CN110499525B - 一种晶圆电镀装置及其所用阴极插座盒 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种晶圆电镀装置及其所用阴极插座盒，阴极插座盒包括插座和盒体，所述插座通过导线与电源的阴极电连接，所述插座安装在所述盒体内，所述盒体内盛装有水，所述插座处于水体内。晶圆挂具放入到电镀液槽内的同时，晶圆挂具上的插头同时插配到水中的插座上，可以防止插头和插座长期裸露在空气中产生氧化膜而影响导电性能；同时插头和插座接触面的间隙处附着水份，可以有效增强两者之间的导电性，有效确保晶圆表面持续维持负电势，提高晶圆电镀效果。

Description

一种晶圆电镀装置及其所用阴极插座盒

技术领域

本发明涉及晶圆封装湿制程技术领域，具体是一种晶圆电镀装置及其所用阴极插座盒。

背景技术

在晶圆电镀工艺中，先将晶圆放在晶圆电镀装置的挂具上，然后再将挂具悬挂到晶圆电镀装置的电镀液槽内，在自动线上由于挂具是需要带着晶圆在不同工位移载的，故不方便直接将电源阴极连接在挂具上，而是在挂具上设置插头，在电镀液槽上方设置与电源阴极电连接的插座，移载机器手将挂具放到电镀液槽内的同时，插头插设到插座上，进而使晶圆表面带上负电势。由于晶圆电镀工艺中，受镀面积小，故实际工作电流很小，特殊情况下仅有1mA左右，而插头和插座在空气中易发生氧化，造成插头和插座间导通性稍不佳，就容易发生断路，影响晶圆的电镀效果。目前在监测到断路发生时，都是人工用摩擦片和砂纸去除插头和插座上的氧化物，这样严重影响生产效率和晶圆的电镀品质，还需要专人监视，浪费劳动力。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种晶圆电镀装置及其所用阴极插座盒。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种晶圆电镀装置用阴极插座盒，包括插座和盒体，所述插座通过导线与电源的阴极电连接，所述插座安装在所述盒体内，所述盒体内盛装有水，所述插座处于水体内。

本发明相较于现有技术，晶圆挂具放入到电镀液槽内的同时，晶圆挂具上的插头同时插配到水中的插座上，可以防止插头和插座长期裸露在空气中产生氧化膜而影响导电性能；同时插头和插座接触面的间隙处附着水份，可以有效增强两者之间的导电性，有效确保晶圆表面持续维持负电势，提高晶圆电镀效果。

进一步地，所述盒体外包裹有绝缘层。

采用上述优选的方案，提高安全性。

进一步地，所述插座包括M形弹片和托板，所述M形弹片和阴极电连接片经螺钉固定在所述托板上。

采用上述优选的方案，提高安装方便性，提高结构稳固性。

一种晶圆电镀装置，包括晶圆挂具和电镀液槽，所述电镀液槽上部设置有上述阴极插座盒，所述晶圆挂具上设有用于插配到阴极插座盒内插座的插头。

进一步地，所述晶圆挂具上设有第一插头和第二插头，第一插头和第二插头在晶圆挂具内电连接；所述盒体的中间设有挡壁，所述挡壁将盒体隔离成独立的第一储水室和第二储水室，所述第一储水室内设有与第一插头匹配的第一插座，所述第二储水室内设有与第二插头匹配的第二插座，所述第一插座和第二插座均处于水体内。

采用上述优选的方案，通过两组插头和插座配合，提高导通性，降低断路发生概率。

进一步地，所述第一插座底部设有第一托板，所述第二插座底部设有第二托板，所述盒体上设有用于驱动第一托板沿第一插座插槽长度方向平移的第一平移驱动机构，所述盒体上还设有用于驱动第二托板沿第二插座插槽长度方向平移的第二平移驱动机构。

采用上述优选的方案，在检测到其中一组插头插座发生导通性不良时，可以通过平移驱动机构带动托板上插座移动，使插头与插座插槽之间搓动，去除氧化物，提高导通性。

进一步地，所述第一托板上还设有用于去除第一插头上氧化物的第一磨块，所述盒体上还设有用于去除第一插座插槽内氧化物的第一磨片，所述第一平移驱动机构带动所述第一托板移动，在所述第一插座的插槽与第一磨片匹配接触时，所述第一磨块的磨槽与第一插头匹配接触；所述第二托板上还设有用于去除第二插头上氧化物的第二磨块，所述盒体上还设有用于去除第二插座插槽内氧化物的第二磨片，所述第二平移驱动机构带动所述第二托板移动，在所述第二插座的插槽与第二磨片匹配接触时，所述第二磨块的磨槽与第二插头匹配接触。

采用上述优选的方案，设定一个周期，让第一平移驱动机构和第二平移驱动机构在不同时段，分别进行插头和插座上氧化物的去除操作；以第一插头和第一插座为例，初始时两者处于正常导通接触位，在需要进行去除氧化物操作时，第一平移驱动机构带动第一托板移动，第一插座与第一插头分离并与第一磨片匹配，同时第一磨块随第一托板移动到第一插头处，最后第一平移驱动机构带动第一插座和第一磨块作小幅度往复移动磨去氧化物。按周期自动进行氧化物的去除，以防止过量氧化物的积存而影响导通性。

