用以改进工艺均匀性的晶片电镀装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种晶片电镀装置，其包括：电镀槽，电镀槽中包括阳极；电镀液；以及位于电镀槽顶部且晶片被置于其上的阴极。阴极包括：电连接到晶片边缘的第一部分；从第一部分延伸且电连接到晶片的侧面的第二部分。阴极与晶片的侧面和前边缘的直接接触确保电镀工艺期间晶片上的电场的均匀分布。从而，实现金属膜沉积的均匀厚度。

【技术实现步骤摘要】
用以改进工艺均匀性的晶片电镀装置
本专利技术涉及晶片电镀装置，更具体地，涉及用于提高晶片电镀工艺的金属膜沉积的均匀性的晶片电镀装置及其方法。
技术介绍
有许多用于在晶片上沉积金属膜的电镀方法，例如化学气相沉积、物理气相沉积和电化学反应。然而，使用电化学反应的电镀方法目前更为流行，因为这些方法与其它技术相比提供晶片上的更好质量的金属沉积。图1示出传统晶片电镀装置的截面图。该晶片电镀装置10包括：电镀槽11，其容纳电镀液14；阳极13，其位于电镀槽1l的底部部分内；以及环形阴极12，晶片W直接安置于其上。电源直接连接在阳极13和阴极12之间且施加到二者上。在该常规电镀布置中，金属(例如铜)被电化学还原且作为膜沉积到晶片表面上。图2A示出常规平面环型阴极12的顶视图。该形状具有缺点，因为被支持在阴极上的晶片W的很可能的未对准(misalignment)导致晶片与阴极的不充分接触，包括晶片上可能杂质的污染。这些情况能够导致晶片上的既低效又不充分的金属膜沉积。类似地，在图2B中，部位α(未与阴极接触的晶片上区域)和β(具有较少金属膜沉积的晶片上区域)会作为上述情况的结果出现。这些问题存在于现有技术中，其导致晶片上金属膜沉积中的不规则。
技术实现思路
在本专利技术的一实施例中，构造一种晶片电镀装置，其中电极与晶片的面和前边缘(front edge)两者直接接触。根据本专利技术的一实施例，晶片电镀装置包括：电镀槽；电镀液；位于电镀槽的基底部分内的阳极；以及安装在电镀槽顶部的阴极，晶片放置在该阴极上。该阴极还包括：电连接到晶片的边缘的第一部分；以及从该第-->一部分延伸且电连接到晶片的侧面的第二部分。在本专利技术一实施例中，该阴极的第二部分结构上匹配晶片的侧面。在本专利技术一实施例中，该阴极的第二部分被凹进成形从而匹配晶片的凸出边缘(convex edge)。在本专利技术一实施例中，该阴极还包括用于对齐晶片的第三部分，其中所述第三部分从所述第二部分沿平面方向延伸。在本专利技术一实施例中，该阴极的第三部分向上和向外倾向所述电镀槽的顶边缘。在本专利技术另一实施例中，该阴极是环形且电连接到晶片的整个边缘。该阴极优选是导电材料。根据本专利技术再一实施例，晶片电镀装置包括：容纳电镀液的电镀槽；位于所述电镀槽的基底部分内的阳极；以及安装在电镀槽顶部的阴极，其中该阴极与晶片直接接触。优选地，该阴极包括：与晶片的面接触的平面部分；从该平面部分延伸的凹进部分，其结构上匹配晶片的凸出边缘；以及从该凹进部分延伸且向上向外倾向该电镀槽的顶边缘的倾斜部分。在本专利技术的另一实施例中，电镀槽包括：入口，电镀液通过该入口被提供到电镀槽中；以及出口，用过的电镀液通过该出口被排出电镀槽。在本专利技术一实施例中，阴极是任何形状的，但是结构上最优选形成为与晶片的侧面与边缘二者都接触；因此容许晶片上电流的均匀分布；从而，容许吸引金属沉积的等效区域。结果，沉积到晶片上的金属膜是厚度均匀的。附图说明附图被包括从而提供对本专利技术的进一步理解，且被引入在本说明文件中构成本说明文件的一部分。附图示出本专利技术的示例性实施例并且与说明书一起用于说明本专利技术的原理。附图中：图1是示出传统晶片电镀装置的结构的截面图；图2A和图2B是示出传统晶片电镀装置的顶视图和截面图；图3是示出根据本专利技术一实施例的晶片电镀装置的截面图；图4是进一步示出根据本专利技术一实施例的晶片电镀装置的截面图；图5是示出根据本专利技术一实施例的晶片电镀装置中的阴极的放大的截-->面图；以及图6是示出根据本专利技术一实施例的晶片电镀装置中的阴极的局部放大的透视截面图。具体实施方式下面将参照附图描述本专利技术的优选实施例。但是，本专利技术可以以不同的形式实施，且不应被解释为局限于这里所提出的实施例。而是，提供这些实施例使得本公开将会向本领域技术人员充分传达本专利技术的范围。整个说明书中相似的附图标记表示相似的元件。图3是示出根据本专利技术一实施例的晶片电镀装置的截面图。图3示出晶片电镀装置100。图3示出晶片电镀装置中通过电解的电镀原理，其中金属离子被还原成单质金属并在晶片上沉积为膜。