CN109518244A - 可削弱镀层边缘效应的晶圆镀铜工艺 - Google Patents

可削弱镀层边缘效应的晶圆镀铜工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可削弱镀层边缘效应的晶圆镀铜工艺，解决了晶圆在电镀过程中边缘位置镀层厚度急剧增加的问题。在镀槽（1）中设置镀铜液（2），将晶圆（5）和钛蓝阳极（7）设置在镀铜液（2）中；制作垂直剪切屏（8），在晶圆（5）与钛蓝阳极（7）之间设置垂直剪切屏（8），通电开始为晶圆镀铜，同时控制电控气缸（13），以60次/分钟的频率，使垂直剪切屏（8）上下振动，垂直剪切屏（8）的振动幅度为40毫米；当完成对晶圆（5）镀铜后，停止垂直剪切屏（8）的上下振动。减少了晶圆边缘镀层厚度急剧增加的缺陷，提高了镀层的均匀性。

Description

可削弱镀层边缘效应的晶圆镀铜工艺
技术领域
本发明涉及一种晶圆镀铜工艺，特别涉及一种可降低镀层边缘效应的晶圆镀铜工艺。
背景技术
晶圆电镀设备主要应用于集成电路先进封装中晶圆铜柱、凸点、图形、TSV铜填充等电镀的应用。目前，以3D封装为代表的先进封装技术正成为业界备受关注的新技术，尤其是电镀在其中的应用尤为重要。晶圆电镀设备中的晶圆镀铜工艺槽，用于8寸及以下晶圆镀铜工艺，实现在平面图形上铜柱、图形等制作，镀层厚度达到100微米，镀层厚度的均匀性要≤±10%；但在电镀过程中，电力线的放射状分布，会导致阴极电流分布不均匀，致使晶圆边缘位置镀层厚度急剧增加，形成了电镀工艺中常见的“边缘效应”，如何改善电力线的分布，提高溶液的极化度，使镀层更加均匀，是急需要解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种可削弱镀层边缘效应的晶圆镀铜工艺，解决了晶圆在电镀过程中边缘位置镀层厚度急剧增加的技术问题。本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：
一种可降低镀层边缘效应的晶圆镀铜工艺，包括以下步骤：
第一步、在镀槽中设置镀铜液，在镀槽上设置阴极杆和阳极杆，在阳极杆上吊接钛蓝阳极，在阴极杆上设置晶圆夹具，将晶圆装在晶圆夹具上，将晶圆和钛蓝阳极设置在镀铜液中；
第二步、制作垂直剪切屏：在两平行立柱之间等间隔地彼此平行地设置L形剪切板，L形剪切板的长度与晶圆的直径的比为1.5:1，相邻的两L形剪切板的间距为32毫米，L形剪切板的高度为8毫米；
第三步、在晶圆与钛蓝阳极之间设置垂直剪切屏，晶圆的中心点与钛蓝阳极的中心点之间的连线与垂直剪切屏所在平面要相互垂直设置，L形剪切板与晶圆的距离为60毫米，L形剪切板与钛蓝阳极的距离为155毫米。
第四步、在镀槽的顶端对称地设置一对通孔，在垂直剪切屏的两平行立柱的顶端均连接有悬挑杆，悬挑杆的外端穿过通孔后悬挑到电镀槽的外侧，在电镀槽的前后两侧面上均设置电控气缸，电控气缸的向上伸出的输出轴与悬挑杆的外端顶接在一起；
第五步、通电开始为晶圆镀铜，同时控制电控气缸，以60次/分钟的频率，使垂直剪切屏上下振动，垂直剪切屏的振动幅度为40毫米；
第六步、当完成对晶圆镀铜后，停止垂直剪切屏的上下振动。
一种可降低镀层边缘效应的晶圆镀铜工艺槽，包括镀槽，在镀槽中设置有镀铜液，在镀槽中分别设置有阴极杆和阳极杆，在阳极杆上配有钛蓝阳极，在阴极杆上装有晶圆夹具，晶圆设置在晶圆夹具上，晶圆和钛蓝阳极均设置在镀铜液中，在晶圆与钛蓝阳极之间设置有垂直剪切屏，晶圆上的中心点与钛蓝阳极上的中心点之间的连线与垂直剪切屏所在平面是相互垂直设置的，垂直剪切屏为栅栏形状，在垂直剪切屏的两平行立柱之间等间隔地设置有L形剪切板。
L形剪切板的长度与晶圆的直径的比为1.5:1，相邻的两L形剪切板的间距为30毫米，L形剪切板的高度为8毫米，L形剪切板与晶圆的距离为20毫米，L形剪切板与钛蓝阳极的距离为150毫米。在电镀槽的顶端对称地设置有一对通孔，在垂直剪切屏的两平行立柱的顶端均连接有悬挑杆，悬挑杆的外端穿过通孔后悬挑到电镀槽的外侧，在电镀槽的前后两侧面上均设置有电控气缸，电控气缸的向上伸出的输出轴与悬挑杆的外端顶接在一起。
本发明的垂直剪切屏在镀槽两侧电动缸的带动下，做垂直上下移动，从而实现了剪切屏对阴阳极之间电力线的剪切，减少了晶圆边缘镀层厚度急剧增加的缺陷，提高了镀层的均匀性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的垂直剪切屏8的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
一种可降低镀层边缘效应的晶圆镀铜工艺，包括以下步骤：
第一步、在镀槽1中设置镀铜液2，在镀槽1上设置阴极杆3和阳极杆6，在阳极杆6上吊接钛蓝阳极7，在阴极杆3上设置晶圆夹具4，将晶圆5装在晶圆夹具4上，将晶圆5和钛蓝阳极7设置在镀铜液2中；
第二步、制作垂直剪切屏8：在两平行立柱9之间等间隔地彼此平行地设置L形剪切板10，L形剪切板10的长度与晶圆5的直径的比为1.5:1，相邻的两L形剪切板10的间距为32毫米，L形剪切板10的高度为8毫米；
第三步、在晶圆5与钛蓝阳极7之间设置垂直剪切屏8，晶圆5的中心点与钛蓝阳极7的中心点之间的连线与垂直剪切屏8所在平面要相互垂直设置，L形剪切板10与晶圆5的距离为60毫米，L形剪切板10与钛蓝阳极7的距离为155毫米。
第四步、在镀槽1的顶端对称地设置一对通孔11，在垂直剪切屏8的两平行立柱9的顶端均连接有悬挑杆12，悬挑杆12的外端穿过通孔11后悬挑到电镀槽1的外侧，在电镀槽1的前后两侧面上均设置电控气缸13，电控气缸13的向上伸出的输出轴与悬挑杆12的外端顶接在一起；
第五步、通电开始为晶圆镀铜，同时控制电控气缸13，以60次/分钟的频率，使垂直剪切屏8上下振动，垂直剪切屏8的振动幅度为40毫米；
第六步、当完成对晶圆5镀铜后，停止垂直剪切屏8的上下振动。
一种可降低镀层边缘效应的晶圆镀铜工艺槽，包括镀槽1，在镀槽1中设置有镀铜液2，在镀槽1中分别设置有阴极杆3和阳极杆6，在阳极杆6上配有钛蓝阳极7，在阴极杆3上装有晶圆夹具4，晶圆5设置在晶圆夹具4上，晶圆5和钛蓝阳极7均设置在镀铜液2中，在晶圆5与钛蓝阳极7之间设置有垂直剪切屏8，晶圆5上的中心点与钛蓝阳极7上的中心点之间的连线与垂直剪切屏8所在平面是相互垂直设置的，垂直剪切屏8为栅栏形状，在垂直剪切屏8的两平行立柱9之间等间隔地设置有L形剪切板10；剪切屏结构的设计，很好地改善了溶液流动方向，提高了溶液极化度，同时重新分配了阴极电力线的分布，提高镀层的均匀性。
L形剪切板10的长度与晶圆5的直径的比为1.5:1，相邻的两L形剪切板10的间距为30毫米，L形剪切板10的高度为8毫米，L形剪切板10与晶圆5的距离为20毫米，L形剪切板10与钛蓝阳极7的距离为150毫米。
在电镀槽1的顶端对称地设置有一对通孔11，在垂直剪切屏8的两平行立柱9的顶端均连接有悬挑杆12，悬挑杆12的外端穿过通孔11后悬挑到电镀槽1的外侧，在电镀槽1的前后两侧面上均设置有电控气缸13，电控气缸13的向上伸出的输出轴与悬挑杆12的外端顶接在一起。

