1.本技术涉及半导体技术领域,尤其涉及一种晶圆电镀挂架。
背景技术:2.在晶圆的电镀工艺过程中,常需要将晶圆放置于晶圆电镀挂架上,晶圆电镀挂架中的电极环与晶圆接触,电极环再与外部的电源接触,形成阴极。电镀时电镀液中的阳离子吸附到晶圆片上从而形成镀层。
3.当电极环出现损坏时需要对电极环进行更换,然而在现有的电镀挂架中,电极环的厚度较薄,且贴在电镀挂架的底部没有着力点,导致不易将电极环取出。
技术实现要素:4.本技术的目的是提供一种容易将电极环取出的晶圆电镀挂架。
5.本技术公开了一种晶圆电镀挂架,包括底板、电极环、垫圈和固定盖,所述底板上设有晶圆槽,所述晶圆槽的底部形成支撑板,且所述支撑板内开设有电镀孔;所述电极环设置在所述晶圆槽内,所述电极环为环形,且所述电极环的外边缘与所述支撑板抵接,所述电极环的内边缘设有平台部,所述平台部的正投影与所述电镀孔的正投影至少部分重叠;所述垫圈设置在所述电极环和所述支撑板之间,且覆盖所述平台部;所述固定盖设置在所述电极环上,与所述底板固定连接,将所述电极环固定在所述晶圆槽内。
6.可选的,所述电极环的外边缘形成固定部,所述固定部的一侧朝内延伸形成平台部,且所述电极环的内边缘形成导电部;所述平台部的底部与所述支撑板之间的间距,大于所述固定部的底部与所述支撑板之间的间距;所述导电部的底部与所述平台部的底部平齐,且所述平台部与所述导电部的结合图案与所述垫圈的图案重叠。
7.可选的,所述平台部的顶部与所述支撑板之间的间距,等于所述固定部的顶部与所述支撑板之间的间距;所述导电部的顶部与所述支撑板之间的间距,小于所述固定部的顶部与所述支撑板之间的间距。
8.可选的,所述固定部包括本体部和环绕所述本体部设置的定位块,所述支撑板上设有与所述定位块配合的多个限位块,且所述限位块与所述底板中的导线连接。
9.可选的,所述定位块的数量不少于二十个,多个所述定位块环绕所述本体部的中心对称设置,且多个所述定位块都与所述底板中的导线连接。
10.可选的,所述限位块上设有第一螺纹孔,所述固定盖上设有与所述第一螺纹孔一一对应的第二螺纹孔,所述第一螺纹孔和第二螺纹孔通过螺钉固定连接。
11.可选的,所述固定盖为环形,且所述固定盖的内边缘与所述导电部的内边缘相对应。
12.可选的,所述本体部和所述定位块都与所述支撑板抵接,且所述本体部的宽度大于所述导电部的宽度。
13.可选的,所述固定部、平台部和导电部一体成型。
14.可选的,所述导电部远离所述支撑板的一面与晶圆抵接,且所述导电部与晶圆的重叠区域的宽度为1.5-3um。
15.本技术设置一种晶圆电镀挂架,包括底板、电极环、垫圈和固定盖,底板上设有晶圆槽,晶圆槽的底部形成支撑板,且支撑板内开设有电镀孔;电极环设置在晶圆槽内,所述电极环为环形,且所述电极环的外边缘与所述支撑板抵接;并且通过在电极环的内边缘增设平台部,且平台部延伸到电镀孔内,在从晶圆电镀挂架的背面依次拆解直至取出电极环时,平台部为拆卸人员提供了一个着力点,拆卸人员可以通过拿取平台部将整个电极环轻松取出;现有技术中没有在电极环中设平台部,在拆卸电极环时没有着力点导致电极环难以拆卸,还容易使得电极环的导电结构在拆卸过程中弯曲变形甚至断裂。
附图说明
16.所包括的附图用来提供对本技术实施例的进一步的理解,其构成了说明书的一部分,用于例示本技术的实施方式,并与文字描述一起来阐释本技术的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中:
17.图1是本技术提供的一种晶圆电镀挂架的正面示意图;
18.图2是本技术提供的一种晶圆电镀挂架的背面示意图;
19.图3是本技术提供的一种电极环的示意图;
20.图4是本技术提供的一种底板的示意图。
21.其中,100、晶圆电镀挂架;110、底板;111、晶圆槽;112、支撑板;113、电镀孔;114、限位块;115、第一螺纹孔;120、电极环; 121、平台部;122、固定部;123、导电部;124、定位块;125、本体部;130、垫圈;140、固定盖;141、第二螺纹孔。
具体实施方式
22.需要理解的是,这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节,仅仅是为了描述具体实施例,是代表性的,但是本技术可以通过许多替换形式来具体实现,不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。
23.在本技术的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示相对重要性,或者隐含指明所指示的技术特征的数量。另外,“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语,是基于附图所示的方位或相对位置关系描述的,仅是为了便于描述本技术的简化描述,而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限制。