进一步地，所述第一平移驱动机构为第一电机和第一丝杆，所述第一丝杆对应于第一储水室的位置为螺纹段，对应于第二储水室的位置为光滑导向段；所述第二平移驱动机构为第二电机和第二丝杆，所述第二丝杆对应于第二储水室的位置为螺纹段，对应于第一储水室的位置为光滑导向段；所述第一托板的一侧经连接杆连接在第一丝杆的螺母上，另一侧经连接杆连接在第二丝杆光滑导向段的导向套上；所述第二托板的一侧经连接杆连接在第二丝杆的螺母上，另一侧经连接杆连接在第一丝杆光滑导向段的导向套上。

采用上述优选的方案，采用一半螺纹一半光杆的第一丝杆和第二丝杆配合，省去了多余的导向结构，结构更为精简可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明阴极插座盒一种实施方式的结构示意图；

图2是本发明晶圆电镀装置的结构示意图；

图3是本发明阴极插座盒另一种实施方式的结构示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是图4中A-A向剖视图；

图6是第一储水室内插头插座去除氧化物状态图；

图7是第二储水室内插头插座去除氧化物状态图；

图8是第一储水室和第二储水室内插头插座均处于电连接状态图。

图中数字和字母所表示的相应部件的名称：

11-插座；111-第一插座；112-第二插座；12-盒体；121-第一储水室；122-第二储水室；13-水体；14-绝缘层；15-M形弹片；16-托板；161-第一托板；162-第二托板；171-第一磨块；172-第二磨块；181-第一磨片；182-第二磨片；21-晶圆挂具；22-插头；221-第一插头；222-第二插头；23-电镀液槽；31-第一电机；32-第一丝杆；33-第二电机；34-第二丝杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的一种实施方式为：一种晶圆电镀装置用阴极插座盒，包括插座11和盒体12，插座11通过导线与电源的阴极电连接，插座11安装在盒体12内，盒体12内盛装有水，插座11处于水体13内。

如图2所示，晶圆挂具21放入到电镀液槽23内的同时，晶圆挂具上的插头22同时插配到水中的插座11上。采用上述技术方案的有益效果是：可以防止插头和插座长期裸露在空气中产生氧化膜而影响导电性能；同时插头和插座接触面的间隙处附着水份，可以有效增强两者之间的导电性，有效确保晶圆表面持续维持负电势，提高晶圆电镀效果。

如图1所示，在本发明的另一些实施方式中，盒体12外包裹有绝缘层14。采用上述技术方案的有益效果是：提高安全性。

如图1所示，在本发明的另一些实施方式中，插座11包括M形弹片15和托板16，M形弹片15和阴极电连接片经螺钉固定在托板16上。

如图2所示，一种晶圆电镀装置，包括晶圆挂具21和电镀液槽23，电镀液槽23上部设置有阴极插座盒，晶圆挂具21上设有用于插配到阴极插座盒内插座11的插头22。

如图3-5所示，在本发明的另一些实施方式中，晶圆挂具21上设有第一插头221和第二插头222，第一插头221和第二插头222在晶圆挂具21内电连接；盒体12的中间设有挡壁，所述挡壁将盒体12隔离成独立的第一储水室121和第二储水室122，第一储水室121内设有与第一插头221匹配的第一插座111，第二储水室122内设有与第二插头222匹配的第二插座112，第一插座111和第二插座112均处于水体内。采用上述技术方案的有益效果是：通过两组插头和插座配合，提高导通性，降低断路发生概率。

如图3-5所示，在本发明的另一些实施方式中，第一插座111底部设有第一托板161，第二插座112底部设有第二托板162，盒体12上设有用于驱动第一托板161沿第一插座111插槽长度方向平移的第一平移驱动机构，盒体12上还设有用于驱动第二托板162沿第二插座112插槽长度方向平移的第二平移驱动机构。采用上述技术方案的有益效果是：在检测到其中一组插头插座发生导通性不良时，可以通过平移驱动机构带动托板上插座移动，使插头与插座插槽之间搓动，去除氧化物，提高导通性。

