電鍍裝片夾具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電鍍裝片夾具，該電鍍裝片夾具包括中間開設(shè)有孔部的夾具主體，夾具主體呈板狀且具有第一側(cè)面以及與第一側(cè)面相對且平行的第二側(cè)面，夾具主體在第一側(cè)面沿孔部的周圍設(shè)有用于卡設(shè)基片的卡槽，其中，從夾具主體的孔部的一部分邊緣延伸出具有一高度的擋板。采用本實(shí)用新型的電鍍裝片能夠有效地減輕鍍件上的尖端效應(yīng)。
【專利說明】電鍍裝片夾具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體電鍍領(lǐng)域，具體涉及一種半導(dǎo)體電鍍裝片夾具。

【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體電鍍技術(shù)在集成電路制造領(lǐng)域中已得到廣泛應(yīng)用。通常，在一個(gè)裝有電解液的電鍍槽中，將一個(gè)陽極組放置于電鍍槽的一端并浸沒在電解液內(nèi)，半導(dǎo)體電鍍裝片夾具夾持著需被電鍍半導(dǎo)體基片(即鍍件)作為陰極組放置于電鍍槽的另一端且同樣浸沒于電解液中。借助于外部電源，電解液中發(fā)生電解反應(yīng)，電解液中的金屬離子不斷向陰極組移動，最后在半導(dǎo)體基片上逐漸形成金屬鍍層。
[0003]在電鍍過程中，金屬鍍層的厚度及鍍層的均勻性主要取決于陰極鍍件表面上的電流分布的均勻性。然而，在現(xiàn)有的電鍍工藝中，由于陰極鍍件表面上的電流不能夠均勻地分布，因此，常常出現(xiàn)鍍件上金屬鍍層不均勻的問題，這對于產(chǎn)品的防蝕性、外觀甚至于機(jī)加工性能都會造成不利影響。
[0004]一種鍍件鍍層不均勻性體現(xiàn)為鍍件上出現(xiàn)尖端效應(yīng)。具體而言，電鍍槽中金屬陽極的形狀及大小和陰極鍍件的相對位置不在同一平行面上時(shí)，電力線不能滿足互相平行并垂直于電極表面要求，當(dāng)兩端電極平行但不完全切過電解液時(shí)，也就是當(dāng)電極懸掛在電解液中電極上下有多余的電解液時(shí)，除了有平行的電力線外，電力線還要通過多余的電解液向電極的邊緣集中，產(chǎn)生尖端效應(yīng)。現(xiàn)有電鍍工藝加工的陰極鍍件存在尖端效應(yīng)，影響鍍件上下兩端金屬層厚度均勻性差異，主要體現(xiàn)在鍍件底部區(qū)域高度/直徑大于頂部，高度片內(nèi)均勻性偏差5%，直徑片內(nèi)均勻性偏差15%。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，根據(jù)本實(shí)用新型的第一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供了一種電鍍裝片夾具，該電鍍裝片夾具包括中間開設(shè)有孔部的夾具主體，夾具主體呈板狀且具有第一側(cè)面以及與第一側(cè)面相對且平行的第二側(cè)面，夾具主體在第一側(cè)面沿孔部的周圍設(shè)有用于卡設(shè)基片的卡槽，其中，從夾具主體的孔部的一部分邊緣延伸出具有一高度的擋板。較佳地，擋板延伸的高度為孔部直徑的2%-8% ;更佳地，擋板的高度為基片直徑的5-6%。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，擋板的厚度為夾具主體的厚度的15-25%。較佳地，擋板的厚度為夾具主體的厚度的20%。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，當(dāng)基片安裝在裝片夾具上時(shí)，擋板與基片隔開一距離。較佳地，該距離為4-6mm。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，擋板與所述第二側(cè)面齊平地從所述孔部的所述部分邊緣延伸出。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，夾具主體還包括貫穿夾具主體的底部從孔部的底側(cè)邊緣延伸到夾具主體的外側(cè)的排液孔，該排液孔構(gòu)造成使電解液能夠通過。排液孔可為間隔布置的多個(gè)獨(dú)立的小孔或?yàn)橐惑w式的槽。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，裝片夾具在使用狀態(tài)時(shí)豎直放置，所述擋板位于孔部的底側(cè)邊緣。
[0011]在現(xiàn)有的電鍍裝片夾具中，由于邊緣效應(yīng)的存在，在平面鍍件表面電鍍過程中，底部及邊緣的電流密度大于中間區(qū)域的電流密度，然而，通過采用本實(shí)用新型的電鍍裝片夾具，由于在鍍件裝片夾具上增加了一個(gè)輔助陰極，即從孔部的一部分邊緣延伸出的擋板，由此，在電鍍過程中，可以使陰極鍍件表面上的電流均勻分布，適當(dāng)?shù)仄帘魏头稚⒚芗瘏^(qū)的電力線，從而降低或消除鍍件上的邊緣效應(yīng)或尖端效應(yīng)。此外，擋板的設(shè)置制造簡單、免維護(hù)，可以廣泛地應(yīng)于在半導(dǎo)體電鍍工藝中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的裝片夾具的立體圖。
