晶圆镀镍用的辅助装置以及晶圆镀镍设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种晶圆镀镍用的辅助装置，同时还涉及一种晶圆镀镍设备。


背景技术：

2.晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片。进一步地，在对晶圆的先进封装技术中，重要工艺流程包括：涂胶
→
曝光
→
显影
→
烘烤
→
电镀
→
去胶
→
清洗，即先在晶圆上涂覆一层光刻胶，光刻胶经过曝光发生化学反应，然后通过显影将所需要的细微图形从掩模版转移至晶圆上，最后运用电化学反应，在晶圆的金属介质层上镀出所需金属，构成金属导线。
3.目前，晶圆在进行表层镀镍时，常见镀镍设备包括镀镍槽、过滤器、循环管路，其中循环管路将镀镍槽中的镀镍液抽出并经过过滤器过滤后循环至镀镍槽中，以实现去除镀镍液中的杂质。
4.然而，在实际生产过程中，由于镍化学电镀所产生的温度比较高，晶圆表层光刻胶受高温影响，容易析出有机污染物，这些析出的有机污染物杂质并不能被过滤器有效过滤，从而污染镀镍液，导致晶圆表层镀镍层产生缺陷，生成所谓的“镍结节”；同时需要工作人员频繁停机更换镀镍液，操作繁琐，生产效率低。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种全新的晶圆镀镍用的辅助装置。
6.同时，本实用新型还提供一种晶圆镀镍设备。
7.为解决以上技术问题，本实用新型采取如下技术方案：
8.一种晶圆镀镍用的辅助装置，其包括形成有进液口和出液口的辅助槽、连通进液口与镀镍槽的进液管路、连通出液口与镀镍槽的出液管路、设置在辅助槽内的镀镍液处理单元，其中镀镍液处理单元包括阳极、阴极、分别向阳极和阴极供电的电源，镀镍液在进液管路、出液管路、辅助槽、镀镍槽之间循环流动，阳极和阴极同步浸没在位于辅助槽内的镀镍液中，且阳极用于供应镍离子，镀镍液中析出的杂质能够吸附于阴极上。
9.优选地，进液口形成于辅助槽的底部，辅助装置还包括设置在辅助槽内的扩散板，其中扩散板拦截设置在进液口与镀镍液处理单元之间，镀镍液自下而上穿过扩散板扩散后混合。这样设置，镀镍液通过扩散板打散并再混合，驱使镀镍液中的杂质分布均匀，以提升杂质的吸附和去除效果。
10.具体的，扩散板靠近辅助槽的槽底水平放置，其中扩散板上形成有位于阴极下方的多个扩散孔。这样设置，经扩散板扩散再混合的镀镍液能够首先与阴极接触，提升杂质去除率。
11.优选地，多个扩散孔划分为多个扩散孔组，其中多个扩散孔组沿着阴极的长度方向间隔分布。
12.进一步的，每个扩散孔组中的多个扩散孔沿着阴极的厚度方向间隔分布。
13.优选地，辅助槽自槽底形成有上下延伸的溢流板，其中溢流板将辅助槽的内部划分为处理区和溢流区，进液口位于处理区所对应的辅助槽槽底，出液口位于溢流区所对应的辅助槽槽底。这样设置，镀镍液经过阳极和阴极后，自上溢流而下通过出液口并回到镀镍槽中，一方面保证处理区内镀镍液液位的稳定，以便电解反应的实施；另一方面未能吸附于阴极上的杂质能够沉淀在辅助槽内，避免随镀镍液回流至镀镍槽中。
14.优选地，阴极和阳极分别自上而下插在辅助槽内，其中阴极为折叠状金属板；或/和，阳极为分布有网孔并承载镍珠的槽体。通过设置折叠状的阴极，增加了阴极可用表面积，延长阴极的使用寿命；通过将镍珠放置于具有网孔的槽体内，这样一来，镍珠溶解释放的镍离子能过穿过网孔进入辅助槽内，镍珠溶解后的剩余部分拦截在阳极槽体内以便处理。
15.具体的，阳极位于辅助槽的中部，阴极有两个且对称设置在阳极的相对两侧。
16.进一步的，两个阴极分别自上而下并向远离阳极方向倾斜延伸。进一步增加阴极浸没在镀镍液中的表面积。
