导流装置以及电镀装置制造方法
【专利摘要】本实用新型揭示了一种导流装置，包括：第一导流件，所述第一导流件的一端的开口为第一导入口，所述第一导流件的另一端的开口为第一导出口；第二导流件，嵌套在所述第一导流件外，所述第二导流件的侧壁与所述第一导流件的侧壁形成一空间，第二导流件的一端的开口小于所述第二导流件的另一端的开口，所述第二导流件的一端与所述第一导流件的一端形成一第二导入口，所述第二导入口连接所述空间；盖体，所述盖体与所述第二导流件的另一端之间形成一第二导出口，所述第二导出口连接所述空间。本实用新型揭示了一种包含上述导流装置的电镀装置。采用所述导流装置对流体(如电镀液)进行导流，从而可以有效地控制所述流体的分布均匀。
【专利说明】导流装置以及电镀装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种导流装置，且特别是有关于一种具有所述导流装置的电镀装 置。
【背景技术】
[0002] 电镀制程已广泛地运用于各种领域中，除了传统上作为表面处理的方法外，也应 用于制作电路板、半导体芯片、LED导电基板、及半导体封装等方面。电镀是将待镀工件浸 没于含有电镀金属的离子溶液（电镀液）中，使电源与电镀槽内的阴极及阳极（消耗性或 非消耗性）电性连接，同时将电镀金属置放于阳极、而待镀工件置放于阴极，通以直流电后 便会在待镀工件的表面沉积一金属薄膜层。
[0003] 随着集成电路制造技术的进步，制造0.25微米以下尺寸的线路为目前金属化制 程的主流。随着线路尺寸日益缩小（意谓深宽比逐渐增加），传统的化学气相沉积或物理气 相沉积法已不适用于制造〇. 25微米以下尺寸的线路。但电镀制程却可以有效率地进行填 充，可以将导电物质填充于深宽比较大的通孔（via)话沟槽（trench)中。目前电镀制程已 经广泛应用于后段的金属化工艺中。
[0004] 金属薄膜层的厚度均匀性（uniformity)向来为评估电镀效能的重要指标。由于 电镀是以电镀液中的阴阳离子（电荷）移动为媒介的电化学反应，电镀液的流场分布（电 流密度）尤为重要。然而，实际上，待镀工件表面的电流密度分布并不均匀，特别是在待镀 工件的中心区域（center)与边缘区域（edge)的电流密度差异较大，从而造成在所形成的 金属薄膜层中，所述金属薄膜层的厚度的均匀性不佳，特别是在待镀工件的边缘区域，所述 金属薄膜层的厚度不易控制。 实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于，提供一种导流装置以及电镀装置，能够对电镀液等流体 起到导流作用，使得电镀液等流体的分布均匀。
[0006] 为解决上述技术问题，本实用新型提供一种导流装置，包括：
[0007] 第一导流件，所述第一导流件为两端开口的筒状结构，所述第一导流件的一端的 开口大于所述第一导流件的另一端的开口，所述第一导流件的一端的开口作为流体的第一 导入口，所述第一导流件的另一端的开口作为流体的第一导出口；
[0008] 第二导流件，嵌套在所述第一导流件外，所述第二导流件的侧壁与所述第一导流 件的侧壁形成一空间，所述第二导流件为两端开口的筒状结构，第二导流件的一端的开口 小于所述第二导流件的另一端的开口，所述第二导流件的一端与所述第一导流件的一端形 成流体的第二导入口，所述第二导入口与所述空间连通；以及
[0009] 盖体，所述盖体连接所述第一导流件的另一端，并向所述第二导流件的另一端延 伸，所述盖体与所述第二导流件的另一端之间形成流体的第二导出口，所述第二导出口与 所述空间连通。
[0010] 可选的，在所述导流装置中，所述第一导流件为圆筒状结构。
[0011] 可选的，在所述导流装置中，所述第一导入口逐渐扩张呈喇叭状。
[0012] 可选的，在所述导流装置中，所述第一导入口的直径为2cm?20cm。
[0013] 可选的，在所述导流装置中，所述第二导流件的一端与所述第一导流件的一端的 距离为lcm?5cm。
[0014] 可选的，在所述导流装置中，所述第二导流件为圆筒状结构。
[0015] 可选的，在所述导流装置中，所述第二导流件的侧壁包括至少一凹弧面。
[0016] 根据本实用新型的另一面，还提供一种电镀装置，包括：
[0017] 用于填充电镀液的腔体；
[0018] 阳极，设置于所述腔体内；
[0019] 用于固定一待镀工件的阴极，设置于所述腔体内，所述阴极用于固定所述待镀工 件的一侧面向所述阳极；以及
[0020] 如上任意一项所述的导流装置，设置于所述阳极和所述阴极之间，所述第一导入 口和第二导入口面向所述阳极设置，所述第一导出口和第二导出口背离所述阳极设置。
[0021] 可选的，在所述电镀装置中，所述第一导入口与所述阳极之间的距离为1mm? 3mm 〇
[0022] 可选的，在所述电镀装置中，所述第一导出口与所述阴极之间的距离为1mm? 100mm 〇
[0023] 可选的，在所述电镀装置中，所述待镀工件为晶圆。
