[实用新型]半导体晶圆微型孔电镀装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体加工设备，特别涉及半导体晶圆微型孔电镀装置。

背景技术

电子元器件的短、小、轻、薄化是现代电子制造技术的趋势。为了实现电子元器件的短小轻薄技术，电气回路的设计不得不向更细线路化和更多叠层化发展。微型孔是解决更细线路化和更多叠层化的唯一途径。微型孔为盲孔，孔径范围1-100um，孔深范围5-500um。

半导体晶圆微型孔的孔内电镀越来越被广泛应用。微型孔承载着各层电路的导通和信号传输功能，微型孔的制作品质直接影响电子元器件的质量。微型孔在电镀中产生的孔内空洞(Void)容易引发微型孔内残留电镀药液，成品后的微型孔容易发生孔内腐蚀，最终引发电子元器件断路或短路的问题。因此确保微型孔内在电镀时无孔内空洞(Void)的发生是技术关键。

针对半导体晶圆微型孔的孔内电镀，现有设备技术是将被镀物(半导体晶圆表面垂直开微型孔，晶圆安装于专用电镀夹具内)垂直或倾斜插入电镀设备中，通过加强电镀药水的槽内循环或者沿被镀物表面使用搅拌棒进行平行来回摇摆使微型孔内灌入电镀药水，最终使微型孔内均匀地镀上被镀金属的处理方法。但是现有的槽内药水循环方式和搅拌棒的搅拌方式都无法对半导体晶圆微型孔起到直接的主动的药水灌孔作用。特别是当微型孔的深宽比(微型孔深度：微型孔开口直径)规格变得越来越高的情况下，现有设备技术(电镀槽内药水的循环和搅拌方式)对于半导体晶圆微型孔内已经无法形成有效的药水交换，电镀过程中的微型孔内电镀金属离子浓度无法得到有效补充，最终频繁出现半导体晶圆微型孔内产生空洞(Void)的现象。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种半导体晶圆微型孔电镀装置，在电镀过程中可有效地往被镀物微型孔内直接地主动地灌入电镀药水，使微型孔内达到充分的药水交换效果，最终确保被镀物微型孔内均匀地镀满被镀金属而无空洞问题发生。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

半导体晶圆微型孔电镀装置，包括，镀槽，其上设电镀液循环管道、循环泵及过滤机构；阳极，放置于镀槽内；遮蔽板，放置于镀槽内，位于阳极一侧；被镀物夹具即阴极，放置于镀槽内，位于遮蔽板另一侧；所述的阳极、遮蔽板、被镀物夹具均同时垂直或倾斜、相对平行设置于镀槽内；整流机构，分别电气连接阳极、被镀物夹具；其特征在于，还包括，喷流件及其摆动机构，喷流件设置于被镀物夹具的工作面一侧，喷流件具有一腔体，并通过软管与循环管道连通；喷流件面向被镀物夹具的工作面的一侧面开设喷流口；喷流件一端连接使其沿被镀物夹具的工作面左右来回摆动和/或上下升降即水平或垂直方向摆动的摆动机构，使电镀液能够均匀地直接地喷射到被镀物夹具的工作面上的半导体晶圆微型孔。

进一步，所述的喷流件放置于被镀物夹具和遮蔽板之间。

所述的喷流件的喷流口为可形成线形水刀的缝状结构设计，缝状结构一个以上，沿喷流件长度方向设置。

所述的缝状结构为与喷流件轴线垂直或倾斜设置。

所述的各缝状结构中，上下缝状结构的前后端部处于同一水平。

所述喷流件上缝状结构设有一列以上。

所述的缝状结构为直缝。

所述缝状结构宽度为0.01mm～5mm。

所述的喷流件的喷流口形状为锥孔。

所述的喷流件上沿喷流件宽度方向及高度方向设置若干喷嘴，呈阵列布置。

所述喷嘴阵列中，相邻两排喷嘴沿宽度方向错位排列。

所述的喷嘴内有喷孔，喷孔形状为缝状、或锥孔。

所述的喷嘴喷射角30°～160°。

所述的喷流件的喷流口或喷嘴垂直对准被镀物夹具，距离1～50mm。

本实用新型所述的喷流件在摆动机构的作用下，喷流口和半导体晶圆表面保持近距离的非接触式的平行来回摆动，使电镀液能够直接地均匀地喷射到半导体晶圆表面和微型孔内。

与现有技术中同类产品相比较，本实用新型的优点在于：

现有电镀设备对于半导体晶圆表面的药水搅拌方式(电镀槽液自身的过滤循环和通过搅拌件摆动搅拌)多为非主动式的搅拌，随着半导体晶圆微型孔的出现和深宽比的提高，电镀药液已经很难被灌入微型孔内。本实用新型通过在半导体晶圆电镀槽内导入水刀和喷嘴的设计，将现有的非主动式搅拌方式完全变为主动式喷流方式，通过控制水刀或喷嘴对于晶圆表面的距离，能够给晶圆表面和微型孔内提供强有力的药液搅拌。