24.下面参考附图和可选的实施例对本技术作详细说明。
25.如图1、图2和图3所示,本技术公开了一种晶圆电镀挂架,所述晶圆电镀挂架100包括底板110、电极环120、垫圈130和固定盖 140,所述底板110上设有晶圆槽111,所述晶圆槽111的底部形成支撑板112,且所述支撑板112内开设有电镀孔113;所述电极环120 设置在所述晶圆槽111内,所述电极环120为环形,且所述电极环 120的外边缘与所述支撑板112抵接,所述电极环120的内边缘设有平台部121,所述平台部121的正投影与所述电镀孔113的
正投影至少部分重叠;所述垫圈130设置在所述电极环120和所述支撑板112 之间,且覆盖所述平台部121;所述固定盖140设置在所述电极环120 上,与所述底板110固定连接,将所述电极环120固定在所述晶圆槽 111内。
26.在使用所述晶圆电镀挂架100对晶圆进行电镀时,需要先将固定盖140取下,将晶圆放入晶圆槽111内,与电极环120贴合,并使晶圆的正面正对电镀孔113;然后将固定盖140固定在底板110上,在底板110固定时,底板110会挤压晶圆、电极环120和垫圈130,将晶圆、电极环120和垫圈130一同固定住。接着将安装有晶圆的晶圆电镀挂架100放入电镀液中,并对电极环120供电,使得电镀液中的阳离子吸附到晶圆的正面,对晶圆的正面进行镀膜。
27.随着晶圆电镀挂架100的多次使用,电极环120会出现损耗或者出现意外导致变形影响电镀,此时需要对电极环120进行更换,然后委外维修。在更换电极环120的过程中,由于现有技术中电极环120 是贴附在支撑板112上的,电极环120没有着力点,甚至还有将电极环120粘接在支撑板112上,导致拆卸人员很难将电极环120取出。目前拆卸人员要么花较多的时间找电极环120和支撑板112之间的间隙,然后将电极环120取出;要么将底板110反转180度,使电极环 120掉出,但是由于底板110的体积较大,翻转很不方便。
28.因此,本技术通过在电极环120的内边缘增设平台部121,且平台部121延伸到电镀孔113内,在从晶圆电镀挂架100的背面依次拆解直至取出电极环120时,平台部121为拆卸人员提供了一个着力点,拆卸人员可以通过拿取平台部121将整个电极环120取出,整个过程快速方便。
29.而且,在电镀过程中,垫圈130覆盖在平台部121上,避免平台部121接触电镀液,也避免电镀液从平台部121浸入到晶圆电镀挂架 100的内部,导致电镀效果变差甚至漏电的问题。
30.图3是本技术提供的一种电极环结构,如图3所示,对于所述电极环120,本技术除了额外在电极环120内增设平台部121外,还对电极环120的有其它的改进。具体的,所述电极环120的外边缘形成固定部122,所述固定部122被固定盖140压合在支撑板112上;所述固定部122的一侧朝内延伸形成平台部121,且所述电极环120的内边缘形成导电部123,所述导电部123与晶圆贴合,对晶圆通电。
31.在所述电极环120的正面,所述平台部121的底部与所述支撑板 112之间的间距,大于所述固定部122的底部与所述支撑板112之间的间距;所述导电部123的底部与所述平台部121的底部平齐,且所述平台部121与所述导电部123的结合图案与所述垫圈130的图案重叠。此时,在电极环120的正面,由于平台部121与导电部123的地势较低,形成的槽状结构刚好容纳垫圈130,一来电极环120和垫圈 130之间具有对位效果,可以提高垫圈130的稳定性,避免垫圈130 晃动;二来在安装电极环120时,可以先将垫圈130固定在电极环120上,然后再一起放入晶圆槽111内,使得安装过程更加方便。
32.在本技术实施例中,导电部123是封闭的环形结构,与晶圆面贴合,同时对晶圆的整圈边缘进行通电;而现有技术中,电极环120与晶圆大都是点接触,只对晶圆的局部点位进行通电。相对于现有技术来说,本技术实施例增加了触点面积,较现有技术来说电流导通面积更大,电解金属在晶圆表面分布更均匀。
33.所述垫圈130采用一般的硅胶、橡胶材质即可,且厚度大于平台部121与支撑板112之间的间距。这样垫圈130不仅对晶圆的正面具有密封效果,防止电镀液浸入晶圆电镀挂架
100内部,还能够对电极环120和晶圆进行缓冲,避免安装固定盖140时,电极环120和晶圆直接与硬质的支撑板112接触,从而随着固定盖140的固定,电极环 120和晶圆受到挤压,容易出现变形甚至开裂的问题。另外,由于垫圈130的形状还与平台部121对应,在拆卸电极环120时还可以同时将垫圈130取出,可以同时对两者进行更换。
