【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电镀，具体地，涉及一种无固定夹持点的夹持驱动装置、采用该夹持驱动装置实施的超薄型亚毫米级厚度导电环制备方法以及采用该制备方法制备的超薄型亚毫米级厚度导电环。
技术介绍
1、电镀即利用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料表面附着一层金属薄膜，以起到防止金属氧化、提高耐磨性、抗腐蚀性、反光性、增进美观以及提高导电性等作用。
2、在半导体元器件的生产过程中，需要对其表面进行电镀处理。以晶圆裸片的电镀为例，需要将晶圆裸片放置于特定的电镀治具中即镀头参与电镀工作；晶圆被固定在镀头中并与导电环紧密贴合。因此在电镀工艺进行时，晶圆可通过镀头与外部电源联接形成通电；晶圆浸泡在电镀液中，镀头通电实现晶圆的电镀。
3、随着半导体产品需求的不断扩大，对作为生产晶圆关键工艺的电镀工作效率的要求愈发严苛；尤其涉及高端半导体制造领域，迫切需要寻找出解决晶圆电镀效率低的办法。通过实验观察发现，影响晶圆电镀效率低下最大的一个因素是一般导电环的基材差，性能差(性能指应力、导电性、热容性等)，电镀时并不能产生最优效果。此外，常规挂镀操作往往是采用夹具夹持晶圆浸入电镀液，由于夹具与晶圆的接触点会造成一定的阻碍影响，从而导致挂导电环的接触点的电镀层质量差甚至会存在漏镀的现象。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种无固定夹持点的夹持驱动装置、采用该夹持驱动装置实施的超薄型亚毫米级厚度导电环制备方法以及采用该制备
2、为实现上述技术效果，本专利技术采用如下所述技术方案：
3、根据本专利技术的第一个方面，提供一种无固定夹持点的夹持驱动装置，包括夹具和驱动装置；所述夹具包括若干滚轮，滚轮绕导电环外侧均匀分布；滚轮上设置有卡槽，卡槽用于夹持导电环；所述驱动装置包括旋转驱动装置和向心驱动装置；所述旋转驱动装置包括第一驱动源和旋转轴，旋转轴沿垂直于滚轮卡槽平面方向与滚轮相连，第一驱动源驱动旋转轴旋转；向心驱动装置包括丝杆、传动螺母和第二驱动源，丝杆位于导电环上表面，丝杆前端沿导电环半径指向导电环圆心；传动螺母与丝杆相连，传动螺母能够沿着丝杆做接近或远离导电环圆心方向上的运动；第二驱动源驱动传动螺母在丝杆上运动；向心驱动装置通过传动螺母与旋转驱动装置连接。
4、本技术方案提供的夹持驱动装置用于夹持及驱动导电环旋转，其中，向心驱动装置用于驱动旋转驱动装置沿导电环半径方向靠近或远离导电环，旋转驱动装置所包含的滚轮，利用其卡槽夹持导电环，并在第一驱动源的驱动下驱动导电环旋转，由此实现无固定夹持点的夹持电镀，由此避免了由于夹具与导电环接触而造成的漏镀现象发生，使得导电环基材电镀更加均匀平滑高质量，有利于实现无固定夹持点的电镀。本技术方案中，所谓“若干”滚轮，指3个及3个以上的不定量；所谓“均匀”分布，其并不要求滚轮在导电环的圆周外缘等距分布，只要是以导电环直径为轴，两侧均分布有滚轮，即属于“均匀”分布的范畴。
5、优选地，所述第一驱动源和第二驱动源均为电机，即第一电机和第二电机，且电机外壳均带有与外界隔离的冷却水循环系统。
6、在本技术方案中，通过采用以上结构，在退火过程中使冷却水循环系统能够的高温封闭的环境中保护电机，使电机持续驱动导电环旋转，有利于消除应力的效果更均匀。
7、优选地，还包括导电环自动装卸装置，用于自动将导电环放入或离开电镀位置；其包括伞状夹持装置和驱动系统；伞状夹持装置包括主轴、可升降轴套、可伸缩架臂和橡胶球；可升降轴套包裹在主轴外且与可伸缩架臂相连；驱动系统与可升降轴套连接并能够驱动可升降轴套在主轴上升降，从而牵动可伸缩架臂开合；橡胶球连于可伸缩架臂末端，在可伸缩架臂撑开时，橡胶球抵住导电环内沿，从而卡住导电环。驱动系统可以包括气缸、泵和气管等组件，其为可升降轴套在主轴上的升降运动提供动力。
8、在本技术方案中，通过采用以上结构，使导电环放入或离开电镀位置得以便捷操作进行，其中橡胶球能够防止可伸缩架臂在撑开时划伤待镀的导电环而影响最终的电镀效果。
9、根据本专利技术的第二个方面，提供一种超薄型亚毫米级厚度导电环制备方法，采用以上任一项所述的无固定夹持点的夹持驱动装置，包括如下步骤：
10、s10、提供一导电环本体，导电环本体为cu基材或ti基材或becu基材；
11、s20、利用无固定夹持点的夹持驱动装置在导电环本体的表面上进行电镀，以均匀沉积一层导电金属或导电合金，形成电镀后导电环；
12、所述导电金属或导电合金的厚度控制在100nm～20um之间，导电金属为pt、au、ag、pd、ni、cu、w中的任意一种，导电合金为pt、au、ag、pd、ni、cu、w中任意多种的合金；
