CN111593390A - 搅拌装置及晶圆电镀设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搅拌装置及晶圆电镀设备。该搅拌装置包括：第一驱动装置；和可转动的承载装置；所述可转动的承载装置上安装有搅拌件；其中，所述第一驱动装置与承载装置传动连接。本发明中，第一驱动装置可驱动承载装置及其上的搅拌件转动，从而实现搅拌件的公转以获得较佳的搅拌效果，电镀液的分布均匀。

Description

搅拌装置及晶圆电镀设备

技术领域

本发明涉及一种搅拌装置及晶圆电镀设备。

背景技术

有些集成电路零部件生产过程中需要电镀，而且对电镀的精度要求非常高。为了获得更好的电镀质量，在电镀过程中需要不断搅拌电镀液。现有技术中的搅拌装置，结构复杂，体积大，使用不便，而且搅拌效果差，无法满足电镀的高精度要求。

发明内容

本发明的第一个目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种结构简单、搅拌效果好的搅拌装置及晶圆电镀设备。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

根据本发明的第一方面，提供了一种搅拌装置。该搅拌装置包括：

第一驱动装置；和

可转动的承载装置；所述可转动的承载装置上安装有搅拌件；

其中，所述第一驱动装置与所述承载装置传动连接。

可选地，所述搅拌件包括第一搅拌件；所述第一搅拌件可转动地安装在所述承载装置上。

可选地，还包括：

驱动所述第一搅拌件旋转的第二驱动装置，所述第二驱动装置与第一搅拌件传动连接。

可选地，所述第二驱动装置为内齿轮；所述内齿轮通过偶数个行星齿轮与所述第一搅拌件传动连接。

可选地，所述内齿轮通过第一行星齿轮和第二行星齿轮与所述第一搅拌件传动连接；所述第一行星齿轮与所述第二行星齿轮相啮合，所述第二行星齿轮与所述内齿轮相啮合。

可选地，所述承载装置上固定设置有第一安装架；

所述第一安装架上安装有可转动的第一行星齿轮轴；所述第一行星齿轮及所述第一搅拌件安装于所述第一行星齿轮轴上；

所述第一安装架上安装有第二行星齿轮轴；所述第二行星齿轮可转动地安装于所述第二行星齿轮轴上。

可选地，所述搅拌件还包括第二搅拌件，所述内齿轮同时驱动所述第一搅拌件和所述第二搅拌件自转。

可选地，所述第一搅拌件的转动方向与所述第二搅拌件的转动方向相反设置。

可选地，所述内齿轮通过奇数个行星齿轮与所述第二搅拌件传动连接。

可选地，所述内齿轮通过第三行星齿轮、第四行星齿轮及第五行星齿轮与所述第二搅拌件传动连接；所述第三行星齿轮与所述第四行星齿轮相啮合，所述第四行星齿轮与所述第五行星齿轮相啮合，所述第五行星齿轮与所述内齿轮相啮合。

