CN112962129A - 一种晶圆双面电镀铜厚膜设备 - Google Patents

一种晶圆双面电镀铜厚膜设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种晶圆双面电镀铜厚膜设备，其结构包括主机架、箱门、支撑台面、电镀装置、控制面板、警示灯，主机架下端右侧表面与箱门相铰接，并且主机架内部中端焊接有支撑台面，铜棒的下端处于放置装置内部，铜棒进行电解，吸附在晶圆的表面，空腔针体对气泡进行刺破，从排气孔往上端外侧进行排出，防止电镀的过程中晶圆表面的铜厚膜形成针孔，通过装夹块进行挤压，装夹块对晶圆外侧四个方位进行独立固定，从而将晶圆平稳的放置在电解槽内部，避免晶圆在进行电镀铜的过程中发生倾斜，提高晶圆表面电镀铜的均匀性，铜金属元素分散进入到下喷嘴内部，吸附在晶圆下表面，对晶圆下表面进行均匀的电镀铜。

Description

一种晶圆双面电镀铜厚膜设备
技术领域
本发明涉及晶圆涂膜领域，更具体地说，尤其是涉及到一种晶圆双面电镀铜厚膜设备。
背景技术
铜具有良好的导电性和良好的机械性能，铜容易活化，能够与其他金属镀层形成良好的金属-金属间键合，从而获得镀层间的良好结合力，晶圆在进行电镀铜时，将铜金属和晶圆放置在电镀槽内部，电镀槽内部还含有电解液，铜金属不断的被消耗，从而吸附在晶圆的沟槽内部，形成铜厚膜，但是由于电镀槽内部在进行电解的过程中会产生较多的气泡，气泡在电解槽内部进行上浮，气泡与电解的铜金属元素发生接触，从而使得铜金属内部气泡，气泡后的铜金属吸附在晶圆的表面，使得电镀铜形成针孔，导致晶圆电镀后的表面较不平整，降低电镀后晶圆的质量。
发明内容
本发明实现技术目的所采用的技术方案是：该一种晶圆双面电镀铜厚膜设备，其结构包括主机架、箱门、支撑台面、电镀装置、控制面板、警示灯，所述主机架下端右侧表面与箱门相铰接，并且主机架内部中端焊接有支撑台面，所述支撑台面上表面安装有电镀装置，所述警示灯安装在主机架顶部左侧，所述电镀装置包括电解装置、放置装置，所述电解装置设在放置装置顶部，并且放置装置下端安装在支撑台面上表面，所述电解装置与控制面板电连接，所述放置装置与控制面板电连接。
作为本发明的进一步改进，所述电解装置包括顶盖、导线、铜棒、卡合片、除泡机构，所述顶盖设在放置装置顶部，并且顶盖内部设有导线，所述顶盖内部嵌固安装有卡合片，并且卡合片与铜棒外侧卡合连接，所述卡合片与导线相焊接，所述除泡机构设在顶盖底部，并且铜棒贯穿于除泡机构内部，所述铜棒共设有二十九个，并且分布在顶盖内部，每个铜棒外侧通过两个弧形的卡合片进行卡合固定。
作为本发明的进一步改进，所述除泡机构包括固定盘、排气孔、旋转机构，所述固定盘设在顶盖底部，并且固定盘外侧内部嵌有排气孔，所述旋转机构活动安装在固定盘内部下端，所述排气孔共设有十六个，并且均匀分布在固定盘外侧内部，排气孔呈进口宽出口窄的空腔结构。
作为本发明的进一步改进，所述旋转机构包括针刺机构、导向环、弹簧圈，所述导向环固定安装在固定盘内部，并且导向环采用间隙配合贯穿于针刺机构上端内部，所述导向环贯穿于弹簧圈内部，并且弹簧圈与针刺机构上端外侧相抵触，所述针刺机构共设有十六个，并且等距安装在导向环上，每两个针刺机构之间设有一个弹簧圈。
作为本发明的进一步改进，所述针刺机构包括滑动块、空腔针体、细针、进气槽，所述导向环采用间隙配合贯穿于滑动块内部，并且滑动块下端与空腔针体顶部相焊接，所述空腔针体外侧表面焊接有细针，并且空腔针体外侧内部贯穿有进气槽，所述空腔针体呈上宽下窄的圆台型结构，并且下端接近于尖角结构，所述细针共设有十四个，并且七个为一组，分别设在空腔针体的左右两侧，所述进气槽呈进口宽出口窄的空腔结构。
