CN1831209B

CN1831209B - 电镀装置

Info

Publication number: CN1831209B
Application number: CN200610008015.8A
Authority: CN
Inventors: 山本渡; 秋山胜德; 原田文男
Original assignee: YAMAMOTO GOLD PLATING TESTER CO Ltd
Current assignee: YAMAMOTO GOLD PLATING TESTER CO Ltd; Yamamoto MS Co Ltd
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2026-02-23
Also published as: JP2006233296A; EP1696054A3; CN1831209A; EP1696054B1; US20060191786A1; EP1696054A2

Abstract

一种电镀装置，包括：第一绝缘板，其具有开口；第二绝缘板，其以使待电镀物通过所述开口露出的方式使该待电镀物保持在所述第一绝缘板和该第二绝缘板之间；内密封件，其围绕所述开口的周边设置在所述第一绝缘板和待电镀物之间；导体，其围绕待电镀物设置在所述第一绝缘板和所述第二绝缘板之间，从而向待电镀物传导电流；以及外密封件，其围绕所述导体设置在所述第一绝缘板和所述第二绝缘板之间，其中，在所述第一绝缘板和/或所述第二绝缘板内形成有真空通道，从而在由所述第一绝缘板、第二绝缘板、内密封件以及外密封件所包围的、且包含所述导体的空间中形成并保持负气压。

Description

电镀装置

技术领域

本发明涉及一种电镀装置，其用于在例如晶片、玻璃基片和陶瓷基片的表面上进行电镀和阳极氧化。

背景技术

近年来，电镀技术已应用于包括半导体中布线技术在内的各种技术领域。在半导体领域中，需要减小布线间距以实现高度集成和高性能。例如，在最近几年采用的布线技术中，形成层间绝缘膜，然后进行干蚀刻工艺以形成布线槽，在该布线槽内电镀并填充布线材料。

为了实现这种电镀技术，需要在形成于待电镀物上的沟槽内均匀地电镀布线材料。因此，本申请人已提出了一种电镀装置，其可在待电镀物的待电镀表面上形成均匀的电镀膜(例如，参见日本特开2003-301299A号公报)。

如图8所示，所述电镀装置包括：阴极导体101，它向晶片100(待电镀物)的待电镀表面100A传导电流；第一绝缘体102(以下称作绝缘体102)，其覆盖晶片100的前表面侧(表面100A侧)并保持阴极导体101；以及第二绝缘体103(以下称作后盖103)，其覆盖晶片100的后表面侧(表面100A的相对侧)并保持晶片100。

这里，所述阴极的除了晶片100的表面100A以外的部分通过安装在绝缘体102上的第一O形环104和安装在后盖103上的第二O形环105阻挡电镀液，从而防止被电镀。

顺便提及，在日本特开2003-301299A号公报的电镀装置中，紧固多个螺钉(图中未示出)以将后盖103固定到绝缘体102上。因此，第一O形环104和第二O形环105可通过优选为均匀的周向推压力分别固定到绝缘体102和后盖103上。

然而，难以均衡多个螺钉的紧固压力，从而导致所述多个螺钉的紧固压力实际上不平衡。当所述多个螺钉的紧固压力因而不平衡时，后盖103被不均匀地固定到绝缘体102上，从而导致第一O形环104和第二O形环105的推压力(紧固余量)周向不均匀。因此，第一O形环104和第二O形环105的密封性能降低。结果，在电镀晶片100时，会出现这样的问题，即，电镀液通过第一O形环104或第二O形环105渗透进表面100A以外的区域内，导致表面100A以外的区域被电镀。

近年来的大尺寸晶片100需要制造大型电镀装置。然而，由于大型电镀装置需要更多的螺钉，因此这些螺钉的紧固压力变得更不均匀。结果，第一O形环104和第二O形环105的密封性能更加恶化。因此，表面100A以外的区域更有可能被电镀。