可选地，所述承载装置上固定设置有第二安装架；

所述第二安装架上安装有可转动的第三行星齿轮轴；所述第三行星齿轮及所述第二搅拌件安装于第三行星齿轮轴上；

所述第二安装架上安装有第四行星齿轮轴；所述第四行星齿轮可转动地安装于所述第四行星齿轮轴上；

所述第二安装架上安装有第五行星齿轮轴；所述第五行星齿可转动地安装于所述第五行星齿轮轴上。

可选地，所述承载装置具有一中空部，所述第一安装架与所述第二安装架设置于中空部；第一安装架与第二安装架相向延伸。

可选地，还包括：

壳体，所述壳体设置有凹槽；所述承载装置和所述第二驱动装置均设置于所述凹槽内。

可选地，所述承载装置为外齿轮；所述第一驱动装置的输出轴上安装有主动齿轮；

所述主动齿轮与中间齿轮相啮合，所述中间齿轮与所述承载装置的外齿轮相啮合；或者，所述主动齿轮直接与所述承载装置的外齿轮相啮合。

可选地，所述搅拌件包括一个或者多个搅拌桨，所述搅拌桨为线形或者T字形或者方体结构；

所述多个搅拌桨在圆周方向上间隔排布。

可选地，所述搅拌件包括一个或者多个叶轮，所述叶轮为弧形或者直线形；

所述多个叶轮交叉分布。

根据本发明的第二方面，提供了一种晶圆电镀设备。该晶圆电镀设备包括：

电镀液槽，所述电镀液槽设置有上述的搅拌装置；

盖子，所述盖子可盖接在所述电镀液槽的顶部；和

晶圆，所述晶圆安装在所述盖子上；

所述晶圆电镀设备被配置为能使所述电镀液槽中电镀液的金属离子游至所述晶圆。

与现有技术相比，本发明提供的搅拌装置及晶圆电镀设备中，第一驱动装置可驱动承载装置及其上的搅拌件转动，从而实现搅拌件的公转以获得搅拌效果，电镀液的分布均匀。

利用一个主动的第二驱动装置，通过合理地设计传动装置，搅拌件自身也可实现自转，可获得更好的搅拌效果，电镀液的分布更均匀。搅拌件可获得同时公转和自转的搅拌件，结构简单，体积小、使用方便且搅拌效果好。

附图说明

图1为本发明一种实施例提供的晶圆电镀设备的结构示意图。

图2为图1中的搅拌装置的结构示意图。

图3为图2搅拌装置的局部结构示意图。

图4为图3另一视角的示意图。

图5为图3的俯视图。

图6为图3中的承载装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述：

根据是发明的一种实施例，提供了一种晶圆电镀设备。如图1所示，晶圆电镀设备包括电镀液槽、盖子7和晶圆78。电镀液槽的槽壁为绝缘材质，电镀液槽用于容纳电镀液。电镀液槽的底部设置有导电材质，为阳极。盖子7可盖接在电镀液槽的顶部，例如盖子7可转动地安装在电镀槽上。盖子7为绝缘材质。晶圆安装在盖子7上，为导线材质，为阴极。例如，盖子7上可设置晶圆夹持机构，用于安装晶圆。

当盖子7盖接在电镀液槽上时，阳极与阴极晶圆78相对间隔设置。晶圆电镀设备接入电源时，晶圆电镀设备的阳极与阴极晶圆会产生电势差，产生由阳极朝向阴极方向的电流线，电镀液槽中电镀液的金属离子可游至晶圆，如此实现了将可将金属电镀在晶圆上。

如图2至图6所示，该电镀液槽设置有搅拌装置。搅拌装置包括壳体3、第一驱动装置1和可转动的承载装置4。壳体3为绝缘材质。壳体3设置有凹槽31。第一驱动装置1包括输出轴11。第一驱动装置1的输出轴11上安装有主动齿轮20。主动齿轮20为外齿轮。主动齿轮20设置于凹槽31内。例如，输出轴11与主动齿轮20可同轴设置，以同步转动。

承载装置4设置于凹槽31内。承载装置4为绝缘材质。承载装置4上安装有搅拌件。搅拌件为绝缘材质。承载装置4为外齿轮。主动齿轮20与中间齿轮22相啮合，中间齿轮22与承载装置4的外齿轮相啮合。第一驱动装置1通过输出轴11可带动承载装置4及其上的搅拌件转动，从而实现搅拌件的公转。此外，在其他实施例中，承载装置4也可直接与主动齿轮20相啮合。

搅拌件81安装在承载装置4上的具体结构可根据需要设置。本实施例中，承载装置4上固定设置有安装架。搅拌件可旋转地在安装架上。承载装置4与搅拌件传动连接。第一驱动装置驱动承载装置4转动，从而带动安装架及搅拌件一同公转，并且带动搅拌件自转。