作为本发明的进一步改进，所述放置装置包括电解槽、下喷嘴、卡合机构，所述电解槽顶部与顶盖底面相抵触，并且电解槽内部外侧固定安装有下喷嘴，所述卡合机构贯穿于电解槽外侧内部，所述下喷嘴共设有十二个，并且三个为一组，均匀分布在电解槽外侧内部，并且下喷嘴下端开口往上。
作为本发明的进一步改进，所述卡合机构包括挤压框、压簧、装夹块，所述挤压框焊接于电解槽外侧表面，并且挤压框内部设有压簧，所述压簧左端与装夹块右端相固定，并且装夹块采用间隙配合贯穿于电解槽外侧内部，所述装夹块呈横向凹字型结构，并且设有四个，分别对晶圆外侧四个方位进行装夹固定。
本发明的有益效果在于：
1.将铜棒***顶盖内部，铜棒的下端处于放置装置内部，铜棒进行电解，吸附在晶圆的表面，电解的过程中，产生一定的气泡，空腔针体对气泡进行刺破，刺破后的气泡进入到空腔针体内部，最后从排气孔往上端外侧进行排出，避免气泡与电解的铜金属元素发生接触，防止电镀的过程中晶圆表面的铜厚膜形成针孔。
2.通过装夹块进行挤压，装夹块对晶圆外侧四个方位进行独立固定，从而将晶圆平稳的放置在电解槽内部，同时减少对晶圆表面的阻挡面积，避免晶圆在进行电镀铜的过程中发生倾斜，提高晶圆表面电镀铜的均匀性，电镀的过程中，铜金属元素分散进入到下喷嘴内部，吸附在晶圆下表面，对晶圆下表面进行均匀的电镀铜。
附图说明
图1为本发明一种晶圆双面电镀铜厚膜设备的结构示意图。
图2为本发明一种电镀装置的内部结构示意图。
图3为本发明一种电解装置的内部结构示意图。
图4为本发明一种旋转机构的结构示意图。
图5为本发明一种除泡机构的仰视内部透视结构示意图。
图6为本发明一种针刺机构的内部结构示意图。
图7为本发明一种放置装置的俯视内部结构示意图。
图8为本发明一种卡合机构的内部结构示意图。
图中：主机架-1、箱门-2、支撑台面-3、电镀装置-4、控制面板-5、警示灯-6、电解装置-41、放置装置-42、顶盖-411、导线-412、铜棒-413、卡合片-414、除泡机构-415、固定盘-15a、排气孔-15b、旋转机构-15c、针刺机构-c1、导向环-c2、弹簧圈-c3、滑动块-c11、空腔针体-c12、细针-c13、进气槽-c14、电解槽-421、下喷嘴-422、卡合机构-423、挤压框-23a、压簧-23b、装夹块-23c、晶圆-X。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
实施例1：
如附图1至附图6所示：
本发明一种晶圆双面电镀铜厚膜设备，其结构包括主机架1、箱门2、支撑台面3、电镀装置4、控制面板5、警示灯6，所述主机架1下端右侧表面与箱门2相铰接，并且主机架1内部中端焊接有支撑台面3，所述支撑台面3上表面安装有电镀装置4，所述警示灯6安装在主机架1顶部左侧，所述电镀装置4包括电解装置41、放置装置42，所述电解装置41设在放置装置42顶部，并且放置装置42下端安装在支撑台面3上表面，所述电解装置41与控制面板5电连接，所述放置装置42与控制面板5电连接。
其中，所述电解装置41包括顶盖411、导线412、铜棒413、卡合片414、除泡机构415，所述顶盖411设在放置装置42顶部，并且顶盖411内部设有导线412，所述顶盖411内部嵌固安装有卡合片414，并且卡合片414与铜棒413外侧卡合连接，所述卡合片414与导线412相焊接，所述除泡机构415设在顶盖411底部，并且铜棒413贯穿于除泡机构415内部，所述铜棒413共设有二十九个，并且分布在顶盖411内部，每个铜棒413外侧通过两个弧形的卡合片414进行卡合固定，提高对铜棒413的卡合能力，确保铜棒413牢固的安装在顶盖411内部，从而通过导线412对其进行电解，提高铜金属元素分散进入到放置装置42内部，从而对晶圆X表面进行全面的镀铜。
