新型真空电镀装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型真空电镀装置，包括：电镀槽，其具有至少用以容置电镀液、阴极、阳极的密闭中空内腔，所述密闭中空内腔与抽真空装置连通；至少用以调节盛装于电镀槽内的电解液温度的温控系统；以及，至少用以对盛装于电镀槽内的电解液进行循环过滤的循环过滤系统。本实用新型结构简单，使用方便，不仅可以将电镀过程中产生的气体排出，并可以对镀液进行温度控制和循环过滤，改善电镀环境，节约电镀成本，保证电镀件和电镀液的质量，并提升电镀液的使用寿命，且尤其适合深孔电镀。
【专利说明】新型真空电镀装置
【技术领域】
[0001]本实用新型具体涉及一种新型真空电镀装置，其适用于对于深宽比和电镀件质量要求较高的微纳器件电镀过程。
技术背景
[0002]在电镀过程中，由于氧化还原反应和极化效应，会产生氢气等气体，特别是在微纳器件电沉积过程中，由于孔隙的尺寸非常小，如不把产生的气体及时排除，气体粘附在沉积层表面，阻碍了金属离子的进一步还原，最后造成被镀金属表面出现麻点，影响沉积金属层质量，严重时会使金属层出现氢脆现象甚至得不到电镀器件。在进行高深宽比电镀时，氢气的排出更加困难，传统的解决方案是通过改变搅拌方式如超声搅拌、机械搅拌和在镀液中添加一些添加剂，但结果表明并不能很好的解决残留在深孔内部的滞留氢气的问题。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种新型真空电镀装置，以克服现有技术中的不足。
[0004]为实现前述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0005]一种新型真空电镀装置，包括:
[0006]电镀槽，其具有至少用以容置电镀液、阴极、阳极的密闭中空内腔，所述密闭中空内腔与抽真空装置连通；
[0007]至少用以调节盛装于电镀槽内的电解液温度的温控系统；
[0008]以及，至少用以对盛装于电镀槽内的电解液进行循环过滤的循环过滤系统。
[0009]进一步的，在所述电镀槽的槽壁上，且位于电解液液面上方的位置处分别设有真空抽气孔和释压孔，所述真空抽气孔和释压孔还分别与抽真空装置和带有释压阀的管路连通。
[0010]进一步的，所述电镀槽的下部分别设有进液口和出液口，所述进液口和出液口与电镀槽外的循环过滤系统连通。
[0011]进一步的，所述出液口和出液口分别设置于电镀槽的相对的两侧槽壁底部。
[0012]进一步的，所述循环过滤系统包括滤芯、用以将滤芯与所述进液口和出液口连通的管路以及设置在所述进液口与滤芯之间和/或所述出液口与滤芯之间的管路上的泵体。
[0013]进一步的，所述温控系统包括分别与盛装于电解槽内的电解液接触的热电偶和测温电阻，且所述热电偶和测温电阻还与电解槽外的温控仪连接。
[0014]进一步的，所述新型真空电镀装置还包括设置于电镀槽内，且固定于电解液液面上方的导电机构，所述阴极和阳极的一端部与所述导电机构连接，并可在所述导电机构上滑动，另一端部伸入电解液中。
[0015]进一步的，所述导电机构可采用水平设置的导电架。
[0016]进一步的，所述阴极包括用以固定工件的压环和支架，所述支架一端部与固定压环固定连接，并且所述支架一端部还连接有用以将工件压在固定压环上的导电压片，同时，所述工件与压环之间还设有密封垫圈。
[0017]进一步的，所述电镀槽包括槽体和槽盖，所述槽盖与槽体密封连接。
[0018]与现有技术相比，本实用新型的优点包括:
[0019](I)能够提供低真空环境，可以降低电镀液表面张力，使得滞留在沉积层上的气体析出，显著改善电镀质量，同时可加速电沉积的正向进行。
[0020](2)通过采用循环过滤系统，可以促使电镀液流动，起到搅拌作用，并将电镀过程中差生的杂质过滤掉,保证电镀溶液的质量。