[0024] 可选的，在所述电镀装置中，所述第一导出口为圆形，所述第一导出口的直径为所 述待镀工件的直径的1/5?1/2。
[0025] 可选的，在所述电镀装置中，所述盖体为圆环形，所述盖体的外环直径为所述待镀 工件的直径的1/2?9/10。
[0026] 与现有技术相比，本实用新型提供的导流装置以及电镀装置具有以下优点：
[0027] 在本实用新型提供的导流装置以及电镀装置中，所述导流装置包括第一导流件、 第二导流件以及盖体，所述第一导流件包括一第一导入口和一第一导出口，所述第二导流 件的侧壁与所述第一导流件的侧壁形成一空间，所述第二导流件的一端与所述第一导流件 的一端形成一第二导入口，所述盖体与所述第二导流件的另一端之间形成一第二导出口， 所述第二导入口与第二导出口分别连接所述空间。与现有技术相比，采用所述导流装置对 流体（如电镀液）进行导流时，一部分流体从所述第一导入口流入所述第一导流件，并从所 述第一导出口流出；另一部分流体从所述第二导入口流入所述空间，并从所述第二导出口 流出；当经过所述导流装置导流后，所述一部分流体分布于中心区域，所述另一部分流体分 布于所述一部分流体外的边缘区域，从而可以有效地控制所有的所述流体的分布均匀。
【专利附图】
【附图说明】
[0028] 图1为本实用新型一实施例中导流装置的剖面图；
[0029] 图2为本实用新型一实施例中第一导流件的立体图；
[0030] 图3为本实用新型一实施例中第二导流件的立体图；
[0031] 图4为本实用新型一实施例中盖体的俯视图；
[0032] 图5为本实用新型一实施例中电镀装置的剖面图。
【具体实施方式】
[0033] 下面将结合示意图对本实用新型的导流装置以及电镀装置进行更详细的描述，其 中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用 新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人 员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。
[0034] 为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能 和结构，因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例 的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商 业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和 耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
[0035] 在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权 利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且 均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
[0036] 本实用新型的核心思想在于，提供一种导流装置，包括：第一导流件，所述第一导 流件为两端开口的筒状，所述第一导流件的一端的开口大于所述第一导流件的另一端的开 口，所述第一导流件的一端的开口为第一导入口，所述第一导流件的另一端的开口为第一 导出口；第二导流件，嵌套在所述第一导流件外，所述第二导流件的侧壁与所述第一导流件 的侧壁形成一空间，所述第二导流件为两端开口的筒状，第二导流件的一端的开口小于所 述第二导流件的另一端的开口，所述第二导流件的一端与所述第一导流件的一端形成一第 二导入口，所述第二导入口连接所述空间；以及盖体，所述盖体连接所述第一导流件的另一 端，并向所述第二导流件的另一端延伸，所述盖体与所述第二导流件的另一端之间形成一 第二导出口，所述第二导出口连接所述空间。采用所述导流装置对流体（如电镀液）进行 导流时，一部分流体从所述第一导入口流入所述第一导流件，并从所述第一导出口流出；另 一部分流体从所述第二导入口流入所述空间，并从所述第二导出口流出；当经过所述导流 装置导流后，所述一部分流体分布于中心区域，所述另一部分流体分布于所述一部分流体 外的边缘区域，从而可以有效地控制所有的所述流体的分布均匀。
[0037] 以下结合图1-图5说明本实施例中的导流装置以及电镀装置，所述导流装置用于 对流体进行导流。
[0038] 首先，参见图1和图2,所述导流装置1包括第一导流件11、第二导流件12和盖体 13。