将插头和插座设置在水体内，可以有效解决氧化及导通不良问题，但晶圆挂具需要在各工位之间移动，插头还有裸露在空气中的机会，水体中也含有少部分氧，如果长年累月不进行清理的话，也会产生少量氧化物。如图3-5所示，在本发明的另一些实施方式中，第一托板161上还设有用于去除第一插头221上氧化物的第一磨块171，盒体12上还设有用于去除第一插座111插槽内氧化物的第一磨片181，所述第一平移驱动机构带动第一托板161移动，在第一插座111的插槽与第一磨片181匹配接触时，第一磨块171的磨槽与第一插头221匹配接触；第二托板162上还设有用于去除第二插头222上氧化物的第二磨块172，盒体12上还设有用于去除第二插座112插槽内氧化物的第二磨片182，所述第二平移驱动机构带动所述第二托板162移动，在第二插座112的插槽与第二磨片182匹配接触时，第二磨块172的磨槽与第二插头222匹配接触。设定一个周期，让第一平移驱动机构和第二平移驱动机构在不同时段，分别进行插头和插座上氧化物的去除操作，在电镀作业期间，需要确保第一插座与第一插头之间以及第二插座与第二插头之间至少一组插头插座处于电连接导通状态。以第一插头和第一插座去氧化物作业为例，初始时两者处于正常导通接触位（图8中所示状态），如图6所示，在需要进行去除氧化物操作时，第一平移驱动机构带动第一托板161移动，第一插座111与第一插头221分离并与第一磨片181匹配，同时第一磨块171随第一托板161移动到第一插头221处，最后第一平移驱动机构带动第一插座111和第一磨块171作小幅度往复移动磨去氧化物。如图7所示，第一插座111和第一插头221处于电连接状态，另外由第二平移驱动机构带动，第二插头222与第二磨块172之间、第二插座112与第二磨片182之间作小幅度往复相对移动磨去氧化物。采用上述技术方案，按周期自动进行氧化物的去除，以防止氧化物的积存，能彻底杜绝导通不良的发生。

如图3、4所示，在本发明的另一些实施方式中，所述第一平移驱动机构为第一电机31和第一丝杆32，第一丝杆32对应于第一储水室121的位置为螺纹段，对应于第二储水室122的位置为光滑导向段；所述第二平移驱动机构为第二电机33和第二丝杆34，第二丝杆34对应于第二储水室122的位置为螺纹段，对应于第一储水室121的位置为光滑导向段；第一托板161的一侧经连接杆连接在第一丝杆32的螺母上，另一侧经连接杆连接在第二丝杆34光滑导向段的导向套上；第二托板162的一侧经连接杆连接在第二丝杆34的螺母上，另一侧经连接杆连接在第一丝杆32光滑导向段的导向套上。采用上述技术方案的有益效果是：采用一半螺纹一半光杆的第一丝杆和第二丝杆配合，省去了多余的导向结构，结构更为精简可靠。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种晶圆电镀装置，其特征在于，包括晶圆挂具和电镀液槽，所述电镀液槽上部设置有晶圆电镀装置用阴极插座盒，所述晶圆电镀装置用阴极插座盒包括插座和盒体，所述插座通过导线与电源的阴极电连接，所述插座安装在所述盒体内，所述盒体内盛装有水，所述插座处于水体内，所述晶圆挂具上设有用于插配到阴极插座盒内插座的插头；所述晶圆挂具上设有第一插头和第二插头，第一插头和第二插头在晶圆挂具内电连接；所述盒体的中间设有挡壁，所述挡壁将盒体隔离成独立的第一储水室和第二储水室，所述第一储水室内设有与第一插头匹配的第一插座，所述第二储水室内设有与第二插头匹配的第二插座，所述第一插座和第二插座均处于水体内；所述第一插座底部设有第一托板，所述第二插座底部设有第二托板，所述盒体上设有用于驱动第一托板沿第一插座插槽长度方向平移的第一平移驱动机构，所述盒体上还设有用于驱动第二托板沿第二插座插槽长度方向平移的第二平移驱动机构。

2.根据权利要求1所述的晶圆电镀装置，其特征在于，所述第一托板上还设有用于去除第一插头上氧化物的第一磨块，所述盒体上还设有用于去除第一插座插槽内氧化物的第一磨片，所述第一平移驱动机构带动所述第一托板移动，在所述第一插座的插槽与第一磨片匹配接触时，所述第一磨块的磨槽与第一插头匹配接触；所述第二托板上还设有用于去除第二插头上氧化物的第二磨块，所述盒体上还设有用于去除第二插座插槽内氧化物的第二磨片，所述第二平移驱动机构带动所述第二托板移动，在所述第二插座的插槽与第二磨片匹配接触时，所述第二磨块的磨槽与第二插头匹配接触。

3.根据权利要求2所述的晶圆电镀装置，其特征在于，所述第一平移驱动机构为第一电机和第一丝杆，所述第一丝杆对应于第一储水室的位置为螺纹段，对应于第二储水室的位置为光滑导向段；所述第二平移驱动机构为第二电机和第二丝杆，所述第二丝杆对应于第二储水室的位置为螺纹段，对应于第一储水室的位置为光滑导向段；所述第一托板的一侧经连接杆连接在第一丝杆的螺母上，另一侧经连接杆连接在第二丝杆光滑导向段的导向套上；所述第二托板的一侧经连接杆连接在第二丝杆的螺母上，另一侧经连接杆连接在第一丝杆光滑导向段的导向套上。

4.根据权利要求1所述的晶圆电镀装置，其特征在于，所述盒体外包裹有绝缘层。

5.根据权利要求1所述的晶圆电镀装置，其特征在于，所述插座包括M形弹片和托板，所述M形弹片和阴极电连接片经螺钉固定在所述托板上。

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