電鍍裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術揭示了一種電鍍裝置，包括多個電極，所述的多個電極包括主電極和至少兩個第二電極，各電極在晶圓表面對應區域形成電場，各第二電極與主電極之間分別可選擇的獨立控制或共同控制，所述的電極分別帶有控制接口，通過選擇各第二電極與主電極之間的控制關系的組合方式，實現對不同尺寸或不同缺口形狀的晶圓進行電鍍。本發明專利技術提出的電鍍裝置能對不同尺寸或不同缺口形狀的晶圓進行電鍍，而不需要更換整個電鍍腔。換整個電鍍腔。

【技術實現步驟摘要】
電鍍裝置及方法


[0001]本專利技術涉及半導體制造領域，尤其涉及一種電鍍裝置及方法。

技術介紹

[0002]在半導體制造領域，電鍍工藝以晶圓為被鍍基體，通過在特定區域形成金屬層或者金屬導線，以實現具體的電路功能；另外在先進封裝的環節中，同樣采用電鍍的方式，在晶圓上形成銅柱、焊料凸點以實現芯片與基板的互連。
[0003]在杯鍍式電鍍機中，晶圓被水平地放置在夾具上作為陰極，在電鍍時晶圓浸入電鍍液，可溶性或不可溶性的陽極在晶圓的下方，通過電場的作用，電鍍液中的金屬離子沉積到晶圓表面。
[0004]含有非電鍍區域(晶圓的缺口處)的晶圓在進行整體電鍍時，由于非電鍍區域的光刻膠沒有開口，也沒有金屬沉積，在非電鍍區域周邊的開口處的電流就會更加集中，最終的結果是這些區域的電鍍高度高于其它位置，這將造成產品良率的降低。因此在之前的專利中(CN 110512248 A)，提出了一種多電極電鍍設備，每一個電極形成一個獨立電場，當晶圓的缺口旋轉至指定區域時，可以改變該區域對應的獨立電場，降低該指定區域接收到的總電量來降低缺口處的電鍍高度。
[0005]此外，由于“終端效應”，整片晶圓上的電流密度不是均勻的，這種不均勻性導致晶圓邊緣的電鍍速率較高，晶圓中心的電鍍速率較低，從而導致鍍膜的不均勻性。擴散板在陰極與陽極之間，表面設有許多通孔，孔的直徑從中心向邊緣減少。擴散板的這種設計加強了晶圓中心區域電鍍液的流動，并加強了中心電場，使得整片晶圓上電鍍金屬的高度更加均勻。
[0006]對于不同尺寸或具有不同缺口形狀的晶圓，電極的位置也需要隨之改變，繼而需要改動整個電鍍腔的設計，這無疑會增加大量的成本。