如图6所示，承载装置4中部为中空结构。承载装置4上固定设置有第一安装架91和第二安装架92。第一安装架91和第二安装架92均为绝缘材质。第一安装架91与第二安装架92在承载装置4的中空部相向延伸。

搅拌件可包括第一搅拌件81。搅拌装置还包括驱动第一搅拌件81旋转的第二驱动装置。第二驱动装置与第一搅拌件81传动连接，用于驱动第一搅拌件81自转。更优选地，

内齿轮5可通过偶数个行星齿轮与第一搅拌件81传动连接。如图所示的示例中，第二驱动装置可设置为内齿轮5。内齿轮5通过第一行星齿轮61和第二行星齿轮62与第一搅拌件81传动连接。第一行星齿轮61与第二行星齿轮62相啮合。第二行星齿轮62与内齿轮5相啮合。

更具体地，第一安装架91上安装有可转动的第一行星齿轮轴611。第一行星齿轮轴611上套设安装有第一行星齿轮61和第一搅拌件81。第一行星齿轮轴611和第一行星齿轮61均为绝缘材质。第一行星齿轮61和第一搅拌件81可实现同步转动。例如第一行星齿轮61和第一搅拌件81可同轴设置。

第一安装架91上设置有第二行星齿轮轴621。第二行星齿轮轴621上安装有可转动的第二行星齿轮62。第二行星齿轮轴621和第二行星齿轮62均为绝缘材质。第一行星齿轮61与第二行星齿轮62均为外齿轮，且第一行星齿轮61与第二行星齿轮62相互啮合。第二行星齿轮62与内齿轮5相啮合。承载装置4的内齿轮5可通过第二行星齿轮62带动第一行星齿轮轴611及第一搅拌件81自转。

搅拌件还可包括第二搅拌件82。内齿轮5通过第三行星齿轮63、第四行星齿轮64及第五行星齿轮65与第二搅拌件82传动连接。第三行星齿轮64与第四行星齿轮64相啮合，第四行星齿轮64与第五行星齿轮65相啮合，第五行星齿轮65与内齿轮5相啮合

更具体地，第二安装架92上安装有可转动的第三行星齿轮轴631。第二安装架92上还设置有第四行星齿轮轴641及可第五行星齿轮轴651。第三行星齿轮轴631上套设安装有第三行星齿轮63和第二搅拌件82。第四行星齿轮轴641上套设安装有可转动的第四行星齿轮64。第五行星齿轮轴651上套设安装有可转动的第五行星齿轮65。第三行星齿轮63、第四行星齿轮64及第五行星齿轮65均为外齿轮。第三行星齿轮63、第四行星齿轮64及第五行星齿轮65依次啮合。第五行星齿轮65与内齿轮5啮合。承载装置4的内齿轮5可依次通过第五行星齿轮65、第四行星齿轮64带动第三行星齿轮63及第二搅拌件82自转。第三行星齿轮轴631、第三行星齿轮63、第四行星齿轮轴641、第四行星齿轮64、第五行星齿轮轴651、第五行星齿轮65均为绝缘材质。

内齿轮5设置于承载装置4上并同时与第二行星齿轮62和第五行星齿轮65相啮合。内齿轮5设置于凹槽31内。例如，内齿轮5可设置在承载装置4中空结构的内周面上。

第一驱动装置1可设置为伺服电机。使用时，启动第一驱动装置1，其输出轴11驱动主动齿轮20旋转，并将驱动力传递至承载装置4，驱动承载装置4转动。驱动承载装置4带动第一搅拌件81及第二搅拌件82转动，实现公转。