发明内容

考虑到上述问题，本发明的目的在于提供一种电镀装置，其确实防止待电镀物的待电镀表面以外的区域被电镀，从而提高了性能和可靠性。

为了解决上述问题，在本发明的一方面中，提供了一种电镀装置，包括：第一绝缘板，其具有开口；第二绝缘板，其以使待电镀物通过所述开口露出的方式将该电镀物保持在所述第一绝缘板和该第二绝缘板之间；内密封件，其围绕所述开口的周边设置在所述第一绝缘板和待电镀物之间；导体，其围绕待电镀物设置在所述第一绝缘板和所述第二绝缘板之间，从而向待电镀物传导电流；以及外密封件，其围绕所述导体设置在所述第一绝缘板和所述第二绝缘板之间。在所述电镀装置中，在所述第一绝缘板和/或所述第二绝缘板内形成有真空通道，从而在由所述第一绝缘板、第二绝缘板、内密封件以及外密封件所包围的、且包含所述导体的空间中形成并保持负气压，该电镀装置还包括临时固定装置，在所述空间中形成并保持负气压之前该临时固定装置预先将所述第二绝缘板临时固定到所述第一绝缘板上，所述临时固定装置为大致U形的绝缘板夹部件，其中，将形成为大致U形的绝缘板夹部件固定在形成于所述第一绝缘板的前表面中的装配凹槽内，通过使朝向所述绝缘板夹部件内部突出的突出部分沿连接到所述装配凹槽的滑动槽滑动，临时将所述第一绝缘板固定到所述第二绝缘板上。

在这种结构中，设在所述真空通道中的泵可吸空由第一绝缘板、第二绝缘板、内密封件以及外密封件所包围的所述空间中的空气，从而在该空间中形成并保持负气压。因此，可通过均匀的推压力将整个内密封件固定到待电镀物上，同时可通过均匀的推压力将整个外密封件固定到第一绝缘板和第二绝缘板上。因此，可保持内密封件和外密封件的高密封性能，以解决电镀液渗透进所述空间内从而导致待电镀物的待电镀表面以外的区域被电镀的问题。在本发明中，可将待电镀物连接到电源的负极，从而可电镀该待电镀物的表面。此外，还可将待电镀物连接到电源的正极，从而可在该待电镀物的表面上形成阳极膜(氧化镀膜)。

所述电镀装置可在所述真空通道中包括一开/关阀。在该电镀装置中，所述开/关阀可使所述真空通道与一泵连接并可使该真空通道从该泵断开。

在这种结构中，在吸空由第一绝缘板、第二绝缘板、内密封件以及外密封件所包围的所述空间中的空气时，所述开/关阀打开，以允许所述泵吸空该空间中的空气。此外，当所述空间中的气压变成为足够的负气压时，所述开/关阀关闭，从而保持该空间中的气压为负气压。因此，所述泵无需一直工作。

在所述电镀装置中，可在所述第二绝缘板中形成将待电镀物装配到其中的装配凹槽。此外，该装配凹槽的深度可大致与待电镀物的厚度相等。

在这种结构中，待电镀物被装配到形成在第二绝缘板中的所述装配凹槽内，从而待电镀物的面对着第一绝缘板的表面和第二绝缘板的面对着第一绝缘板的表面可保持平齐。因此，安装到待电镀物上的所述内密封件的厚度可与安装到第二绝缘板上的所述外密封件的厚度相等，从而简化内密封件和外密封件的制造。

在这种结构中，在吸空由第一绝缘板、第二绝缘板、内密封件以及外密封件所包围的所述空间中的空气时，所述临时固定装置可在由所述泵将该空间中的空气吸空之前预先将所述第二绝缘板临时固定到所述第一绝缘板上。因此，以这种方式吸空所述空间中的空气使操作者不必用他/她的手将第二绝缘板固定到第一绝缘板上。