Claims (1)

1.一种可降低镀层边缘效应的晶圆镀铜工艺，包括以下步骤：
第一步、在镀槽（1）中设置镀铜液（2），在镀槽（1）上设置阴极杆（3）和阳极杆（6），在阳极杆（6）上吊接钛蓝阳极（7），在阴极杆（3）上设置晶圆夹具（4），将晶圆（5）装在晶圆夹具（4）上，将晶圆（5）和钛蓝阳极（7）设置在镀铜液（2）中；
第二步、制作垂直剪切屏（8）：在两平行立柱（9）之间等间隔地彼此平行地设置L形剪切板（10），L形剪切板（10）的长度与晶圆（5）的直径的比为1.5:1，相邻的两L形剪切板（10）的间距为32毫米，L形剪切板（10）的高度为8毫米；
第三步、在晶圆（5）与钛蓝阳极（7）之间设置垂直剪切屏（8），晶圆（5）的中心点与钛蓝阳极（7）的中心点之间的连线与垂直剪切屏（8）所在平面要相互垂直设置，L形剪切板（10）与晶圆（5）的距离为60毫米，L形剪切板（10）与钛蓝阳极（7）的距离为155毫米；
第四步、在镀槽（1）的顶端对称地设置一对通孔（11），在垂直剪切屏（8）的两平行立柱（9）的顶端均连接有悬挑杆（12），悬挑杆（12）的外端穿过通孔（11）后悬挑到电镀槽（1）的外侧，在电镀槽（1）的前后两侧面上均设置电控气缸（13），电控气缸（13）的向上伸出的输出轴与悬挑杆（12）的外端顶接在一起；
第五步、通电开始为晶圆镀铜，同时控制电控气缸（13），以60次/分钟的频率，使垂直剪切屏（8）上下振动，垂直剪切屏（8）的振动幅度为40毫米；
第六步、当完成对晶圆（5）镀铜后，停止垂直剪切屏（8）的上下振动。
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