CN115044958B - 一种晶圆电镀回液管及晶圆电镀设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种晶圆电镀回液管，包括：回液管本体，包括第一管段和与第一管段连通的第二管段，第一管段与晶圆电镀设备的溢液池连通，第二管段位于晶圆电镀设备的储液槽中；消泡件，设置在第一管段和/或第二管段中。回液管本体与溢液池连通，溢液池中的电镀液进入回液管本体内，气泡被消泡件阻挡和打碎，并从第一管段向溢液池方向逸出，消除气泡后的电镀液进入储液槽中，并循环至处理槽。电镀液通过晶圆电镀回液管回流至储液槽后，能够消除98％以上的气泡，使通过泵体循环制处理槽中的电镀液无气泡，使晶圆加工面的电镀液平缓无气泡，确保晶圆电镀过程中不受电镀液气泡的影响，使电镀面积稳定、电镀层厚度均匀，提升晶圆电镀产品的合格率。

Description

一种晶圆电镀回液管及晶圆电镀设备

技术领域

本申请属于晶圆电镀设备技术领域，尤其涉及一种晶圆电镀回液管及晶圆电镀设备。

背景技术

晶圆电镀是将晶圆置于电镀液中，将电压负极施加到晶圆上预先制作好的薄金属层，将电压正极施加到可溶解或不可溶解的阳极上，通过电场作用使电镀液中的金属离子沉积到晶圆表面。然而在晶圆的电镀过程中，电镀液中会产生气泡，气泡在晶圆表面形成真空阻断电路，不仅在气泡区域无法形成电镀层，造成电镀面积不稳定，而且在电镀区域形成的电镀层厚度不均匀，最终导致晶圆电镀产品不合格而废弃。

发明内容

本申请旨在至少能够在一定程度上解决电镀液中产生气泡使晶圆电镀面积不稳定、电镀层厚度不均匀的技术问题。为此，本申请提供了一种晶圆电镀回液管及晶圆电镀设备。

本申请实施例提供的一种晶圆电镀回液管，所述晶圆电镀回液管包括：

回液管本体，包括第一管段和与所述第一管段连通的第二管段，所述第一管段与晶圆电镀设备的溢液池连通，所述第二管段位于所述晶圆电镀设备的储液槽中；和，

消泡件，设置在所述第一管段和/或所述第二管段中。

在一些实施方式中，所述第二管段开设有至少一个排液口。

在一些实施方式中，所述排液口处设有鱼鳞状挡板，且所述鱼鳞状挡板与所述排液口之间的间隙朝向所述储液槽的底部。

在一些实施方式中，所述鱼鳞状挡板与所述第二管段为一体结构。

在一些实施方式中，所述消泡件为板状，且所述消泡件的纵截面为蛇形。

在一些实施方式中，所述第二管段的长度与所述回液管本体的长度比为(1～3):5；所述消泡件的长度与所述回液管本体的长度比为(2～5)：5。

在一些实施方式中，所述消泡件的宽度与所述回液管本体的内径比(1～3):5。

在一些实施方式中，所述晶圆电镀回液管还包括：

回液套管，套设在所述第一管段上，并用于与所述溢液池连通。

本申请还提出了一种晶圆电镀设备，所述晶圆电镀设备包括：

处理槽，设有溢液口；

溢液池，设置在所述处理槽的至少一侧，用于接收所述溢液口溢出的电镀液；

储液槽，设置在所述溢液池的下方；

泵体，连通所述溢液池和所述储液槽，用于将所述储液槽中的电镀液抽取至所述溢液池中；以及，

上述的晶圆电镀回液管，连通所述溢液池和所述储液槽，用于将所述溢液池中的电镀液回流至所述储液槽。

在一些实施方式中，所述排液口位于所述储液槽的液面以下。

本申请实施例至少具有如下有益效果：

上述晶圆电镀回液管，回液管本体与溢液池连通，溢液池中的电镀液进入回液管本体内，电镀液中的气泡被消泡件阻挡和打碎，并从第一管段向溢液池方向逸出，消除气泡后的电镀液进入储液槽中，并进一步循环至处理槽。电镀液通过晶圆电镀回液管回流至储液槽后，能够消除电镀液中98％以上的气泡，使通过泵体循环制处理槽中的电镀液无气泡，且使晶圆加工面的电镀液平缓无气泡，进而确保晶圆电镀过程中不受电镀液气泡的影响，使电镀面积稳定、电镀层厚度均匀，达到提升晶圆电镀产品的合格率的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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示出了本申请实施例中晶圆电镀回液管的结构示意图；