[0013]圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的裝片夾具的仰視圖。
[0014]圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的裝片夾具的立體圖。
[0015]圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的裝片夾具的仰視圖。
[0016]圖5為根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的裝片夾具剖切立體圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，在以下的描述中闡述了更多的細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是本實(shí)用新型顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況作類似推廣、演繹，因此不應(yīng)以此具體實(shí)施例的內(nèi)容限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0018]第一實(shí)施例
[0019]圖1和圖2分別示出了根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的裝片夾具的立體圖和仰視圖。裝片夾具包括呈平板狀的夾具主體10，夾具主體10中央開設(shè)有孔部20。如圖所示，夾具主體10的外形大致呈方形，但其他形狀也是適用的。中央的孔部20的形狀構(gòu)造成與需被電鍍的基片的外周形狀一致。平板狀的夾具主體10具有第一側(cè)面11和與第一側(cè)面11相對且基本平面的第二側(cè)面(未示出)。在第一側(cè)面11上，圍繞著孔部20設(shè)有一圈向內(nèi)凹入的卡槽19，它用來卡設(shè)被電鍍的基片。卡槽19的尺寸可構(gòu)造成基片的厚度相匹配，例如卡槽19的深度(即在夾具主體10的厚度方向上的尺寸)例如為0.6mm，而卡槽19的寬度(即從卡槽19邊緣到孔部20邊緣的尺寸)例如為2mm。
[0020]此外，如圖1所示，夾具主體10的孔部20沿其底側(cè)邊緣具有向上延伸的擋板18，這一擋板18與夾具主體10的第一側(cè)面和第二側(cè)面基本平行地延伸出。該擋板18的設(shè)置將有利于緩解尖端效應(yīng)。另一方面，在電鍍過程中，在陰極和陽極距離不變、陰極鍍件有效電鍍面積不變的情況下，擋板18的高度尺寸會對鍍件表面的電流密度分布情況產(chǎn)生影響，換言之，擋板18的具體尺寸將對緩解尖端效應(yīng)的實(shí)際效果產(chǎn)生直接的影響。具體而言，擋板18延伸的高度與孔部20的直徑成一定比例，較佳地?fù)醢?8的延伸高度為孔部20的直徑的2% -8%，更佳地為5% -6%，最佳為5.6%。其次，擋板18的厚度較佳地與夾具主體10的厚度成一定比例，較佳地，擋板18的厚度為夾具主體10厚度的20%。結(jié)合圖1可以理解，當(dāng)將基片安裝到卡槽19內(nèi)時(shí)，基片和擋板18之間是隔開一定距離，較佳地，基片和擋板18之間相隔3-6mm,更佳地，兩者相隔4_5mm0
[0021]此外，從圖1和圖2中還可以看到，夾具主體10還包括貫穿夾具主體10的底部的排液孔15，該排液孔15從孔部20的底側(cè)邊緣延伸到夾具主體10的外側(cè)，從而在使用時(shí)，可以將電解液從孔部20的邊緣向外排出。從圖1可以看到，排液孔15設(shè)置在孔部20的底側(cè)邊緣，而擋板18同樣也設(shè)置在孔部20的底側(cè)邊緣，當(dāng)基片安裝在夾具主體10上后，排液孔15位于擋板18與基片之間，由于排液孔15的存在，基片與擋板18之間的狹槽中的電解液能夠被及時(shí)地排出，不會產(chǎn)生積液的情況，從而進(jìn)一步改善基片上鍍層的均勻性。
[0022]在第一實(shí)施例中，如圖2所示，排液孔15被設(shè)置為5個(gè)獨(dú)立的小孔，較佳地，這些小孔均勻分布，每個(gè)小孔直徑例如構(gòu)3_，小孔與小孔之間的間隔例如在5-8_之間。
[0023]擋板18優(yōu)選地與夾具主體10 —體模制而成?；蛘撸瑩醢?8也可以構(gòu)造成一個(gè)單獨(dú)的構(gòu)件卡接或插設(shè)到夾具主體10中，另外，擋板插入高度也可以設(shè)置成可調(diào)節(jié)的，從而有利于對鍍層均勻性的及時(shí)調(diào)整。
[0024]第二實(shí)施例
