[发明专利]具有几何电解液流动路径的电镀处理器

说明书

本发明所属的技术领域涉及用于电化学处理半导体材料晶片和类似基板的腔室、系统和方法，所述晶片和类似基板具有集成于工作件内和/或工作件上的微尺度装置。

发明背景

微电子装置一般制造于晶片或类似基板上和/或晶片或类似基板内。在典型的制造工艺中，电镀处理器于基板上施加一或多层导电材料，该导电材料通常为金属。之后，基板通常经受蚀刻和/或抛光程序(例如，平坦化)以去除一部分沉积的导电层，形成触点和/或导电线路。封装应用中的电镀可经由光刻胶或类似形式的掩模执行。在电镀之后，可去除掩模，随后金属回流以生产凸块、再分布层、支柱或其他互连特征。

许多电镀处理器具有薄膜，该薄膜在碗或容器内将阳极电解液电镀液体与阴极电解液电镀液体分离。在这些处理器中，电镀液体中的气泡可聚集和粘住底表面薄膜。气泡充当了绝缘体，在处理器中干扰电场，以及导致工作件上不一致的电镀结果。因此，在设计电镀处理器来提供一致的电镀结果中存在工程挑战。

发明内容

现已发明一种新的电镀处理器，该电镀处理器很大程度上克服了电镀中气泡相关的变化。此种新电镀处理器包括电极托盘或电极板，该电极托盘或电极板具有在通道内形成的连续流动路径。可视情况盘绕流动路径。一或更多个电极定位于通道内，或者多个独立流动通道可在各个通道内具有独立电极。薄膜板附接于电极板，两者之间具有薄膜。电解液高速穿过流动路径，防止气泡粘住薄膜的底表面。流动路径内的任何气泡均挟带于快速移动的电解液中，且从薄膜处带走。在替代设计中，诸如铂丝的金属电极可定位于管状薄膜内部，具有电解液流过管状薄膜。流动通道可能是曲线形或具有直线段。

附图简要说明

在附图中，相同附图标记在每一视图中指代相同元件。

图1是新的电镀处理器的透视图。

图2是图1的处理器去除头部后的透视图，目的在于图示。

图3是图1和图2所示处理器的容器的截面图。

图4是图1和图2所示处理器的容器的另一截面图。

图5是图3和图4所示通道板的顶部透视图。

图6是图3和图4所示薄膜板的顶部透视图。

图7是使用薄膜管的替代设计的顶部透视图。

图8是替代设计的顶部透视图，该替代设计具有形成为线性阵列的电解液流动通道。

具体描述

现转至附图：如图1和图2所示，电镀处理器包括头部14和基座12。头部升降器16提升和降低头部，以将头部中容纳的工作件移动至基座内的容器或碗18中。容器容纳电镀液。可视情况在接近容器18的顶部处提供搅拌器板24，以搅拌邻近于工作件的电镀液。

现还参阅图3和图4，容器18可经由薄膜32分隔成上腔室和下腔室。通道板30提供于容器18的底部处。通道板通常为绝缘体，诸如塑料。通道42可提供于通道板30内，通道42内具有阳极材料52。或者，通道板30可能是金属，所述金属诸如是镀铂钛，在金属板内机械加工流动通道。薄膜32夹紧于底部通道板30与顶部薄膜板60之间。如图4和图5所示，圆形或盘绕形流动路径40在通道板30的顶表面内形成。特定而言，盘绕形流动路径40经由通道板内盘绕的通道、槽或缝隙42以及通过相应的盘绕形壁44而形成，该盘绕形壁44分离流动路径40的相邻环。

如图5所示，流动路径40可能连续且不间断地从邻近于通道板30外缘的入口36延伸至在通道板中心或接近通道板中心的排出口35。大体而言，薄膜32上的夹持力在邻近于通道板30的外侧更接近于扣件或螺栓处最高，所述扣件或螺栓将通道板和薄膜板60夹紧抵靠薄膜32。因为流动路径40中的流体压力在入口处最高，在一些设计中定位该入口面向通道板30的外侧更接近于扣件，可提供对薄膜更好的密封。在其他设计中，可视情况变换入口和出口位置，入口邻近于通道板30的外缘。如图4所示，面对面密封件的替代将安装长圆形弹性体，该弹性体将薄膜密封至阳极表面。

薄膜板60设计为相对的刚性结构，使得该薄膜板不会因薄膜下的流体压力而偏斜或变形，该流体压力是泵送阳极电解液穿过螺旋流动路径所需要的。薄膜板60的向上偏斜将在螺旋壁上方和薄膜下方产生渗漏路径，所述渗漏路径将造成螺旋流动路径短路。尽管壁上一些流体渗漏是可容许的(即并未要求完全密封)，但壁上的过量流动减少了螺旋路径内的流动速度和降低了挟带及带走气泡的能力。