图2示出了本申请另一实施例中晶圆电镀回液管的结构示意图；

图3示出了本申请相关技术中晶圆电镀设备的结构示意图；

图4示出了图3所示晶圆电镀设备的晶圆电镀效果图；

图5示出了本申请实施例中晶圆电镀设备的结构示意图

图6示出了图5所示晶圆电镀设备的晶圆电镀效果图；。

附图标记：

100、晶圆电镀回液管；110、回液管本体；111、第一管段；112、第二管段；120、消泡件；130、回液套管；200、溢液池；300、储液槽；400、处理槽；500、泵体；10、直管。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

下面结合附图并参考具体实施例描述本申请：

请参阅图1至图2所示，本申请实施例提出了一种晶圆电镀回液管100，该实施例中晶圆电镀回液管100包括：

回液管本体110，包括第一管段111和与第一管段111连通的第二管段112，第一管段111与晶圆电镀设备的溢液池200连通，第二管段112位于晶圆电镀设备的储液槽300中；和，

消泡件120，设置在第一管段111和/或第二管段112中。

本实施例的晶圆电镀回液管100，回液管本体110与溢液池200连通，溢液池200中的电镀液进入回液管本体110内，电镀液中的气泡被消泡件120阻挡和打碎，并从第一管段111向溢液池200方向逸出，消除气泡后的电镀液进入储液槽300中，并进一步循环至处理槽400。电镀液通过晶圆电镀回液管100回流至储液槽300后，能够消除电镀液中98％以上的气泡，使通过泵体500循环制处理槽400中的电镀液无气泡，且使晶圆加工面的电镀液平缓无气泡，进而确保晶圆电镀过程中不受电镀液气泡的影响，使电镀面积稳定、电镀层厚度均匀，达到提升晶圆电镀产品的合格率的目的。

如图3和图4所示，在相关技术中，晶圆电镀设备包括处理槽400、溢液池200以及泵体500，其中，处理槽400设有溢液口；溢液池200设置在处理槽400的至少一侧，用于接收溢液口溢出的电镀液，当处理槽400中的电镀液超过溢液口所在的水平面后即可通过溢液口溢出进入溢液池200中；储液槽300设置在溢液池200的下方，用于通过直管10接收溢液池200中的电镀液；泵体500连通溢液池200和储液槽300，用于将储液槽300中的电镀液抽取至溢液池200中。一方面由于溢液池200通过直管10将电镀液排入储液槽300，不仅使处理槽400中的电镀液含有的气泡夹杂在电镀液中一起排入储液槽300，另一方面由于在处理槽400与溢液池200之间、溢液池200与处理槽400之间存在落差，在处理槽400中的电镀液流入溢液池200中和溢液池200中的电镀液通过直管10直接跌落至储液槽300中均可能产生大量的气泡，电镀液通过直管10回流不但没有消泡作用，而且会引入大量的气泡，从而使储液槽300通过电泵抽取至处理槽400中的电镀液含有大量的气泡，并在处理槽400的电镀液表面形成气泡群，如图4所示，容易在晶圆放入后从而在静电的表面形成各种不规则气泡，进而影响晶圆的电镀效果，导致产品不良的发生。

基于相同的发明构思，本申请的第二大方面还提出了一种晶圆电镀设备，如图5和图6所示，本实施的晶圆电镀设备包括处理槽400、溢液池200、储液槽300、泵体500以及上述晶圆电镀回液管100。其中，处理槽400设有溢液口；溢液池200设置在处理槽400的至少一侧，用于接收溢液口溢出的电镀液，当处理槽400中的电镀液超过溢液口所在的水平面后即可通过溢液口溢出进入溢液池200中；储液槽300设置在溢液池200的下方，用于通过本实施例晶圆电镀回液管100接收溢液池200中的电镀液；泵体500连通溢液池200和储液槽300，用于将储液槽300中的电镀液抽取至溢液池200中。其中，虽然处理槽400中的电镀液可能含有气泡，同时处理槽400中的电镀液溢出排入溢液池200中也可能进一步夹杂入气泡，但是由于溢液池200通过本实施例的晶圆电镀回液管100与处理槽400连通，在溢液池200中的电镀液经过晶圆电镀回液管100回流至储液槽300中，由于晶圆电镀回液管100含有消泡件120，电镀液中的气泡在消泡件120的作用下被打碎，且由于气泡的密度比电镀液的密度小，故而被打碎的气泡将在晶圆电镀回液管100中上升并从溢液池200中排出，使进入储液槽300中的电镀液中无气泡，进而通过泵体500的抽取循环至处理槽400中的电镀液无气泡，如图6所示，晶圆在该环境下电镀不易形成气泡，使晶圆的电镀面积稳定、电镀层厚度均匀，从而提高产品的合格率。