[0039] 其中，所述第一导流件11为两端开口的筒状结构，较佳的，所述第一导流件11为 圆筒状结构，可以较好的保证导流的均匀性。所述第一导流件11的一端11a的开口大于所 述第一导流件11的另一端lib的开口，所述第一导流件11的一端11a的开口为第一导入 口 111，所述第一导流件11的另一端lib的开口为第一导出口 112,即所述第一导入口 111 的尺寸大于所述第一导出口 112的尺寸，且所述第一导入口 111逐渐扩张呈喇叭状，可以使 得更多的所述流体进入所述第一导流件11。优选的，所述第一导入口 111的直径Dili为 2cm ?20cm，例如 3cm、7cm、10cm 等等。
[0040] 继续参考图1，所述第二导流件12嵌套在所述第一导流件11外，所述第二导流件 12的侧壁与所述第一导流件11的侧壁形成一空间10。所述第二导流件12为两端开口的 筒状，较佳的，如图3所示，所述第二导流件12为圆筒，可以较好的保证导流的均匀性。所 述第二导流件121的一端12a的开口小于所述第二导流件121的另一端12b的开口，所述 第二导流件121的一端12a与所述第一导流件11的一端11a形成一第二导入口 121，所述 第二导入口 121连接所述空间10,使得所述流体可以从所述第二导入口 121流入所述空间 10。
[0041] 较佳的，所述第二导流件12的一端12a与所述第一导流件11的一端11a的距离 为 lcm ?5cm，例如，2cm、3cm、4cm 等等。
[0042] 所述盖体13连接所述第一导流件11的另一端11b，并向所述第二导流件12的另 一端12b延伸，所述盖体13与所述第二导流件12的另一端12b之间形成一第二导出口 122， 所述第二导出口 122连通所述空间10。本实施例中，所述第一导流件11和第二导流件12 均为圆筒状，所以，所述盖体13为圆环状，如图4所示。
[0043] 较佳的，如图1所示，所述第二导流件12的侧壁包括至少一凹弧面123,可以使得 流入所述空间10的所述流体得到较好的分布。在图1中，所述第二导流件12的侧壁包括 两个凹弧面123,在本实用新型的其它实施例中，所述第二导流件12的侧壁包括三个、四个 或更多的凹弧面123，
[0044] 在本实施例中，所述导流装置1用于电镀装置中，以对电镀液（即所述流体）进行 导流，如图5所示，所述电镀装置2包括腔体20、阳极30、阴极40以及导流装置1。当然，所 述导流装置1还可以包括电镀液导入口 60等必要的部件，此为本领域的技术人员可以理解 的，在此不做赘述。
[0045] 所述腔体20用于填充电镀液50,所述阳极30和所述阴极40均设置于所述腔体30 内，一般，所述阳极30设置在所述腔体20的一侧，所述阴极40设置在所述腔体20的另一 侦k所述阴极40用于固定一待镀工件41，在本实施例中，所述待镀工件41为晶圆（wafer)。 在电镀时，所述待镀工件41固定于所述阴极40的一侧，所述阴极40用于固定所述待镀工 件41的一侧面向所述阳极30,以使得所述待镀工件41面向所述阳极30,以在所述待镀工 件41上进行电镀工艺。
[0046] 所述导流装置1设置于所述阳极30和所述阴极40之间，所述第一导入口 111和 第二导入口 121面向所述阳极30设置，用于接收所述阳极30方向的所述电镀液50,所述第 一导出口 112和第二导出口 122背离所述阳极30设置，用于向所述待镀工件41输出所述 电镀液50。
[0047] 当所述电镀装置2进行电镀时，将所述待镀工件41固定于所述阴极40的一侧，所 述阳极30和所述阴极40分别通电，所述电镀液导入口 60向所述腔体20充入所述电镀液 50。所述阳极30会向所述电镀液50中释放电荷，所述电镀液导入口 60流出的所述电镀液 50形成电镀液流51 (如图5中虚线箭头所示），所述电镀液流51带动所述电荷流动。
[0048] 其中，一部分所述电镀液流51从所述第一导入口 111流入所述第一导流件11，并 从所述第一导出口 112流出，带动电荷流到所述待镀工件41的中心区域；另一部分所述电 镀液流51从所述第二导入口 121流入所述空间10,并从所述第二导出口 122流出，带动电 荷流到所述待镀工件41的边缘区域，从而使得所述待镀工件41的中心区域和边缘区域均 有所述电荷分布，所述待镀工件41表面的电流密度分布均匀，所形成的金属薄膜层的厚度 的均匀性良好。
[0049] 较佳的，所述第一导入口 111与所述阳极11之间的距离L1范围在1mm?3mm，例 如，2mm等等，以保证所述电镀液50中的电荷随电镀液流51进入所述导流装置1。
[0050] 较佳的，所述第一导出口 112与所述阴极40之间的距离为1mm?100mm，例如， 10mm、20mm、50mm等等，以保证所述电镀液流51能覆盖所述待镀工件41，使得所述电荷能到 达所述待镀工件41的中心区域以及边缘区域。
[0051] 较佳的，所述第一导出口 112的直径D112为所述待镀工件41的直径D41的1/5? 1/2,例如1/4、1/3等等，所述盖体13的外环直径D113为所述待镀工件41的直径D41的 1/2?9/10,例如2/3、4/5等等，有利于所述电镀液流51较好的覆盖所述待镀工件41。