附图说明

图1是从前面看时根据本发明实施例的电镀装置的整体立体图；

图2是从后面看时根据本发明实施例的电镀装置的整体立体图；

图3是表示根据本发明实施例的第一绝缘板、内密封件、外密封件以及阴极导电板的分解立体图；

图4是表示根据本发明实施例的第一绝缘板、第二绝缘板以及晶片的分解立体图；

图5是根据本发明实施例的电镀装置的后视图；

图6是从图5中的箭头VI-VI所示方向看时所述电镀装置的放大剖视图；

图7是从前面看时根据当前实施例的另一形式的电镀装置的整体立体图；以及

图8是表示现有技术中的电镀装置的分解立体图。

具体实施方式

这里将详细描述本发明的实施例，需要时参照附图。

如图1至图4所示，电镀装置1大致包括：第一绝缘板10、第二绝缘板20、传导电流的阴极导电板(导体)30、内密封件40、外密封件50以及真空通道60。

第一绝缘板10例如为由诸如丙烯板(acryl plate)的绝缘材料制成的平板，并形成为大致矩形形状。如图1和图2所示，第一绝缘板10具有前表面10A、后表面10B、顶面10C、底面10D、左侧面10E以及右侧面10F。在第一绝缘板10中形成有大致矩形形状的开口10G。晶片W(稍后描述)的待电镀表面Wa通过开口10G露出。此外，如图3所示，在第一绝缘板10的后表面10B上形成大致矩形形状的内密封件装配槽11，以围绕开口10G的周边。此外，在第一绝缘板10的后表面10B上形成大致矩形形状的外密封件装配槽12，以围绕内密封件装配槽11。

与第一绝缘板10类似，第二绝缘板20例如为由诸如丙烯板的绝缘材料制成的、形成为大致矩形形状的平板。此外，如图2所示，第二绝缘板20使用多个临时固定螺钉21，21，…，和21(临时固定装置)临时固定到第一绝缘板10的后表面10B上。

这里，保持由第一绝缘板10、第二绝缘板20、内密封件40以及外密封件50所包围的空间S中的气压为负气压，这使得第二绝缘板20被推压并固定到第一绝缘板10的后表面10B上。将晶片W(其为电极板和待电镀物)置于第一绝缘板10和第二绝缘板20之间，从而通过第一绝缘板10的开口10G露出。

如图4所示，框架部分20A以大致矩形形状与第二绝缘板20的面对着第一绝缘板10的表面一体地形成。同时，在形成于第二绝缘板20中的框架部分20A内形成有装配凹槽20B，该装配凹槽20B为大致矩形形状且晶片W装配在其中的凹槽。如图6所示，装配凹槽20B的深度确定为与晶片W的厚度(例如，约0.5-2mm)相等。因此，当晶片W装配到第二绝缘板20的装配凹槽20B内时，晶片W的表面和第二绝缘板20的框架部分20A的表面(突起表面)大致平齐。

如图4至图6所示，在第一绝缘板10和第二绝缘板20之间设有阴极导电板30，其例如由诸如铜板和不锈钢片的导电材料形成。此外，阴极导电板30包括：框架板部分30A，其围绕晶片W形成为大致矩形形状；多个突出板部分30B，30B，…，和30B，它们从框架板部分30A向内伸出到晶片W的周边；以及突出部分30C，30C，…，和30C，它们形成为半球形形状并设在各突出板部分30B的端部上，从而与晶片W的表面接触。此外，阴极导电板30以这样的方式固定在第一绝缘板10的后表面10B上，即：使框架板部分30A定位在内密封件装配槽11和外密封件装配槽12之间。

阴极导电板30通过一对电源连接部分31和31连接到电源(未示出)的负极。这里，如图3和图4所示，电源连接部分31包括：金属杆31A，其从第一绝缘板10的顶面10C向下延伸到第一绝缘板10内；以及金属板31B，其设在金属杆31A的端部处，以与阴极导电板30的框架板部分30A的表面电接触。因此，电源连接部分31的金属杆31A电连接到电源的负极，从而使阴极导电板30向晶片W传导电流。顺便提及，附图标记“32”表示在电源连接部分31的金属杆31A和第一绝缘板10之间进行密封的密封部件。密封部件32阻挡电镀液通过金属杆31A和第一绝缘板10之间渗透进由第一绝缘板10、第二绝缘板20、内密封件40以及外密封件50所包围的空间S内。