[0025]圖3、圖4和圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的電鍍裝片夾具。該電鍍裝片夾具同樣具有夾具主體10’，夾具主體10’中央開設(shè)有孔部20’，夾具主體10’的孔部20’沿其底側(cè)邊緣具有向上延伸的擋板18’。與第一實(shí)施例中的電鍍裝片夾具不同之處在于，在孔部20’的底側(cè)邊緣的排液孔15’為單個(gè)長方形的一體式槽。該一體式槽長度例如約為16_，寬度約為2_。實(shí)驗(yàn)證明，一體式槽可以有效地解決擋板18’與基片之間積水的問題，并且對于基片鍍件高度和直徑尺寸片內(nèi)均勻性改善不會帶來負(fù)面影響。應(yīng)當(dāng)說明的是，一體式槽的形狀不僅限定長方形，其他適于設(shè)置在底側(cè)邊緣內(nèi)的形狀都是可行的，例如可以為長圓形槽或兩頭弧形的長形槽。
[0026]在根據(jù)本實(shí)用新型的第一和第二實(shí)施例電鍍裝片夾具，擋板18、18’設(shè)置在圓形孔部的底側(cè)邊緣處，但這一設(shè)置位置并不是唯一的，根據(jù)尖端效應(yīng)產(chǎn)生的位置，擋板18、18’可以設(shè)置需要屏蔽或分散電力線的孔部的任一邊緣部分。但常見的情況是，夾具在電解液槽中通常是豎直放置的，此時(shí)，尖端效應(yīng)常常在豎直放置的圓形鍍件的底部發(fā)生，因此，優(yōu)選地，擋板設(shè)置在夾具主體的下方，即孔部的底側(cè)邊緣。此外，在圖示出的實(shí)施例中，設(shè)有擋板18、18’和排液孔的孔部的底側(cè)邊緣是平直的，這是由于圓形的基片通常呈直線狀的定位邊緣，孔部的平直底側(cè)邊緣與基片的定位邊緣相匹配，但需理解的是，孔部平直的底側(cè)邊緣不是必須的，也可以設(shè)置成弧形。
[0027]本實(shí)用新型中增設(shè)了擋板的電鍍裝片夾具能夠有效減輕在陰極鍍件底端或邊緣區(qū)域的尖端效應(yīng)。使用該夾具，基片鍍件金屬層高度片內(nèi)均勻性能夠提高約50%?55%，直徑片內(nèi)均勻性能提高約50%?62%.
[0028]使用原夾具加工的產(chǎn)品片內(nèi)高度均勻性水平為4.5%，而使用具有底部擋板的夾具加工的產(chǎn)品片內(nèi)高度均勻性水平可達(dá)1.68%。使用原夾具加工的產(chǎn)品片內(nèi)直徑均勻性水平為14.9%，而使用具有底部擋板的夾具加工的產(chǎn)品片內(nèi)高度均勻性水平可達(dá)7.09%。鍍件邊緣不合格品異常率可下降10%。
[0029]本實(shí)用新型雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改。因此，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本實(shí)用新型權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電鍍裝片夾具，所述電鍍裝片夾具包括中間開設(shè)有孔部的夾具主體，所述夾具主體呈板狀且具有第一側(cè)面以及與第一側(cè)面相對且平行的第二側(cè)面，所述夾具主體在第一側(cè)面沿所述孔部的周圍設(shè)有用于卡設(shè)基片的卡槽， 其特征在于，從所述夾具主體的孔部的一部分邊緣延伸出具有一高度的擋板。
2.如權(quán)利要求1所述的電鍍裝片夾具，其特征在于所述擋板延伸的所述高度為孔部直徑的2% -8%。
3.如權(quán)利要求1所述的電鍍裝片夾具，其特征在于，所述擋板的高度為孔部直徑的5-6%。
4.如權(quán)利要求1所述的電鍍裝片夾具，其特征在于，所述擋板的厚度為所述夾具主體的厚度的15-25%。
5.如權(quán)利要求1所述的電鍍裝片夾具，其特征在于，所述擋板的厚度為所述夾具主體的厚度的20%。
6.如權(quán)利要求1所述的電鍍裝片夾具，其特征在于，當(dāng)基片安裝在所述裝片夾具上時(shí)，擋板與基片隔開一距離。
7.如權(quán)利要求6所述的電鍍裝片夾具，其特征在于，所述距離為4-6mm。
8.如權(quán)利要求6所述的電鍍裝片夾具，其特征在于，所述擋板與所述第二側(cè)面齊平地從所述孔部的所述部分邊緣延伸出。
9.如權(quán)利要求1所述的電鍍裝片夾具，其特征在于，所述夾具主體還包括貫穿所述夾具主體的底部從孔部的底側(cè)延伸到所述夾具主體的外側(cè)的排液孔，所述排液孔構(gòu)造成使電解液能夠通過。
10.如權(quán)利要求9所述的電鍍裝片夾具，其特征在于，所述排液孔為間隔布置的多個(gè)獨(dú)立的小孔或?yàn)橐惑w式槽。
11.如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的電鍍裝片夾具，其特征在于，所述裝片夾具在使用狀態(tài)時(shí)豎直放置，所述擋板位于孔部的底側(cè)。
【文檔編號】C25D17/06GK204162824SQ201420625581
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】王萍, 李慶斌, 李春雷, 封國齊 申請人:杭州士蘭集成電路有限公司