[0052] 在本实施例中，所述导流装置1用于所述电镀装置2,以对所述电镀装置2的电镀 液进行导流。但是，在本实用新型的其它实施例中，所述导流装置1还可用于别的场合，例 如还可以对气体等流体进行导流，根据本实用新型的上述描述，将所述导流装置1用于对 气体等流体进行导流为本领域的普通技术人员可以理解的，在此不作赘述。
[0053] 综上所述，本实用新型提供一种导流装置以及电镀装置，包括：第一导流件，所述 第一导流件为两端开口的筒状，所述第一导流件的一端的开口大于所述第一导流件的另一 端的开口，所述第一导流件的一端的开口为第一导入口，所述第一导流件的另一端的开口 为第一导出口；第二导流件，嵌套在所述第一导流件外，所述第二导流件的侧壁与所述第一 导流件的侧壁形成一空间，所述第二导流件为两端开口的筒状，第二导流件的一端的开口 小于所述第二导流件的另一端的开口，所述第二导流件的一端与所述第一导流件的一端形 成一第二导入口，所述第二导入口连接所述空间；以及盖体，所述盖体连接所述第一导流件 的另一端，并向所述第二导流件的另一端延伸，所述盖体与所述第二导流件的另一端之间 形成一第二导出口，所述第二导出口连接所述空间。采用所述导流装置对流体（如电镀液） 进行导流时，一部分流体从所述第一导入口流入所述第一导流件，并从所述第一导出口流 出；另一部分流体从所述第二导入口流入所述空间，并从所述第二导出口流出；当经过所 述导流装置导流后，所述一部分流体分布于中心区域，所述另一部分流体分布于所述一部 分流体外的边缘区域，从而可以有效地控制所有的所述流体的分布均匀。
[0054] 显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用 新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及 其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1. 一种导流装置，其特征在于，包括： 第一导流件，所述第一导流件为两端开口的筒状结构，所述第一导流件的一端的开口 大于所述第一导流件的另一端的开口，所述第一导流件的一端的开口作为流体的第一导入 口，所述第一导流件的另一端的开口作为流体的第一导出口； 第二导流件，嵌套在所述第一导流件外，所述第二导流件的侧壁与所述第一导流件的 侧壁形成一空间，所述第二导流件为两端开口的筒状结构，第二导流件的一端的开口小于 所述第二导流件的另一端的开口，所述第二导流件的一端与所述第一导流件的一端形成流 体的第二导入口，所述第二导入口与所述空间连通；以及 盖体，所述盖体连接所述第一导流件的另一端，并向所述第二导流件的另一端延伸，所 述盖体与所述第二导流件的另一端之间形成流体的第二导出口，所述第二导出口与所述空 间连通。
2. 如权利要求1所述的导流装置，其特征在于，所述第一导流件为圆筒状结构。
3. 如权利要求2所述的导流装置，其特征在于，所述第一导入口逐渐扩张呈喇叭状。
4. 如权利要求2所述的导流装置，其特征在于，所述第一导入口的直径为2cm?20cm。
5. 如权利要求4所述的导流装置，其特征在于，所述第二导流件的一端与所述第一导 流件的一端的距离为lcm?5cm。
6. 如权利要求1所述的导流装置，其特征在于，所述第二导流件为圆筒状结构。
7. 如权利要求6所述的导流装置，其特征在于，所述第二导流件的侧壁包括至少一凹 弧面。
8. -种电镀装置，其特征在于，包括： 用于填充电镀液的腔体； 阳极，设置于所述腔体内； 用于固定一待镀工件的阴极，设置于所述腔体内，所述阴极用于固定所述待镀工件的 一侧面向所述阳极；以及 如权利要求1-7中任意一项所述的导流装置，设置于所述阳极和所述阴极之间，所述 第一导入口和第二导入口面向所述阳极设置，所述第一导出口和第二导出口背离所述阳极 设置。
9. 如权利要求8所述的电镀装置，其特征在于，所述第一导入口与所述阳极之间的距 离为1mm?3mm。
10. 如权利要求8所述的电镀装置，其特征在于，所述第一导出口与所述阴极之间的距 离为1_?100mmη
11. 如权利要求8所述的电镀装置，其特征在于，所述待镀工件为晶圆。
12. 如权利要求11所述的电镀装置，其特征在于，所述第一导出口为圆形，所述第一导 出口的直径为所述待镀工件的直径的1/5?1/2。
13. 如权利要求11所述的电镀装置，其特征在于，所述盖体为圆环形，所述盖体的外环 直径为所述待镀工件的直径的1/2?9/10。
【文档编号】C25D17/00GK203890477SQ201420317685
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】李广宁 申请人:中芯国际集成电路制造(北京)有限公司