效果。主要原因是:难以同时实现高速、均匀流动冲刷芯片电子材料镀件表面但又不干扰电场分布的电镀溶液及电镀工艺方法。上述专利均不具备同时满足金属镀层高均匀性、优异致密性能和在各种恶劣环境下的强抗腐蚀性能的电镀要求。


技术实现思路

1、本专利技术要解决的技术问题是:克服现有技术中之不足,提供一种晶圆电镀设备及电镀方法。本专利技术兼具满足金属镀层高均匀性、优异致密性能和在各种恶劣环境下的强抗腐蚀性能的特征;本专利技术的晶圆电镀设备是一种具备同时电镀处理双面晶圆芯片和电子元器件镀件的上下两面的相同或不同电解区域的电镀设备。

2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:

3、一种晶圆电镀设备,包括,

4、下模组件,用于镀件电镀;

5、下母液槽,与下模组件管路连接,用于提供下模组件电镀溶液;

6、所述下模组件位于镀件下方,且从下往上依次包括,

7、底座,用于形成阳极溶液腔,底座设有下进液管,下进液管与下母液槽连通;

8、分流板,用于均匀分流从底座进入的电镀溶液,所述分流板盖设于底座上部,分流板上开设有多个分流孔;

9、阳极固定底板,用于固定阳极板,所述阳极固定底板上开设有多个上水孔;

10、阳极板;

11、阳极盖板,所述阳极盖板开设有多个溶液通道;

12、掩膜,安装于阳极盖板上部,掩膜上开设有多个溶液通孔;

13、所述溶液通道正投影在阳极板的区域为喷口单元,喷口单元上开设有多个阳极板喷水孔,阳极板喷水孔与上水孔一一对应连通设置;

14、所述喷口单元、溶液通道、溶液通孔和电镀区域一一对应设置;

15、所述下模组件还包括回收电镀溶液的回收装置。

16、进一步地,这种晶圆电镀设备还包括,

17、上模组件,位本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种晶圆电镀设备,其特征在于:包括,

2.根据权利要求1所述的一种晶圆电镀设备,其特征在于:还包括,

3.根据权利要求1或2所述的一种晶圆电镀设备,其特征在于:所述底座(1)、分流板(2)、阳极固定底板(3)、阳极板(4)、阳极盖板(5)、掩膜(6)和镀件(300)同轴设置。

4.根据权利要求1或2所述的一种晶圆电镀设备,其特征在于:所述回水装置包括阳极板回水孔(43),阳极板回水孔(43)位于喷口单元(41)上;所述阳极固定底板(3)上表面还开设有多条回水槽(33),回水槽(33)与阳极板回水孔(43)连通;所述阳极固定底板(3)上表面边缘处开设有回水通道(32),回水槽(33)与回水通道(32)连通,回水通道(32)连接有回水管路,下模组件(100)的回水管路与下母液槽(400)连通,上模组件(200)的回水管路与上母液槽(500)连通。

5.根据权利要求4所述的一种晶圆电镀设备,其特征在于:所述喷口单元(41)中阳极板喷水孔(42)和阳极板回水孔(43)间隔设置;所述阳极固定底板(3)中上水孔(31)和回水槽(33)间隔设置。

6.根据权利要求1或2所述的一种晶圆电镀设备,其特征在于:所述喷口单元(41)与电镀区域(301)两者的表面积比为(1~2.5):1;所述喷口单元(41)表面积为喷口单元(41)平面表面积、阳极板喷水孔(42)侧壁表面积和阳极板回水孔(43)侧壁表面积的总和。

7.根据权利要求1或2所述的一种晶圆电镀设备,其特征在于:所述溶液通道(51)与溶液通孔(61)两者的表面积比为(1~1.5):1;所述溶液通道(51)表面积为溶液通道(51)开口面积。

8.根据权利要求1或2所述的一种晶圆电镀设备,其特征在于:所述溶液通孔(61)与电镀区域(301)两者的表面积比为(1~1.5):1。

9.一种如权利要求1所述的一种晶圆电镀设备的电镀方法,其特征在于:具体包括如下步骤:

10.一种如权利要求2所述的一种晶圆电镀设备的电镀方法,其特征在于:具体包括如下步骤:

...

【技术特征摘要】

1.一种晶圆电镀设备,其特征在于:包括,

2.根据权利要求1所述的一种晶圆电镀设备,其特征在于:还包括,

3.根据权利要求1或2所述的一种晶圆电镀设备,其特征在于:所述底座(1)、分流板(2)、阳极固定底板(3)、阳极板(4)、阳极盖板(5)、掩膜(6)和镀件(300)同轴设置。

4.根据权利要求1或2所述的一种晶圆电镀设备,其特征在于:所述回水装置包括阳极板回水孔(43),阳极板回水孔(43)位于喷口单元(41)上;所述阳极固定底板(3)上表面还开设有多条回水槽(33),回水槽(33)与阳极板回水孔(43)连通;所述阳极固定底板(3)上表面边缘处开设有回水通道(32),回水槽(33)与回水通道(32)连通,回水通道(32)连接有回水管路,下模组件(100)的回水管路与下母液槽(400)连通,上模组件(200)的回水管路与上母液槽(500)连通。

5.根据权利要求4所述的一种晶圆电镀设备,其特征在于:所述喷口单元(41)中阳极板喷水孔(42)和阳极板...

【专利技术属性】
技术研发人员:门松明珠周爱和
申请(专利权)人:昆山一鼎工业科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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