[0021](3)通过采用温控系统，可以保证电镀过程中所需的最佳温度，保证电镀环境的稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为实施例1的整体结构示意图；
[0023]图2为实施例1中电镀槽的结构示意图；
[0024]图3为实施例1中电镀槽槽盖的结构示意图；
[0025]图4a_图4b分别为实施例1中阴极的主视图和侧向剖视图；
[0026]图5a-图5b分别为实施例1中压环的主视图和侧向剖视图；
[0027]图中各附图标记及其指示的组件分别为:1_真空阀，2-电镀槽，3-槽盖、4-导电架，5-热电偶，6-测温电阻，7-温控仪，8-释压阀，9-电镀液，10-阳极，11-循环过滤系统，12-阴极，13-循环阀门，14-密封圈，15-测温电阻孔，16-加热管孔，17-支架，18-螺纹孔，19-金属压片，20-导电孔，21-沉头孔，22-密封垫圈。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作更为具体的说明。
[0029]本实施例涉及的一种新型真空电镀装置，其适合于高深宽比微纳器件的电镀，包括电镀槽、循环过滤系统、温控系统等组成部分。
[0030]其中，电镀槽包括槽体和槽盖，槽盖与槽体密封连接，且围合形成密封中空腔体。
[0031]参阅图1所示，电镀槽2作为电沉积反应的场所，其内腔设有导电机构，且在电镀槽上还分布有真空抽气孔、释压孔、进液口、出液口等。
[0032]进一步的，在所述电镀槽的槽壁上，且位于电解液液面上方的位置处分别设有真空抽气孔和释压孔，所述真空抽气孔经带有真空阀I的管路与抽真空装置连通，而释压孔还与带有释压阀8的管路连通。
[0033]进一步的，所述电镀槽的相对两侧的槽壁下端部还分别设有进液口和出液口，所述进液口和出液口与电镀槽外的循环过滤系统11连通。
[0034]显然的，为满足电镀槽与抽真空装置、释压阀、循环过滤装置等的连接要求，还可在电镀槽上设置真空阀口、释压阀口、循环阀口等。
[0035]进一步的，所述导电机构可采用水平设置的导电架4，所述导电架设置于电镀槽内，且固定于电解液液面上方，所述阴极12和阳极10的一端部与所述导电机构连接，并可在所述导电机构上滑动，另一端部伸入电解液中。
[0036]进一步的，所述循环过滤系统11可包括滤芯(例如过滤棉芯)、用以将滤芯与所述进液口和出液口连通的管路以及设置在所述进液口与滤芯之间和/或所述出液口与滤芯之间的管路上的泵体等。
[0037]进一步的，所述温控系统可包括分别与盛装于电解槽内的电解液接触的热电偶5和测温电阻6，且所述热电偶和测温电阻还与电解槽外的温控仪7连接。
[0038]进一步的，前述抽真空装置可以包含真空泵、真空反馈装置及其管路等。
[0039]再请参阅图2-3所示，槽盖3为定型槽盖，外圈设有密封圈14，确保在电镀过程中电镀槽内的真空度。
[0040]进一步的，在槽盖顶部可设有测温电阻孔15和加热管孔16等，方便与外部温度控制装置进行配合。
[0041]又及，在本实用新型中阴极亦可称为阴极夹具，其可用于将待电镀的工件固定，并实现与电源的连接。
[0042]参阅图4a_5b，该阴极12可包括用以固定工件的压环和支架，所述支架一端部与固定压环固定连接，并且所述支架一端部还连接有用以将工件压在固定压环上的导电压片(例如金属压片19)，同时，所述工件与压环之间还设有密封垫圈22。其中支架可包括一绝缘材料(如PP材料)制备的壳状件，其上端设有导电孔20。在电镀时，可通过该导电孔及固定于支架内部的导线将导电机构与导电压片和工件电连接，保证工件和外部电路可以形成回路。而藉由前述压环和密封圈，可含有防止电镀时电镀液渗透到夹具内部。前述支架和压环两部分可通过绝缘螺母联接。