驱动承载装置4同时带动第二行星齿轮62及第五行星齿轮65沿内齿轮5圆周方向移动。第二行星齿轮62及第五行星齿轮65沿内齿轮5圆周方向移动过程中，由于内齿轮5固定不动，第二行星齿轮62及第五行星齿轮65受到内齿轮5的内齿驱动而分别绕第二行星齿轮轴621和第五行星齿轮轴651转动。转动的第二行星齿轮62驱动第一行星齿轮61转动，带动第一行星齿轮轴611和第一搅拌件81自转。第一搅拌件81自转是以第一行星齿轮轴611为轴旋转。转动的第五行星齿轮65驱动第四行星齿轮64及第三行星齿轮63转动，进而带动第三行星齿轮轴631及第二搅拌件82自转。第二搅拌件82自转是以第三行星齿轮轴631为轴旋转。如此，利用一个主动的第二驱动装置，通过合理地设计传动装置，第一搅拌件81和第二搅拌件82自身可分别实现自转。

如图5所示的示例中，第一搅拌件81的转动方向与第二搅拌件82的转动方向相反设置。例如，当第一驱动装置1驱动承载装置4顺时针转动时，第一搅拌件81可被带动沿逆时针方向转动，第二搅拌件82可被带动沿顺时针方向转动。又例如，当第一驱动装置1驱动承载装置4逆时针转动时，第一搅拌件81可被带动沿顺时针方向转动，第二搅拌件82可被带动沿逆时针方向转动。

本实施例中的内齿轮5通过第二行星齿轮621和第一行星齿轮611共两个行星齿轮与第一搅拌件81传动连接。此外，内齿轮5可通过其他偶数个行星齿轮与第一搅拌件81传动连接。

本实施例中的内齿轮5通过第五行星齿轮65、第四行星齿轮64和第三行星齿轮63共三个行星齿轮与第二搅拌件82传动连接。此外，内齿轮5可通过其他奇数个行星齿轮与所述第二搅拌件82传动连接。

由于内齿轮5可通过其他偶数个行星齿轮与第一搅拌件81传动连接，内齿轮5可通过其他奇数个行星齿轮与所述第二搅拌件82传动连接，第一搅拌件81的转动方向与第二搅拌件82的转动方向总是相反。

此外，在其他一些实施例中，可以使用中空的同步带轮代替承载装置4。第一驱动装置1通过同步带驱动承载装置4转动。

本实施例中，搅拌件可包括多个搅拌桨。其中每个搅拌桨可以是线性杆状结构，或者T字形结构，或者方体结构等。多个搅拌桨可在圆周方向上间隔排布。如图所示的示例中，第一搅拌件81及第二搅拌件82均包括四个大致呈方形结构的搅拌桨，四个搅拌桨整体大致呈十字形状排布。

此外，在其他一些示例中，搅拌件也可包括一个搅拌桨。其中每个搅拌桨可以是线性杆状结构，或者T字形结构，或者方体结构等。

此外，在其他一些示例中，搅拌件可包括一个或者多个叶轮。叶轮可设置为弧形或者直线形结构。当搅拌件包括多个叶轮时，多个叶轮可交叉分布，例如多个叶轮可设置成2片交叉的叶子或者3片交叉的叶子或者丁字形状的叶子等。

本发明中，第一驱动装置可驱动承载装置及其上的搅拌件转动，从而实现搅拌件的公转以获得搅拌效果，电镀液的分布均匀。

利用一个主动的第二驱动装置，通过合理地设计传动装置，搅拌件自身也可实现自转，可获得更好的搅拌效果，电镀液的分布更均匀。搅拌件可获得同时公转和自转的搅拌件，结构简单，体积小、使用方便且搅拌效果好。

本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。

Claims (17)

