与传统芯片制作工艺保持一致，不需要额外设备投资，没有改变激光半导体芯片的任何结构尺寸，对客户不造成额外负担，尤其与传统的芯片电镀方法比较，这种引入不导电耐腐蚀无污染绝缘衬板和弹性导电丝来代替传统的鳄鱼夹方法，一方面，绝缘衬板既能有效地防止晶圆电镀过程中脱落和破裂，又能有效避免晶圆背面与电镀液的接触，另一方面，弹性导电丝能有效确保电镀导线较容易地接触到所选定的晶圆导电区而不会像鳄鱼夹一样对晶圆其他区域造成影响。本发明所提供的上述方案是一种激光半导体晶圆芯片焊盘电镀的全新改进方案，通过采用导电金属层和光刻技术，使电镀金属沉积仅发生在芯片的焊盘位置上，而芯片其他地方没有电镀上金属，这种选择性电镀大大地提高了金属沉积效率，减少了溅射和蒸发无选择性金属沉积方法所带来的浪费，省去溅射和蒸发法所需的金属剥离工艺，可以大大降低芯片成本。因此本发明所提出的不导电耐腐蚀无污染绝缘衬板加弹性导电金属丝的晶圆电镀方案代表了激光半导体晶圆电镀的最佳改进方案，也是节约成本、简化工艺、提高性能的最优改进方案，属于下一代激光半导体芯片工艺的发展方向，可大规模应用于半导体芯片制作过程之中。
[0036]以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。
【主权项】
1.一种半导体晶圆电镀夹持装置，其特征在于，包括:绝缘衬板(9)、弹性导电金属丝(6)和电极板(8)，所述绝缘衬板(9)上形成有半导体晶圆的安装凹槽(10)，所述弹性导电金属丝(6)的一端电性连接于所述电极板(8)，所述电极板(8)固定连接于所述绝缘衬板(9)，所述弹性导电金属丝(6)的另一端延伸至所述安装凹槽内，并能够将半导体晶圆弹性压紧在所述安装凹槽(10)内。2.根据权利要求1所述的半导体晶圆电镀夹持装置，其特征在于，所述安装凹槽(10)为形成于绝缘衬板(9) 一侧表面上的方形凹槽或圆形凹槽，且安装凹槽的横向尺寸大于或等于半导体晶圆的横向尺寸，安装凹槽的纵向深度小于半导体晶圆的厚度，安装凹槽的边缘垂直于凹槽底面或者相对于凹槽底面向内倾斜设置。3.根据权利要求2所述的半导体晶圆电镀夹持装置，其特征在于，所述安装凹槽的纵向深度为半导体晶圆厚度的90%，所述安装凹槽的边缘相对于凹槽底面形成70-90°间的倾角。4.根据权利要求1所述的半导体晶圆电镀夹持装置，其特征在于，还包括有固定螺钉(7)，所述弹性导电金属丝连接电极板的一端弯折形成固定圈结构，所述固定螺钉(7)依次穿过所述电极板(8)、弹性导电金属丝一端的固定圈和所述绝缘衬板(9)，将所述弹性导电金属丝的一端固定于所述电极板(8)和绝缘衬板(9)之间，并同时实现弹性导电金属丝与电极板(8)间的电性连接以及电极板(8)与绝缘衬板(9)间的固定连接;所述弹性导电金属丝的中部弯折成利于产生弹性压紧力的弧形结构，所述弹性导电金属丝的另一端弯折形成能与半导体晶圆上的导电区电性接触的圆弧触点(11)。5.根据权利要求4所述的半导体晶圆电镀夹持装置，其特征在于，所述弹性导电金属丝的直径处于0.5-3毫米之间，所述弹性导电金属丝连接电极板的一端在绝缘衬板平面内弯折成直径在1-4毫米的圆圈结构，所述弹性导电金属丝连接半导体晶圆的另一端在垂直于绝缘衬板表面的平面内向外弯折成直径在0.5-2毫米的半圆环，所述弹性导电金属丝的中部在垂直于绝缘衬板表面的平面内向内弯折成直径在30-60毫米的圆弧结构。6.根据权利要求1-5任一项所述的半导体晶圆电镀夹持装置，其特征在于，所述绝缘衬板(9)采用塑料、尼龙或聚四氟乙烯制作，厚度为3-10毫米;所述弹性导电金属丝采用钨丝、鉬丝或铜丝制作，或者所述弹性导电金属丝采用漆包线或表面涂敷一层光刻胶的金属线制作，且弹性导电金属丝(6)的两端头露出导电金属;所述电极板为铜板。7.根据权利要求1-5任一项所述的半导体晶圆电镀夹持装置，其特征在于，所述绝缘衬板(9)上并排开设有多个安装凹槽，且在所述绝缘衬板(9)上固定有多组弹性导电金属丝，每组弹性导电金属丝对应于一个安装凹槽，固定于所述绝缘衬板上的电极板为一个整体板或多个分别对应于各安装凹槽的个体板。8.—种使用权利要求1-7任一项所述半导体晶圆电镀夹持装置对半导体晶圆进行的电镀夹持方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤(1)、将绝缘衬板水平放置，并在绝缘衬板的凹槽底面或者待夹持的半导体晶圆背面涂上一层光刻胶； 步骤(2)、将半导体晶圆放入绝缘衬板的安装凹槽，并紧贴安装凹槽的下边缘放置； 步骤(3)、将电极板固定连接于所述绝缘衬板，并使弹性导电金属丝的一端电性连接于所述电极板； 步骤(4)、将弹性导电金属丝的另一端压紧在半导体晶圆的导电区上，并与之电性连接； 步骤(5)、将夹持有半导体晶圆的绝缘衬板缓慢向竖直方向扶直，并实时调整弹性导电金属丝使其另一端始终压紧在半导体晶圆的导电区上。