[0043]利用该真空电镀装置进行低真空电沉积的过程为:
[0044]电镀开始前，将工件，例如电镀硅片基底放入阴极夹具之中，然后将金属压片固定住硅片，用绝缘螺母拧紧。
[0045]将配置好的电镀液倒入电镀槽中，将阴、阳极按适当距离放置在电镀槽内的导电架上，将槽盖密闭盖住。
[0046]开启真空抽气装置，设定真空值，开启温控系统，设定电镀液温度，开启循环过滤系统，待电镀液温度稳定后，接通阴、阳极电镀电源。
[0047]电镀过程中，产生的气体由于电镀液表面张力的原因,会溢出，气体会随着抽真空装置被抽出到通风孔中。
[0048]电镀结束后，关闭循环过滤系统、抽真空装置和循环过滤系统，打开释压阀，待电镀槽恢复常压后，打开槽盖，将电镀好的工件取出。
[0049]本实用新型结构简单，使用方便，不仅可以将电镀过程中产生的气体排出，并可以对镀液进行温度控制和循环过滤，改善电镀环境，节约电镀成本，保证电镀件和电镀液的质量，并提升电镀液的使用寿命，且尤其适合深孔电镀。
[0050]需要指出的是，本实用新型所举实例仅为方便说明，并非对本实用新型任何形式上的限制，若在不脱离本实用新型所提技术特征范围内，利用本实用新型所揭示技术内容所作出局部更动或者修饰等效实施例，并且未脱离本实用新型技术特征内容，均仍属于本实用新型技术特征范围内。
【权利要求】
1.一种新型真空电镀装置，其特征在于包括: 电镀槽，其具有至少用以容置电镀液、阴极、阳极的密闭中空内腔，所述密闭中空内腔与抽真空装置连通； 至少用以调节盛装于电镀槽内的电解液温度的温控系统； 以及，至少用以对盛装于电镀槽内的电解液进行循环过滤的循环过滤系统。
2.根据权利要求1所述的新型真空电镀装置，其特征在于，在所述电镀槽的槽壁上，且位于电解液液面上方的位置处分别设有真空抽气孔和释压孔，所述真空抽气孔和释压孔还分别与抽真空装置和带有释压阀的管路连通。
3.根据权利要求1所述的新型真空电镀装置，其特征在于，所述电镀槽下部分别设有进液口和出液口，所述进液口和出液口与电镀槽外的循环过滤系统连通。
4.根据权利要求3所述的新型真空电镀装置，其特征在于，所述出液口和出液口分别设置于电镀槽的相对的两侧槽壁底部。
5.根据权利要求3或4所述的新型真空电镀装置，其特征在于，所述循环过滤系统包括滤芯、用以将滤芯与所述进液口和出液口连通的管路以及设置在所述进液口与滤芯之间和/或所述出液口与滤芯之间的管路上的泵体。
6.根据权利要求1所述的新型真空电镀装置，其特征在于，所述温控系统包括分别与盛装于电解槽内的电解液接触的热电偶和测温电阻，且所述热电偶和测温电阻还与电解槽外的温控仪连接。
7.根据权利要求1所述的新型真空电镀装置，其特征在于，它还包括设置于电镀槽内，且固定于电解液液面上方的导电机构，所述阴极和阳极的一端部与所述导电机构连接，并可在所述导电机构上滑动，另一端部伸入电解液中。
8.根据权利要求7所述的新型真空电镀装置，其特征在于，所述导电机构采用水平设置的导电架。
9.根据权利要求1或7所述的新型真空电镀装置，其特征在于，所述阴极包括用以固定工件的压环和支架，所述支架一端部与固定压环固定连接，并且所述支架一端部还连接有用以将工件压在固定压环上的导电压片，同时，所述工件与压环之间还设有密封垫圈。
10.根据权利要求1所述的新型真空电镀装置，其特征在于，所述电镀槽包括槽体和槽盖，所述槽盖与槽体密封连接。
【文档编号】C25D19/00GK203715776SQ201420068275
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年2月18日 优先权日:2014年2月18日
【发明者】苗斌, 李加东, 吴东岷 申请人:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所