如图3和图6所示，内密封件40绕第一绝缘板10的开口10G的周边置于第一绝缘板10和晶片W之间。如图3所示，内密封件40由树脂等形成为框架板，其截面大致为矩形以便装配到内装配槽11中。此外，内密封件40通过密封余量固定到晶片W的表面上，从而阻挡电镀液渗透到晶片W的周边表面Wb上，尤其是周边表面Wb和阴极导电板30的突出部分30C之间的接触部分。

如图3和图6所示，外密封件50围绕阴极导电板30设置在第一绝缘板10和第二绝缘板20之间。与内密封件40相似，外密封件50也由树脂等形成为框架板，其截面大致为矩形以便装配到外装配槽12中。因此，外密封件50通过密封余量固定到第二绝缘板20的框架部分20A上，从而与内密封件40共同阻挡电镀液渗透到晶片W的周边表面Wb上等等。

如图2和图6所示，真空通道60在第一绝缘板10内垂直延伸。真空通道60的一端(上端)形成锥形孔60A，并开口于第一绝缘板10的顶面10C。真空通道60的另一端(下端)弯曲成大致L形并形成开口端60B，从而开口于由第一绝缘板10、第二绝缘板20、内密封件40以及外密封件50所包围的空间S。此外，接头61拧入到真空通道60的锥形孔60A内，以使真空通道60与泵P相连。在接头61内，包括有使真空通道60与泵P连接和使该真空通道60从泵P断开的开/关阀(未示出)。此外，还设置有用于操作所述开/关阀的控制杆62。因此，当操作泵P从而通过所述控制杆62打开该开/关阀时，空间S中的空气由泵P通过真空通道60吸空，从而使该空间S中形成并保持负气压。

在图6中，附图标记“70”表示覆盖晶片W的后表面并固定到第二绝缘板20的装配凹槽20B内的橡胶片。橡胶片70朝内密封件40推压晶片W，从而提高了晶片W和内密封件40之间的密封性能。此外，在图1至图5中，附图标记“80”表示一钩件，其用于将电镀装置1钩到内部填充有电镀液的溶液槽的边缘，以在晶片W被电镀的同时使该晶片W保持浸没在电镀液中。

在上述实施例中，泵P通过真空通道60吸空由第一绝缘板10、第二绝缘板20、内密封件40以及外密封件50所包围的空间S中的空气，从而使该空间S中形成并保持负气压。因此，整个内密封件40通过均匀的推压力(支承应力)固定到晶片W上，同时整个外密封件50通过均匀的推压力(支承应力)固定到第二绝缘板20上。

因此，维持了内密封件40和外密封件50之间的高密封性能，从而解决了这样的问题，即，电镀液渗透进空间S内从而导致晶片W的表面Wa以外的区域(例如，周边表面Wb)被电镀、或者由于晶片W和阴极导电板30的突出部分30C之间的区域被电镀从而使晶片W粘到突出部分30C上。因此，仅晶片W的表面Wa被准确地电镀，从而提高了电镀装置1的性能和可靠性。此外，即使在由于晶片W较大而制造大型电镀装置1时，也可在空间S中形成并保持负气压。因此，整个内密封件40可通过均匀的推压力(支承应力)固定到晶片W上，同时整个外密封件50通过均匀的推压力(支承应力)固定到第二绝缘板20上。结果，进一步提高了电镀装置1的性能和可靠性。

在本实施例中，所述开/关阀包含在使泵P与真空通道60连接的接头61内。因此，当泵P吸空空间S中的空气时，通过控制杆62打开开/关阀以使真空通道60与泵P连接，从而在空间S中形成并保持负气压。然后，在空间S中的气压已为负气压之后，通过控制杆62关闭开/关阀以使真空通道60与泵P断开，从而没有空气进入到空间S内。因此，开/关阀可将空间S中的气压保持为负气压，而不用使泵P保持工作，从而节省了用于使泵P操作的燃料费用。