9.一种半导体晶圆芯片焊盘的制作方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、在半导体晶圆上制作激光器芯片，每个激光器芯片上预留有芯片焊盘形成位置； 步骤二、采用溅射或蒸镀方法在半导体晶圆上覆盖一薄层导电金属层； 步骤三、在所述导电金属层上形成一层光刻胶； 步骤四、用带有焊盘图案的光刻板对步骤三形成的光刻胶进行曝光显影，将焊盘图案从光刻板转移到光刻胶上，使得导电金属层上对应于芯片焊盘形成位置处的光刻胶被去除，所述焊盘图案是与半导体晶圆上芯片焊盘形成位置相对应的图案； 步骤五、按照权利要求8所述的电镀夹持方法对步骤四处理后的半导体晶圆进行夹持固定，其中所述半导体晶圆的导电区通过去除半导体晶圆上部边缘的部分光刻胶来形成；步骤六、将电镀液倒入电镀容器中，加热电镀液到预定温度，并使电镀液以预定速度流动，待电镀液的温度和流速稳定后，将步骤五夹持固定好的半导体晶圆放入电镀液中，同时在电镀液中放入阳极网，然后将阳极网和半导体晶圆夹持装置中的电极板分别连接于电镀电源的阳极和阴极上，并开启电镀电源进行电镀； 步骤七、电镀结束后关闭电镀电源，并利用电镀夹持装置将所述半导体晶圆从电镀液中取出，在去离子水中充分清洗后将半导体晶圆从电镀夹持装置的绝缘衬板上取下；步骤八、将半导体晶圆放入去胶溶剂中进行去胶处理，除去半导体晶圆表面的光刻胶；步骤九、采用等离子轰击法或化学腐蚀法去除半导体晶圆表面的导电金属层，使得半导体晶圆表面的各芯片焊盘相互分离，清洗后完成半导体晶圆芯片焊盘的制作。10.根据权利要求9所述的半导体晶圆芯片焊盘的制作方法，其特征在于，步骤一中，所述半导体晶圆采用II1-V族化合物单晶制作，单晶里掺有N-型杂质S或S i，杂质浓度> I X1018/cm3，衬底晶面为100方向，表面抛光;步骤二中，所述导电金属层为单金属层或双金属层，单金属层采用金层或铜层，双金属层采用铬/金层、钛/金层、铬/铜层或钛/铜层，所述导电金属层的厚度为100-1000A;步骤三中、所述光刻胶采用AZ5214正光刻胶或LOR-A光刻胶，所述光刻胶的厚度为5-10微米;步骤四中、光刻胶层仅在各芯片焊盘形成位置处露出其下的导电金属层，根据半导体晶圆上激光器芯片的电极位置确定半导体晶圆上芯片焊盘的形成位置;步骤五中，在半导体晶圆的背面涂覆一层光刻胶后，将半导体晶圆放入绝缘衬板的安装凹槽内，然后在半导体晶圆不形成芯片焊盘的上部边缘通过机械擦除或化学腐蚀方法形成所述导电区，所述导电区为形成于光刻胶上的直径在3_5mm的小孔;步骤六中，所述电镀液的温度控制在40-50°C，所述电镀液采用转速为300-400转/分钟的磁转子搅拌，所述半导体晶圆和阳极网垂直放入电镀液中，且半导体晶圆和阳极网正对设置，所述电镀电源采用直流或脉冲直流电源，输出电压为12伏，输出电流在ImA?2A可调；步骤七中，待半导体晶圆上芯片焊盘的沉积厚度处于3-4微米时停止电镀;步骤八中，所述去胶溶剂选用20%K0H水溶液或丙酮;步骤九中，将半导体晶圆放入导电金属去除溶液中，通过化学腐蚀去除半导体晶圆表面的导电金属层。
【专利摘要】本发明提出一种半导体晶圆电镀夹持装置、夹持方法及其电镀工艺，所述电镀夹持装置包括绝缘衬板、弹性导电金属丝和电极板，绝缘衬板上形成有安装凹槽，弹性导电金属丝的一端连接于电极板和绝缘衬板之间，弹性导电金属丝的另一端延伸至安装凹槽内，并能够将半导体晶圆弹性压紧在安装凹槽内。本发明利用绝缘衬板配合弹性导电金属丝固定半导体晶圆，避免了晶圆受电镀液冲击发生脱落或裂片以及晶圆背面与电镀液的接触，并使电镀金属选择性的仅沉积在芯片焊盘位置，提高了焊盘金属沉积效率，减少了贵金属浪费，省去了传统溅射和蒸发所需的金属剥离工艺，大大降低了制作成本，属于下一代激光半导体芯片工艺的发展方向。
【IPC分类】C25D13/12, C25D13/02, C25D17/06, C25D17/08
【公开号】CN105603497
【申请号】CN201610142581
【发明人】肖黎明, 李林森, 鲁杰
【申请人】武汉欧普兰光电技术股份有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年3月14日