在本实施例的晶圆电镀设备中，为了减少回流至储液槽300中的电镀液中的气泡产生，通过连接溢液池200和储液槽300的晶圆电镀回液管100对回流的电镀液进行有效的干扰，消除、打散气泡，从而确保储液槽300中的电镀液没有气泡，进而确保通过泵体500吸入处理槽400中的电镀液没有气泡，从而从根本上杜绝了处理槽400内电镀液含有气泡，进而确保晶圆镀层的成品率。

其中，如图1和图2所示，本实施例的晶圆电镀回液管100包括回液管本体110和消泡件120。可选的，回液管本体110为一体结构，分为第一管段111和第二管段112，其中第一管段111与溢液池200连通，设置在溢液池200的底部，从而使溢液池200中的电镀液在重力的作用下自动回流至该回液管本体110中；第二管段112设置在储液槽300中，用于将回流的电镀液引入储液槽300中。消泡件120设置在所述第一管段111和/或所述第二管段112中，可选的，消泡件120通过回液管本体110的一端插入回液管本体110中，使消泡件120至少位于第一管段111或第二管段112中，从而使消泡件120在回液管本体110中发挥打碎气泡并阻碍气泡随电镀液继续向下流动的作用。

作为一种可选实施方式，晶圆电镀回液管100的第二管段112开设有至少一个排液口。如图1和图2所示，本实施例的晶圆电镀回液管100中，在第二管段112开设有若干个排液口，用于将回液管本体110内的电镀液排入储液槽300中。优选的，该排液口开设在第二管段112的管壁上。

在其他实施例中，也可以是在第二管段112的端部开设排液口以将回液管本体110内的电镀液排入储液槽300中。

作为一种可选实施方式，回液管本体110的排液口处设有鱼鳞状挡板，且鱼鳞状挡板与排液口之间的间隙朝向储液槽300的底部。如图1和图2所示，在本实施例中，当回液管本体110内的电镀液通过排液口排出时，由于鱼鳞状挡板遮挡能够避免电镀液中的气泡排入储液槽300中，同时鱼鳞状挡板使鱼鳞状挡板与排液口之间的间隙朝向储液槽300的底部，从而引导电镀液的流向，使电镀液向储液槽300的底部的流动，而气泡由于密度较小的原因，在鱼鳞状挡板和电镀液流向的双重影响下，能够从电镀液中脱离以在回液管本体110内上升进而通过第一管段111的上部开口排出。

作为一种可选实施方式，回液管本体110的鱼鳞状挡板与第二管段112为一体结构。如图1和图2所示，在本实施例中，优选的回液管本体110的鱼鳞状挡板与第二管段112为一体结构，例如可以首先通过在第二管段112上开设有细缝，然后使细缝上方的管壁向第二管段112外侧翘起或细缝下方的管壁向第二管段112内侧翘起，从而在回液管本体110上形成排液口和与其相对应的鱼鳞状挡板。

作为一种可选实施方式，晶圆电镀回液管100的消泡件120为板状，且消泡件120的纵截面为蛇形。在本实施例中，如图1和图2所示，消泡件120为板状且其纵截面为蛇形，即消泡件120为蛇形片，将其插入回液管本体110中，由于消泡件120的蛇形结构，使回液管本体110内的电镀液向下流动过程中的流动不断受到阻碍，流动方向不断转变，即能够打碎气泡并阻碍气泡的继续向下流动，从而使气泡在与电镀液的密度差作用下上升进而从第一管段111的端口排出。

作为一种可选实施方式，在本申请的晶圆电镀回液管100中，第二管段112的长度与回液管本体110的长度比为(1～3):5；消泡件120的长度与回液管本体110的长度比为(2～5)：5。如图1所示，在本实施例中，第一管段111长度为300mm，第二管段112长度为200mm，即回液管本体110的整体长度为500mm；消泡件120的长度为400mm，例如，该消泡件120通过第一管段111的端口处插入回液管本体110中，且消泡件120在自身重力的作用下下降至回液管本体110的底部，优选地使消泡件120至少位于第二管段112处，更优选地使消泡件120位于第二管段112和部分第二管段112处。