13、s30、利用无固定夹持点的夹持驱动装置夹持电镀后导电环以对电镀后导电环进行高温退火处理工艺，高温退火处理工艺包含温度上升、保温、下降过程，其中，温度上升梯度在100～200℃/min之间，保温温度范围在400～800℃之间，温度下降梯度在50～120℃/min之间。
14、在本技术方案中，通过采用以上步骤，选择了一般导电环基材cu、ti和becu作为导电环本体，并在一般导电环本体上镀上导电性能更优的金属或合金，提高导电环的导电性，金属或合金通过精密电镀的方式在导电环本体表面沉积，厚度(thk)控制在100nm～20um的范围之间，从而使镀层与基材有较好的结合力，且申请人结合诸多实验结果分析发现，厚度控制在该范围间能够得到较为均匀的金属镀层和极少的孔隙；最后，本技术方案对前述步骤所得的电镀后导电环进行高温退火工艺处理，提高电镀后导电环表面硬度(hv,维氏硬度单位)，最终实现电镀后导电环的硬度达到100kg/mm2～500kg/mm2的范围，高于一般导电环的表面硬度，且本技术方案还通过使用无固定夹持点的夹持驱动装置进行电镀，改变了传统的夹具夹取导电环的方式，使夹具与导电环之间不存在固定夹持接触点，从而保证电镀的均匀性和一致性并且避免漏镀的现象。此外，本技术方案通过控制高温退火的温度上升、保温、下降过程达到减少或消除应力的目标。并且在退火过程中由于不存在夹具与导电环之间的接触点，有利于更加合理均匀的消除应力。
15、优选地，步骤s10中，所述导电环本体为钛合金材质，且步骤s20中，在导本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无固定夹持点的夹持驱动装置，用于夹持及驱动导电环旋转，其特征在于，包括夹具和驱动装置；
2.根据权利要求1所述的无固定夹持点的夹持驱动装置，其特征在于，所述第一驱动源和第二驱动源均为电机，且电机外壳均带有与外界隔离的冷却水循环系统。
3.根据权利要求1所述的无固定夹持点的夹持驱动装置，其特征在于，所述滚轮由塑料或金属制成。
4.根据权利要求1所述的无固定夹持点的夹持驱动装置，其特征在于，还包括导电环自动装卸装置，用于自动将导电环放入或离开电镀位置；其包括伞状夹持装置和驱动系统；伞状夹持装置包括主轴、可升降轴套、可伸缩架臂和橡胶球；可升降轴套包裹在主轴外且与可伸缩架臂相连；驱动系统与可升降轴套连接并能够驱动可升降轴套在主轴上升降，从而牵动可伸缩架臂开合；橡胶球连于可伸缩架臂末端，在可伸缩架臂撑开时，橡胶球抵住导电环内沿，从而卡住导电环。
5.一种超薄型亚毫米级厚度导电环制备方法，其特征在于，采用权利要求1至4任一项所述的无固定夹持点的夹持驱动装置，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的超薄型亚毫米级厚度导电环制备
7.根据权利要求5所述的超薄型亚毫米级厚度导电环制备方法，其特征在于，步骤S10中，所述导电环本体为BeCu材质，且步骤S20中，在导电环本体的表面上电镀沉积玫瑰金。
8.根据权利要求5所述的超薄型亚毫米级厚度导电环制备方法，其特征在于，步骤S20中，所述无固定夹持点的电镀，包括以下步骤：
9.根据权利要求5所述的超薄型亚毫米级厚度导电环制备方法，其特征在于，步骤S30中，保温过程含不同温度的保温阶段。
10.根据权利要求5所述的超薄型亚毫米级厚度导电环制备方法，其特征在于，步骤S30中，所述利用无固定夹持点的夹持驱动装置夹持电镀后导电环还包括以下步骤：
11.一种超薄型亚毫米级厚度导电环，其特征在于，采用权利要求5至10任一项所述的方法制备。
...【技术特征摘要】
1.一种无固定夹持点的夹持驱动装置，用于夹持及驱动导电环旋转，其特征在于，包括夹具和驱动装置；
2.根据权利要求1所述的无固定夹持点的夹持驱动装置，其特征在于，所述第一驱动源和第二驱动源均为电机，且电机外壳均带有与外界隔离的冷却水循环系统。
3.根据权利要求1所述的无固定夹持点的夹持驱动装置，其特征在于，所述滚轮由塑料或金属制成。
4.根据权利要求1所述的无固定夹持点的夹持驱动装置，其特征在于，还包括导电环自动装卸装置，用于自动将导电环放入或离开电镀位置；其包括伞状夹持装置和驱动系统；伞状夹持装置包括主轴、可升降轴套、可伸缩架臂和橡胶球；可升降轴套包裹在主轴外且与可伸缩架臂相连；驱动系统与可升降轴套连接并能够驱动可升降轴套在主轴上升降，从而牵动可伸缩架臂开合；橡胶球连于可伸缩架臂末端，在可伸缩架臂撑开时，橡胶球抵住导电环内沿，从而卡住导电环。
5.一种超薄型亚毫米级厚度导电环制备方法，其特征在于，采用权利要求1至4任一项所述的无固定夹持点的夹持驱动装...
【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文·贺·汪，姜涛，王铮，印琼玲，林鹏鹏，
申请(专利权)人：新阳硅密上海半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。