此外，第二绝缘板20的装配凹槽20B的深度确定为与晶片W的厚度大致相等，从而使晶片W的表面与第二绝缘板20的框架部分20A的表面平齐。因此，可使安装到晶片W上的内密封件40的厚度与安装到第二绝缘板20上的外密封件50的厚度相等，从而简化内密封件40和外密封件50的制造。

此外，在空间S中形成并保持负气压之前，预先使用多个临时固定螺钉21，21，…，和21将第二绝缘板20临时固定到第一绝缘板10的后表面10B上。因此，泵P可在预先将第二绝缘板20临时固定到第一绝缘板10上的状态下吸空空间S中的空气。因此，可使操作者不必用他/她的手将第二绝缘板20固定到第一绝缘板10上，从而提高了可使用性。

尽管在当前实施例中作为示例描述了使用多个螺钉作为临时固定装置以将第一绝缘板10临时固定到第二绝缘板20上的情况，然而本发明并不限于此。例如，在图7所示的本实施例的另一形式中，可将形成为大致U形的绝缘板夹部件90固定在形成于第一绝缘板10的前表面10A中的装配凹槽91内。于是，可使朝向绝缘板夹部件90内部突出的突出部分90A在连接到装配凹槽91的滑动槽92上沿垂直方向(图7中所示的箭头A的方向)滑动，以临时将第一绝缘板10固定到第二绝缘板20上。这里，滑动槽92沿箭头A的方向逐渐变深，从而使突出部分90A滑动到该滑动槽92的最深端92A，于是使绝缘板夹部件90固定。

此外，尽管在当前实施例中作为示例描述了设置两个电源连接部分31的情况，然而本发明并不限于此。例如，可设置三个电源连接部分31或仅设置一个电源连接部分31。

根据本发明，使由第一绝缘板、第二绝缘板、内密封件以及外密封件所包围的空间中的气压保持为负气压，以维持内密封件和外密封件的高密封性能。因此，可确实防止除待电镀表面以外的待电镀物被电镀，从而提高了电镀装置的性能和可靠性。

尽管所述实施例代表了本发明的优选形式，然而应当明确理解，本发明并不限于此，而是在所附权利要求的精神及范围内可以以不同的方式实施。

Claims

1.一种电镀装置，包括：

第一绝缘板，其具有开口；

第二绝缘板，其以使待电镀物通过所述开口露出的方式将该待电镀物保持在所述第一绝缘板和该第二绝缘板之间；

内密封件，其围绕所述开口的周边设置在所述第一绝缘板和待电镀物之间；

导体，其围绕待电镀物设置在所述第一绝缘板和所述第二绝缘板之间，从而向待电镀物传导电流；以及

外密封件，其围绕所述导体设置在所述第一绝缘板和所述第二绝缘板之间，其中

在所述第一绝缘板和/或所述第二绝缘板内形成有真空通道，从而在由所述第一绝缘板、第二绝缘板、内密封件以及外密封件所包围的、且包含所述导体的空间中形成并保持负气压，

该电镀装置还包括临时固定装置，在所述空间中形成并保持负气压之前该临时固定装置预先将所述第二绝缘板临时固定到所述第一绝缘板上，所述临时固定装置为大致U形的绝缘板夹部件，其中，将形成为大致U形的绝缘板夹部件固定在形成于所述第一绝缘板的前表面中的装配凹槽内，通过使朝向所述绝缘板夹部件内部突出的突出部分沿连接到所述装配凹槽的滑动槽滑动，临时将所述第一绝缘板固定到所述第二绝缘板上。

2.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，在所述真空通道中包括一开/关阀，其中该开/关阀使该真空通道与一泵连接并使该真空通道从该泵断开。

3.根据权利要求1或2所述的电镀装置，其特征在于，在所述第二绝缘板中形成有装配凹槽，待电镀物装配到该装配凹槽中，并且其中

该装配凹槽的深度大致与待电镀物的厚度相等。