晶片电镀装置100包括：电镀槽110，其容纳电镀液140；电极130，其位于电镀槽110内；以及电极120，晶片W放置在其上。容纳在电镀槽110中的电镀液140是电解液，其包括金属盐的水溶液。例如，硫酸铜(CuSO4)水溶液可被用于在晶片W的表面上电镀铜膜。在图4所示的本专利技术另一实施例中，电镀槽110还可包括用于提供电解液的入口150和用于排出用过的电解液的出口160。如图3所示，电极130位于电镀槽110的基底部分内，且充当阳极或正电极，在该处发生电化学氧化。同时电极120充当阴极或负电极，位于电镀槽110的顶部，在该处发生还原。阳极130优选是金属或类似材料。如图3所示，阳极130由铜制成。类似地，阴极120优选由导电材料制成。当施加电流时，电流通过电子从阳极130到阴极120的移动被携载且在溶液140中通过离子的移动被携载。溶液中带正电的阳离子朝向阴极120方向的移动电学上等价于带负电的电子沿相反方向从阳极130到阴极120的移动。溶液140中带正电的离子迁移到电极120，在该处它们被还原且沉积为单质金属。结果，金属膜沉积到带电的晶片W的表面上，因为晶片直接放置在阴极120上。同时，在电极130处，随着电流通过，阳极130中的金属例如铜被氧化成铜离子，每个铜原子释放两个电子。理想地，随着铜被从阳极转移到-->溶液140中并从溶液140转移到阴极120，阳极130损失质量，阴极120得到相等的质量。阴极120可以是任何形状；但优选形成环图案，且被构造来支承圆晶片W同时接触晶片W的外圆周(outer circle)。阴极120与晶片W的直接接触确保晶片W的电传导。阴极120可由任何金属形成；但最优选含不锈钢(SUS)的金属。晶片W被放置在阴极120上，在该处其前面(front face)W1(见图5)的外圆周面位于阴极120上；且前面W1与阴极120直接接触。图5是示出根据本专利技术一实施例的晶片电镀装置中的阴极的放大的截面图，图6是示出根据本专利技术一实施例的晶片电镀装置中的阴极的部分放大的透视截面图。参考图5和图6，阴极120被构造为包括用于与晶片W的前面W1的平坦化的边缘接触的平面部分120a、以及用于与晶片W的凸出侧面W2接触的凹进部分(concave portion)120b。当电源施加到电极上时，电流通过晶片W的前面W1且通过侧面W2均匀地流过。结果，侧面W2中电流的施加确保甚至当前面W1有杂质时晶片仍然是带电的。从而，金属膜仍将被均匀地沉积在晶片的表面上。在本专利技术另一实施例中，阴极120可被安装为具有朝向晶片W的均匀分布的任何弹力(elastic force)；但是最优选地，维持晶片W相对于阴极120的对齐位置的弹力。此外，在本专利技术另一实施例中，阴极120包括倾斜部分120c，其向上向外倾向电解槽110的顶部。该倾斜部分120c使得晶片W能被适当地放置在阴极120上并与之对齐以用于有效的电镀工艺。在本专利技术一实施例中，阴极120充当负电极。此外，阴极120提供晶片的均匀的电传导状态，因为部分120a与侧面W1直接接触，且倾斜部分120b与边缘W2直接接触。然而，阴极120的形状能根据晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶片电镀装置，包括：电镀槽；阳极，其设置在该电镀槽的下部；电镀液；以及阴极，其设置在该电镀槽的顶部且晶片被放置在其上，其中该阴极包括电连接到晶片的边缘的第一部分、以及从该第一部分延伸并电连接到晶片的侧面的第二部分。

【技术特征摘要】
KR 2004-12-29 115407/041.一种晶片电镀装置，包括：电镀槽；阳极，其设置在该电镀槽的下部；电镀液；以及阴极，其设置在该电镀槽的顶部且晶片被放置在其上，其中该阴极包括电连接到晶片的边缘的第一部分、以及从该第一部分延伸并电连接到晶片的侧面的第二部分。2.如权利要求1所述的晶片电镀装置，其中该阴极的所述第二部分被调节尺寸和成形从而与所述晶片的侧边缘接触。3.如权利要求2所述的晶片电镀装置，其中该阴极的所述第二部分被凹进成形从而与所述晶片的凸出侧边缘基本一致。4.如权利要求1所述的晶片电镀装置，其中该阴极还包括从所述第二部分延伸的第三部分，其被提供用于对齐所述晶片。5.如权利要求4所述的晶片电镀装置，其中该阴极的所述第三部分在所述电镀槽的顶部以向外向上倾斜的倾斜图案成形。6.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：全昶宣，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]