技術實現思路

[0007]本專利技術的一個目的是使電鍍裝置能對不同尺寸或具有不同缺口形狀的晶圓進行電鍍，在進行不同尺寸或具有不同缺口形狀的晶圓電鍍切換時，不需要更換整個電鍍腔。
[0008]為實現上述目的，本專利技術一個實施例提出了一種電鍍裝置，包括多個電極，所述的電極包括主電極和至少兩個第二電極，各電極在晶圓表面對應區域形成電場，各第二電極與主電極之間分別可選擇的獨立控制或共同控制，各電極分別帶有控制接口，通過選擇各第二電極與主電極之間的控制關系的組合方式，實現對不同尺寸或不同缺口形狀的晶圓進行電鍍，所述的控制關系為獨立控制或共同控制。
[0009]作為可選方式，所述的第二電極與主電極之間獨立控制時，第二電極在對應區域形成的電場與主電極形成的電場強度不同，所述的第二電極與主電極之間共同控制時，第二電極在對應區域形成的電場與主電極形成的電場強度相同。
[0010]作為可選方式，所述的控制接口為電源接口，所述的主電極連接至主電源，各第二
電極可選擇的連接至第二電源或主電源。
[0011]作為可選方式，所述的主電極與晶圓的中心區域相對應，各第二電極的對應區域形成的電場不重疊。
[0012]作為可選方式，所述的第二電極數量為2個，第一個第二電極對稱軸與第二個第二電極對稱軸之間的夾角為180
°
。
[0013]作為可選方式，每個第二電極對應一個晶圓缺口，其中主電極中心與較大尺寸晶圓的缺口對應的第二電極之間的距離為較大距離，主電極中心與較小尺寸晶圓的缺口對應的第二電極之間的距離為較小距離。
[0014]作為可選方式，各第二電極分別設置在第一圍墻內，所述的第一圍墻用于分隔第二電極形成的電場與主電極形成的電場。
[0015]作為可選方式，電鍍裝置還包括設置在離子膜骨架上的離子膜，所述的離子膜位于所述的多個電極與晶圓之間，用于分隔電鍍腔的陰極區域和陽極區域，所述的第一圍墻的端部與所述的離子膜相接。
[0016]進一步的，為了對晶圓的電鍍高度進行更好的控制，所述的離子膜與晶圓之間安裝有擴散板，所述的擴散板上具有與待電鍍晶圓尺寸相匹配的通孔區域，所述的通孔區域中設有多個通孔，所述的離子膜與擴散板之間設有第二圍墻，所述的第二圍墻兩端分別與離子膜骨架和擴散板相接，所述的第二圍墻的形狀及位置與所述的第一圍墻的形狀及位置匹配。
[0017]進一步的，為了對晶圓缺口附近的電鍍高度進行更好的控制，所述的離子膜與晶圓之間安裝有主擴散板，所述的主擴散板上具有主通孔區域，所述的主通孔區域中設有至少一個缺口，所述的缺口的形狀和位置與至少一個第二電極匹配，所述的離子膜骨架上設有第二圍墻，所述的第二圍墻的形狀及位置與所述的第一圍墻的形狀及位置匹配，所述的第二圍墻端部設有第二擴散板，所述的第二擴散板上具有第二通孔區域，所述的主通孔區域和第二通孔區域中設有多個通孔，當主擴散板安裝好后，將第二擴散板對應安裝在主擴散板上的缺口處，主擴散板的主通孔區域和第二擴散板的第二通孔區域拼合成完整的圓形。
[0018]作為可選方式，所述的主擴散板和二擴散板可拆卸的安裝。
[0019]作為可選方式，所述的擴散板與晶圓之間可拆卸的安裝有擋板，所述的擋板用于遮擋通孔區域的外圈，以適用不同尺寸的晶圓電鍍。
[0020]作為可選方式，所述的第二通孔區域中的通孔密度小于主通孔區域中的通孔密度，并且/或第二通孔區域中的通孔孔徑小于主通孔區域中的通孔孔徑。
[0021]本專利技術一個實施例提出了一種電鍍方法，該方法使用具有電極的電鍍設備在晶圓表面進行電鍍，所述的電極包括主電極和至少兩個第二電極，控制各電極在晶圓表面對應區域形成電場，各第二電極與主電極之間分別可選擇的獨立控制或共同控制，通過改變各第二電極與主電極之間的控制關系的組合方式，實現對不同尺寸或不同缺口形狀的晶圓進行電鍍。
[0022]作為可選方式，通過將所述的主電極連接至主電源，將各第二電極可選擇的連接至第二電源或主電源，實現各第二電極與主電極之間的獨立控制或共同控制。
[0023]作為可選方式，通過將主電極連接至主整流器，將各第二電極可選擇的連接至第
二整流器或主整流器，實現各第二電極與主電極之間的獨立控制或共同控制。
[0024]本專利技術可在不對電鍍腔體進行整體更換的前提下，使電鍍裝置適應不同尺寸或具有不同缺口形狀的晶圓，減少設備成本，更好的控制晶圓各處的電鍍高度。
附圖說明
[0025]圖1示例了實施例1的電鍍裝置的俯視示意圖。
[0026]圖2示例了實施例2的電鍍裝置的剖視示意圖。
[0027]圖3示例了實施例3的電鍍裝置的剖視示意圖。
[0028]圖4示例了實施例4的未安裝擋板的電鍍裝置剖視示意圖。
[0029]圖5示例了實施例4的安裝了擋板的電鍍裝置的剖視示意圖。
[0030]圖6示例了實施例5的電鍍裝置的剖視示意圖。
[0031]圖7示例了實施例6的裝有第二擴散板的電鍍裝置的剖視示意圖。
[0032]圖8示例了實施例6的第二擴散板形狀示意圖。
[0033]圖9A和圖9B示例了實施例6的電鍍裝置配置的兩種型號的主擴散板形狀示意圖。
[0034]圖10示例了實施例6的安裝了擋板的電鍍裝置的剖視示意圖。
...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種電鍍裝置，其特征在于，包括多個電極，所述的多個電極包括主電極和至少兩個第二電極，各電極在晶圓表面對應區域形成電場，所述的電極分別帶有控制接口，通過選擇各第二電極與主電極之間的控制關系的組合方式，實現對不同尺寸或不同缺口形狀的晶圓進行電鍍，所述的控制關系為獨立控制或共同控制。2.根據權利要求1所述的電鍍裝置，其特征在于，所述的控制接口為電源接口，所述的主電極連接至主電源，各第二電極可選擇的連接至第二電源或主電源。3.根據權利要求1所述的電鍍裝置，其特征在于，所述的第二電極與主電極之間獨立控制時，第二電極在對應區域形成的電場與主電極形成的電場強度不同，所述的第二電極與主電極之間共同控制時，第二電極在對應區域形成的電場與主電極形成的電場強度相同。4.根據權利要求1所述的電鍍裝置，其特征在于，所述的主電極與晶圓的中心區域相對應，各第二電極的對應區域形成的電場不重疊。5.根據權利要求1所述的電鍍裝置，其特征在于，所述的第二電極數量為2個，第一個第二電極對稱軸與第二個第二電極對稱軸之間的夾角為180
°
。6.根據權利要求1所述的電鍍裝置，其特征在于，每個第二電極對應一個晶圓缺口，其中主電極中心與較大尺寸晶圓的缺口對應的第二電極之間的距離為較大距離，主電極中心與較小尺寸晶圓的缺口對應的第二電極之間的距離為較小距離，所述的較大距離大于所述的較小距離。7.根據權利要求1所述的電鍍裝置，其特征在于，各第二電極分別設置在第一圍墻內，所述的第一圍墻用于分隔第二電極形成的電場與主電極形成的電場。8.根據權利要求7所述的電鍍裝置，其特征在于，還包括設置在離子膜骨架上的離子膜，用于分隔電鍍腔的陰極區域和陽極區域，所述的第一圍墻的端部與所述的離子膜相接。9.根據權利要求8所述的電鍍裝置，其特征在于，所述的離子膜與晶圓之間安裝有擴散板，所述的擴散板上具有與待電鍍晶圓尺寸相匹配的通孔區域，所述的通孔區域中設有多個通孔，所述的離子膜與擴散板之間設有第二圍墻，所述的第二圍墻兩端分別與離子膜骨架和擴散板相接，所述的第二圍墻的形狀及位置與所述的第一圍墻的形狀及位置匹配。10.根據權利要求9所述的電鍍裝置，其特征在于，所述的擴散板可拆卸的安...

【專利技術屬性】
技術研發人員：賈照偉，王堅，王暉，楊宏超，
申請(專利權)人：盛美半導體設備上海股份有限公司，
類型：發明
國別省市：