17.优选地，辅助装置还包括设置在辅助槽一侧的添加剂供应部件，其中添加剂供应部件用于向辅助槽内供应抑制剂或增塑剂。这样设置，使得晶圆镀层更均匀。
18.本实用新型的另一种技术方案是，一种晶圆镀镍设备，其包括镀镍槽、过滤器、连接在镀镍槽与过滤器之间的循环管路，镀镍设备还包括上述的晶圆镀镍用的辅助装置。
19.优选地，进液管路与循环管路相连通设置，且连通处位于过滤器的进口与镀镍槽的出口之间。这样设置，辅助装置能够与晶圆镀镍槽同步进行工作，且结构简单，便于安装和实施。
20.由于以上技术方案的实施，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
21.本实用新型通过辅助槽和镀镍液处理单元构成一个独立的电解槽，将镀镍槽中的镀镍液引入辅助槽中实施电解反应以将有机污染物吸附于阴极上，这样一来，有效去除镀镍液中的杂质，优化晶圆表层镀镍质量；同时能够保持长期连续进行晶圆镀镍，从而降低停机更换和补充镀镍液的频率，简化操作，提高生产效率。
附图说明
22.下面结合附图和具体的实施例，对本实用新型做进一步详细的说明：
23.图1为本实用新型的晶圆镀镍设备的结构简图；
24.图2为本实用新型的晶圆镀镍用的辅助装置的立体结构示意图；
25.图3为本实用新型的晶圆镀镍用的辅助装置的结构分解示意图；
26.图4为图2的主视示意图；
27.图5为图4中a-a向剖视示意图；
28.图6为图4中b-b向剖视示意图；
29.附图中：1、镀镍槽；
30.2、循环管路；b、泵；
31.3、过滤器；
32.4、辅助装置；40、辅助槽；k1、进液口；k2、出液口；t、溢流板；q1、处理区；q2、溢流
区；41、进液管路；42、出液管路；43、镀镍液处理单元；430、阳极；431、阴极；432、电源；44、扩散板；k3、扩散孔；45、添加剂供应部件。
具体实施方式
33.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
34.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、
ꢀ“
厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗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。
35.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
36.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
37.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
39.如图1至图6所示，本实施例的晶圆镀镍设备，其包括镀镍槽1、循环管路2、过滤器3、辅助装置4。
40.具体的，晶圆插在装有镀镍液的镀镍槽1中，并通过镍化学电镀实现在晶圆表层镀镍，十分常见，在此不对其进行详细阐述，也是清楚可实施的。
41.循环管路2的一端部与镀镍槽1的底部连通、另一端部自上而下插入镀镍槽1中，过滤器3设置在循环管路2上，镀镍时，镀镍液自镀镍槽1向下流出，并在泵b的驱动下，镀镍液沿着循环管路2流动穿过过滤器3后循环至镀镍槽1中。
42.本例中，辅助装置4包括辅助槽40、进液管路41、出液管路42、镀镍液处理单元43、扩散板44，其中辅助槽40形成有进液口k1和出液口k2，进液管路41连通进液口k1与镀镍槽1，出液管路42连通出液口k2与镀镍槽1，镀镍液在进液管路41、出液管路42、辅助槽40、镀镍槽1之间循环流动；镀镍液处理单元43和扩散板44分别设置在辅助槽40内。