1.搅拌装置，其特征在于，包括：

第一驱动装置；和

可转动的承载装置；所述可转动的承载装置上安装有搅拌件；

其中，所述第一驱动装置与所述承载装置传动连接。

2.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于：

所述搅拌件包括第一搅拌件；所述第一搅拌件可转动地安装在所述承载装置上。

3.根据权利要求2所述的搅拌装置，其特征在于，还包括：

驱动所述第一搅拌件旋转的第二驱动装置，所述第二驱动装置与第一搅拌件传动连接。

4.根据权利要求3所述的搅拌装置，其特征在于：

所述第二驱动装置为内齿轮；所述内齿轮通过偶数个行星齿轮与所述第一搅拌件传动连接。

5.根据权利要求4所述的搅拌装置，其特征在于：

所述内齿轮通过第一行星齿轮和第二行星齿轮与所述第一搅拌件传动连接；

所述第一行星齿轮与所述第二行星齿轮相啮合，所述第二行星齿轮与所述内齿轮相啮合。

6.根据权利要求5所述的搅拌装置，其特征在于：

所述承载装置上固定设置有第一安装架；

所述第一安装架上安装有可转动的第一行星齿轮轴；所述第一行星齿轮及所述第一搅拌件安装于所述第一行星齿轮轴上；

所述第一安装架上安装有第二行星齿轮轴；所述第二行星齿轮可转动地安装于所述第二行星齿轮轴上。

7.根据权利要求6所述的搅拌装置，其特征在于：

所述搅拌件还包括第二搅拌件，所述内齿轮同时驱动所述第一搅拌件和所述第二搅拌件自转。

8.根据权利要求7所述的搅拌装置，其特征在于:

所述第一搅拌件的转动方向与所述第二搅拌件的转动方向相反设置。

9.根据权利要求7所述的搅拌装置，其特征在于：

所述内齿轮通过奇数个行星齿轮与所述第二搅拌件传动连接。

10.根据权利要求9所述的搅拌装置，其特征在于：

所述内齿轮通过第三行星齿轮、第四行星齿轮及第五行星齿轮与所述第二搅拌件传动连接；所述第三行星齿轮与所述第四行星齿轮相啮合，所述第四行星齿轮与所述第五行星齿轮相啮合，所述第五行星齿轮与所述内齿轮相啮合。

11.根据权利要求10所述的搅拌装置，其特征在于：

所述承载装置上固定设置有第二安装架；

所述第二安装架上安装有可转动的第三行星齿轮轴；所述第三行星齿轮及所述第二搅拌件安装于第三行星齿轮轴上；

所述第二安装架上安装有第四行星齿轮轴；所述第四行星齿轮可转动地安装于所述第四行星齿轮轴上；

所述第二安装架上安装有第五行星齿轮轴；所述第五行星齿可转动地安装于所述第五行星齿轮轴上。

12.根据权利要求10所述的搅拌装置，其特征在于：

所述承载装置具有一中空部，所述第一安装架与所述第二安装架设置于中空部；第一安装架与第二安装架相向延伸。

13.根据权利要求3所述的搅拌装置，其特征在于，还包括：

壳体，所述壳体设置有凹槽；所述承载装置和所述第二驱动装置均设置于所述凹槽内。

14.根据权利要求1至13中任一权利要求所述的搅拌装置，其特征在于：

所述承载装置为外齿轮；所述第一驱动装置的输出轴上安装有主动齿轮；

所述主动齿轮与中间齿轮相啮合，所述中间齿轮与所述承载装置的外齿轮相啮合；或者，所述主动齿轮直接与所述承载装置的外齿轮相啮合。

15.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于：

所述搅拌件包括一个或者多个搅拌桨，所述搅拌桨为线形或者T字形或者方体结构；

所述多个搅拌桨在圆周方向上间隔排布。

16.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于：

所述搅拌件包括一个或者多个叶轮，所述叶轮为弧形或者直线形；

所述多个叶轮交叉分布。

17.晶圆电镀设备，其特征在于，包括：

电镀液槽，所述电镀液槽设置有权利要求1至16任一权利要求所述的搅拌装置；

盖子，所述盖子可盖接在所述电镀液槽的顶部；和

晶圆，所述晶圆安装在所述盖子上；

所述晶圆电镀设备被配置为能使所述电镀液槽中电镀液的金属离子游至所述晶圆。

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