其中，所述除泡机构415包括固定盘15a、排气孔15b、旋转机构15c，所述固定盘15a设在顶盖411底部，并且固定盘15a外侧内部嵌有排气孔15b，所述旋转机构15c活动安装在固定盘15a内部下端，所述排气孔15b共设有十六个，并且均匀分布在固定盘15a外侧内部，排气孔15b呈进口宽出口窄的空腔结构，利于将电解过程中产生的气泡往外侧上端进行排出，避免气泡与电解的铜金属元素发生接触。
其中，所述旋转机构15c包括针刺机构c1、导向环c2、弹簧圈c3，所述导向环c2固定安装在固定盘15a内部，并且导向环c2采用间隙配合贯穿于针刺机构c1上端内部，所述导向环c2贯穿于弹簧圈c3内部，并且弹簧圈c3与针刺机构c1上端外侧相抵触，所述针刺机构c1共设有十六个，并且等距安装在导向环c2上，每两个针刺机构c1之间设有一个弹簧圈c3，通过弹簧圈c3能够对两个针刺机构c1之间的距离进行为调节，从而使得针刺机构c1在导向环c2上进行转动，提高对电解过程中产生的气泡进行刺破的效果。
其中，所述针刺机构c1包括滑动块c11、空腔针体c12、细针c13、进气槽c14，所述导向环c2采用间隙配合贯穿于滑动块c11内部，并且滑动块c11下端与空腔针体c12顶部相焊接，所述空腔针体c12外侧表面焊接有细针c13，并且空腔针体c12外侧内部贯穿有进气槽c14，所述空腔针体c12呈上宽下窄的圆台型结构，并且下端接近于尖角结构，提高对气泡进行刺破的效果，所述细针c13共设有十四个，并且七个为一组，分别设在空腔针体c12的左右两侧，提高对部分较为细小的气泡进行刺破的效果，所述进气槽c14呈进口宽出口窄的空腔结构，利于将细针c13刺破的空气泡排进空腔针体c12内部，提高对气泡进行收集的效果。
本实施例的具体使用方式与作用：
本发明中，将晶圆X放置在放置装置42内部，接着将顶盖411盖在放置装置42顶部，将铜棒413***顶盖411内部，通过卡合片414对铜棒413进行卡合固定，铜棒413的下端处于放置装置42内部，通过导线412进行通电，从而使得铜棒413进行电解，在放置装置42内部进行铜金属元素，吸附在晶圆X的表面，电解的过程中，产生一定的气泡，通过滑动块c11在导向环c2上进行滑动，从而使得空腔针体c12对气泡进行刺破，刺破后的气泡进入到空腔针体c12内部，同时通过细针c13对部分较为细小的气泡进行刺破，刺破的气泡随着进气槽c14进入到空腔针体c12内部，最后从排气孔15b往上端外侧进行排出，避免气泡与电解的铜金属元素发生接触，防止电镀的过程中晶圆X表面的铜厚膜形成针孔，提高晶圆X表面电镀的平整度。
实施例2：
如附图7至附图8所示：
其中，所述放置装置42包括电解槽421、下喷嘴422、卡合机构423，所述电解槽421顶部与顶盖411底面相抵触，并且电解槽421内部外侧固定安装有下喷嘴422，所述卡合机构423贯穿于电解槽421外侧内部，所述下喷嘴422共设有十二个，并且三个为一组，均匀分布在电解槽421外侧内部，并且下喷嘴422下端开口往上，利于将铜离子往晶圆X底面进行喷出，从而对晶圆X底面进行均匀的电镀铜。
其中，所述卡合机构423包括挤压框23a、压簧23b、装夹块23c，所述挤压框23a焊接于电解槽421外侧表面，并且挤压框23a内部设有压簧23b，所述压簧23b左端与装夹块23c右端相固定，并且装夹块23c采用间隙配合贯穿于电解槽421外侧内部，所述装夹块23c呈横向凹字型结构，并且设有四个，分别对晶圆X外侧四个方位进行装夹固定，提高晶圆X放置的牢固性，避免晶圆X在进行电镀铜的过程中发生倾斜，提高晶圆X表面电镀铜的均匀性。
本实施例的具体使用方式与作用：
本发明中，晶圆X在电解槽421内部进行放置时，通过装夹块23c进行挤压，这时压簧23b压缩，装夹块23c对晶圆X外侧四个方位进行独立固定，从而将晶圆X平稳的放置在电解槽421内部，同时减少对晶圆X表面的阻挡面积，避免晶圆X在进行电镀铜的过程中发生倾斜，提高晶圆X表面电镀铜的均匀性，电镀的过程中，铜金属元素分散进入到下喷嘴422内部，最后铜金属元素从下喷嘴422内部进行分散喷出，吸附在晶圆X下表面，对晶圆X下表面进行均匀的电镀铜。