43.为了方便实施，辅助槽40自槽底形成有上下延伸的溢流板t，其中溢流板t的顶部与辅助槽40的顶部之间隔开并形成溢流口，溢流板t将辅助槽40的内部划分为处理区q1和溢流区q2，进液口k1位于处理区q1所对应的辅助槽40槽底，出液口k2位于溢流区q2所对应的辅助槽40槽底。这样设置，镀镍液经过镀镍液处理单元后，自溢流口自上而下通过出液口并回到镀镍槽中，一方面保证处理区内镀镍液液位的稳定，以便电解反应的实施；另一方面未能吸附于阴极上的杂质能够沉淀在辅助槽内，避免随镀镍液回流至镀镍槽中。
44.本例中，进液管路41与循环管路2相连通设置，且连通处位于过滤器3的进口与镀镍槽1的底部出口之间。这样设置，辅助装置能够与晶圆镀镍槽同步进行工作，且结构简单，便于安装和实施。
45.本例中，镀镍液处理单元43包括可溶性阳极430、可溶性阴极431、分别向阳极430和阴极431供电的电源432，其中阳极430和阴极431同步浸没在位于辅助槽40内的镀镍液中，且镀镍液中析出的杂质在电解反应过程中能够吸附于阴极431上，处理后的镀镍液经出液管路42回到镀镍槽1中混合。
46.具体的，阳极430和阴极431分别通过连接板固定连接在辅助槽40内壁的上部，且阳极430和阴极431分别自上而下插在辅助槽40中，其中阳极430位于辅助槽40的中部，阴极431有两个且对称设置在阳极430的相对两侧。
47.为了进一步方便实施，每个阴极431为折叠状的不锈钢金属板，且两个阴极431分别自上而下并向远离阳极430方向倾斜延伸。增加了阴极浸没在镀镍液中的可用表面积，延长阴极的使用寿命。
48.同时，阳极430为分布有网孔并承载镍珠的槽体，通过将镍珠放置于具有网孔的槽体内，这样一来，镍珠在镀镍液中溶解释放的镍离子能过穿过网孔进入辅助槽内，镍珠溶解后的剩余部分拦截在阳极槽体内以便处理。
49.本例中，扩散板44位于处理区q1内，并拦截设置在进液口k1与镀镍液处理单元43之间，镀镍液自下而上穿过扩散板44扩散后混合。这样设置，镀镍液通过扩散板打散并再混合，驱使镀镍液中的杂质分布均匀，以提升杂质的吸附和去除效果。
50.具体的，扩散板44靠近辅助槽40的槽底水平放置，其中扩散板44上形成有位于每个阴极431下方的多个扩散孔k3，其中多个扩散孔k3划分为多个扩散孔组，其中多个扩散孔组沿着对应的阴极431的长度方向间隔分布，每个扩散孔组中的多个扩散孔k3沿着对应的阴极431的厚度方向间隔分布。这样设置，经扩散板扩散再混合的镀镍液能够首先与阴极接触，提升杂质去除率。
51.此外，辅助装置4还包括设置在辅助槽40一侧的添加剂供应部件45，其中添加剂供应部件45用于向辅助槽40内供应抑制剂或增塑剂。这样设置，使得晶圆镀层更均匀。
52.综上所述，本实施例具有以下优势：
53.1、通过辅助槽和镀镍液处理单元构成一个独立的电解槽，将镀镍槽中的镀镍液引入辅助槽中实施电解反应以将有机污染物吸附于阴极上，这样一来，有效去除镀镍液中的
杂质，优化晶圆表层镀镍质量；同时能够保持长期连续进行晶圆镀镍，从而降低停机更换和补充镀镍液的频率，简化操作，提高生产效率；
54.2、镀镍液经过镀镍液处理单元后，自溢流口自上而下通过出液口并回到镀镍槽中，一方面保证处理区内镀镍液液位的稳定，以便电解反应的实施；另一方面未能吸附于阴极上的杂质能够沉淀在辅助槽内，避免随镀镍液回流至镀镍槽中；
55.3、通过折叠并交错设置的两个阴极，增加了阴极浸没在镀镍液中的可用表面积，延长阴极的使用寿命；
56.4、镀镍液通过扩散板打散并再混合，驱使镀镍液中的杂质分布均匀，以提升杂质的吸附和去除效果。
57.以上对本实用新型做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。