34.在所述电极环120的背面,所述平台部121的顶部与所述支撑板 112之间的间距,等于所述固定部122的顶部与所述支撑板112之间的间距,即所述平台部121和固定部122的顶部平齐;所述导电部 123的顶部与所述支撑板112之间的间距,小于所述固定部122的顶部与所述支撑板112之间的间距。此时,电极环120的正面形成一个凹槽,凹槽的底部为导电部123;在安装晶圆时,晶圆放入凹槽内,凹槽和晶圆的形状相对应,对晶圆定位,在对晶圆的正面通电的同时,还能避免晶圆晃动,从而提高晶圆在电镀时的稳定性。
35.在晶圆电镀挂架100中安装晶圆之后,所述导电部123远离所述支撑板112的一面与晶圆抵接,导电部123与晶圆的边缘重叠。由于导电部123与晶圆的边缘贴合,导致晶圆的边缘上无法电镀形成薄膜,从而使得晶圆正面电镀区域的有效面积减小;通过将导电部123与晶圆的重叠区域的宽度做到1.5-3um之间,在保证电镀效果的同时,使得有效面积最大化。
36.结合图3和图4所示,所述固定部122包括本体部125和环绕所述本体部125设置的定位块124,所述支撑板112上设有多个限位块 114,所述定位块124与所述限位块114配合固定,且所述限位块114 与所述底板110中的导线连接。在现有技术中,电极环120的接线部位和支撑部位是不一样的,需要分别进行设计;而本技术中将电极环 120的接线部位和支撑部位结合到一起设计成限位块114,限位块114 既能够固定在支撑板112上,对整个电极环120进行支撑,又与底板 110中的导线连接,将电流传递给导电部123,起电传导作用。
37.由于定位块124和固定部122一样,厚度较大,且定位块124的数量较多,具体可以是不少于二十个,这些所述定位块124环绕所述本体部125的中心对称设置,且多个所述定位块124都与所述底板 110中的导线连接。较厚且数量较多的定位块124不仅可以保障良好的支撑效果,还能保证良好的导电效果,从而不会由于定位块124汇聚支撑和电传导作用而减弱电极环120的性能。另外,数量较多的定位块124设计使得电极环120的外边缘形成类似齿轮的结构,齿轮边缘与支撑板112上的限位块114一一配合,从而进一步提高电极环120的稳定性。当然,电极环120上定位块124的数量还可以少于20 个,可以根据具体情况进行对应设计。
38.进一步的,除了所述定位块124之外,所述本体部125也与所述支撑板112抵接,且所述本体部125的宽度大于所述导电部123的宽度,从而进一步提高电极环120的结构强度;并且本体部125的底部是与支撑板112平整贴合的,且本体部125为环形,环绕晶圆、导电部123设置,当本体部125受到固定盖140的挤压与支撑板112固定后,本体部125直接与支撑板112贴合在一起,防止电镀液从间隙渗入,从而进一步提高晶圆电镀挂架100的密封效果。
39.而且,在所述电极环120中,所述固定部122、平台部121和导电部123一体成型,即所述电极环120为一体结构,都是相同的金属材料,既方便设计,又方便出模;成型后导电均匀性、稳定性也会比较好。
40.结合图1和图4所示,所述限位块114上设有第一螺纹孔115,所述固定盖140上设有与所述第一螺纹孔115一一对应的第二螺纹孔 141,所述第一螺纹孔115和第二螺纹孔141
通过螺钉固定连接。当然,除了用螺钉的方式固定外,固定盖140还可以与底板110采用旋转连接的方式进行固定,只需要在固定盖140的外壁和晶圆槽111的内壁设置对应的螺纹槽即可,通过旋转固定盖140的方式将晶圆、电极环120和垫圈130一起固定在底板110上。
41.在所述晶圆电镀挂架100中,还可以包含依次固定在固定盖140 上的密封圈以及上盖等结构,将晶圆的背面密封住;本技术实施例还可以不在晶圆电镀挂架100中增设密封圈以及上盖这些结构,而且还将固定盖140做成环形,且所述固定盖140的内边缘与所述导电部 123的内边缘相对应,将晶圆的背面漏出,这样本技术实施例中的晶圆电镀挂架100还可以对晶圆的正面和背面进行双面电镀;或者在晶圆槽111中放入两个晶圆,两个晶圆的背面相对,通过橡胶圈隔开,并且一同施加电极导通,从而可以对两个晶圆的正面进行电镀。
42.另外,本技术的发明构思可以形成非常多的实施例,但是申请文件的篇幅有限,无法一一列出,因而,在不相冲突的前提下,以上描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例,各实施例或技术特征组合之后,将会增强原有的技术效果。
43.以上内容是结合具体的可选实施方式对本技术所作的进一步详细说明,不能认定本技术的具体实施只局限于这些说明。对于本技术所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本技术的保护范围。