作为一种可选实施方式，在本申请的晶圆电镀回液管100中，消泡件120的宽度与回液管本体110的内径比为(1～3):5。如图1所示，在本实施例中，消泡件120的宽度为8mm，回液管本体110的内径为19mm，当将消泡件120插入回液管本体110中后，消泡件120的宽度即不影响其顺利地插入回液管本体110中，消泡件120在插入回液管本体110中后又不会影响电镀液在回液管本体110内的顺利流动。

作为一种可选实施方式，在本申请的晶圆电镀回液管100中，晶圆电镀回液管100还包括：回液套管130，该回液套管130套设在第一管段111上，并用于与溢液池200连通。如图2和图5所示，本实施例的第一管段111上套设有回液管套，该回液管套可以采用塑料或橡胶等弹性材质制备而成。优选地，通过该回液套管130能够与溢液池200的出口形成密闭连接，避免晶圆电镀回液管100与溢液池200的出口连接处产生泄漏。通过该回液套管130还能够与储液槽300的进口形成密闭连接，即避免晶圆电镀回液管100与储液槽300的进口连接处产生泄漏，又能够避免气体或其他杂质等进入出液槽中。

本申请的第二大方面还提出了一种晶圆电镀设备，如图4所示，该晶圆电镀设备包括：

处理槽400，设有溢液口；

溢液池200，设置在处理槽400的至少一侧，用于接收溢液口溢出的电镀液；

储液槽300，设置在溢液池200的下方；

泵体500，连通溢液池200和储液槽300，用于将储液槽300中的电镀液抽取至溢液池200中；以及，

晶圆电镀回液管100，连通所述溢液池200和所述储液槽300，用于将所述溢液池200中的电镀液回流至所述储液槽300。

因本发明提供的晶圆电镀设备包括了上述技术方案的晶圆电镀回液管100，因此本发明提供的晶圆电镀设备具备上述晶圆电镀回液管100的全部有益效果，在此不做赘述。

作为一种可选实施方式，排液口位于储液槽300的液面以下。如图5所示，本实施例中，由于排液口位于储液槽300的液面以下，回液管本体110中的电镀液通过排液口直接排入储液槽300中的电镀液中，在与储液槽300中的电镀液之间不存在接触空气的可能，进而能够避免回液管本体110中的电解液在下降过程中由于与空气接触裹挟气体进入储液槽300中的，即避免通过排液口排出电镀液中再度引入气泡的可能，进一步降低了电镀液中的气泡存在可能性。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请的描述中，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”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申请和简化描述，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申请的限制。

需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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申请中的具体含义。

另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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一个或者多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种晶圆电镀回液管，其特征在于，所述晶圆电镀回液管包括：

回液管本体，包括第一管段和与所述第一管段连通的第二管段，所述第一管段与晶圆电镀设备的溢液池连通，所述第二管段位于所述晶圆电镀设备的储液槽中；和，

消泡件，设置在所述第一管段和/或所述第二管段中；

其中，所述第二管段开设有至少一个排液口，所述排液口开设在所述第二管段的管壁上，所述排液口处设有鱼鳞状挡板，且所述鱼鳞状挡板与所述排液口之间的间隙朝向所述储液槽的底部，所述鱼鳞状挡板与所述第二管段为一体结构；

所述消泡件为板状，且所述消泡件的纵截面为蛇形。

2.如权利要求1所述的晶圆电镀回液管，其特征在于，所述第二管段的长度与所述回液管本体的长度比为（1~3）:5；所述消泡件的长度与所述回液管本体的长度比为（2~5）：5。

3.如权利要求1所述的晶圆电镀回液管，其特征在于，所述消泡件的宽度与所述回液管本体的内径比（1~3）:5。

4.如权利要求1至3任意一项所述的晶圆电镀回液管，其特征在于，所述晶圆电镀回液管还包括：

回液套管，套设在所述第一管段上，并用于与所述溢液池连通。

5.一种晶圆电镀设备，其特征在于，所述晶圆电镀设备包括：

处理槽，设有溢液口；

溢液池，设置在所述处理槽的至少一侧，用于接收所述溢液口溢出的电镀液；

储液槽，设置在所述溢液池的下方；

泵体，连通所述溢液池和所述储液槽，用于将所述储液槽中的电镀液抽取至所述溢液池中；以及，

如权利要求1至4任意一项所述的晶圆电镀回液管，连通所述溢液池和所述储液槽，用于将所述溢液池中的电镀液回流至所述储液槽。

6.如权利要求5所述的晶圆电镀设备，其特征在于，所述排液口位于所述储液槽的液面以下。