利用本发明所述技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种晶圆双面电镀铜厚膜设备，其结构包括主机架(1)、箱门(2)、支撑台面(3)、电镀装置(4)、控制面板(5)、警示灯(6)，所述主机架(1)下端右侧表面与箱门(2)相铰接，并且主机架(1)内部中端焊接有支撑台面(3)，所述支撑台面(3)上表面安装有电镀装置(4)，所述警示灯(6)安装在主机架(1)顶部左侧，其特征在于：
所述电镀装置(4)包括电解装置(41)、放置装置(42)，所述电解装置(41)设在放置装置(42)顶部，并且放置装置(42)下端安装在支撑台面(3)上表面，所述电解装置(41)与控制面板(5)电连接，所述放置装置(42)与控制面板(5)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆双面电镀铜厚膜设备，其特征在于：所述电解装置(41)包括顶盖(411)、导线(412)、铜棒(413)、卡合片(414)、除泡机构(415)，所述顶盖(411)设在放置装置(42)顶部，并且顶盖(411)内部设有导线(412)，所述顶盖(411)内部嵌固安装有卡合片(414)，并且卡合片(414)与铜棒(413)外侧卡合连接，所述卡合片(414)与导线(412)相焊接，所述除泡机构(415)设在顶盖(411)底部，并且铜棒(413)贯穿于除泡机构(415)内部。
3.根据权利要求2所述的一种晶圆双面电镀铜厚膜设备，其特征在于：所述除泡机构(415)包括固定盘(15a)、排气孔(15b)、旋转机构(15c)，所述固定盘(15a)设在顶盖(411)底部，并且固定盘(15a)外侧内部嵌有排气孔(15b)，所述旋转机构(15c)活动安装在固定盘(15a)内部下端。
4.根据权利要求3所述的一种晶圆双面电镀铜厚膜设备，其特征在于：所述旋转机构(15c)包括针刺机构(c1)、导向环(c2)、弹簧圈(c3)，所述导向环(c2)固定安装在固定盘(15a)内部，并且导向环(c2)采用间隙配合贯穿于针刺机构(c1)上端内部，所述导向环(c2)贯穿于弹簧圈(c3)内部，并且弹簧圈(c3)与针刺机构(c1)上端外侧相抵触。
5.根据权利要求4所述的一种晶圆双面电镀铜厚膜设备，其特征在于：所述针刺机构(c1)包括滑动块(c11)、空腔针体(c12)、细针(c13)、进气槽(c14)，所述导向环(c2)采用间隙配合贯穿于滑动块(c11)内部，并且滑动块(c11)下端与空腔针体(c12)顶部相焊接，所述空腔针体(c12)外侧表面焊接有细针(c13)，并且空腔针体(c12)外侧内部贯穿有进气槽(c14)。
6.根据权利要求2所述的一种晶圆双面电镀铜厚膜设备，其特征在于：所述放置装置(42)包括电解槽(421)、下喷嘴(422)、卡合机构(423)，所述电解槽(421)顶部与顶盖(411)底面相抵触，并且电解槽(421)内部外侧固定安装有下喷嘴(422)，所述卡合机构(423)贯穿于电解槽(421)外侧内部。
7.根据权利要求6所述的一种晶圆双面电镀铜厚膜设备，其特征在于：所述卡合机构(423)包括挤压框(23a)、压簧(23b)、装夹块(23c)，所述挤压框(23a)焊接于电解槽(421)外侧表面，并且挤压框(23a)内部设有压簧(23b)，所述压簧(23b)左端与装夹块(23c)右端相固定，并且装夹块(23c)采用间隙配合贯穿于电解槽(421)外侧内部。
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