CN211522350U - 一种阳极组件 - Google Patents

一种阳极组件 Download PDF

Info

Publication number
CN211522350U
CN211522350U CN201921059123.7U CN201921059123U CN211522350U CN 211522350 U CN211522350 U CN 211522350U CN 201921059123 U CN201921059123 U CN 201921059123U CN 211522350 U CN211522350 U CN 211522350U
Authority
CN
China
Prior art keywords
anode
conductive
protective layer
conductive substrate
anode assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201921059123.7U
Other languages
English (en)
Inventor
史蒂文·贺·汪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xinyang Guimi Shanghai Semiconductor Technology Co ltd
Original Assignee
Xinyang Guimi Shanghai Semiconductor Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xinyang Guimi Shanghai Semiconductor Technology Co ltd filed Critical Xinyang Guimi Shanghai Semiconductor Technology Co ltd
Priority to CN201921059123.7U priority Critical patent/CN211522350U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN211522350U publication Critical patent/CN211522350U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本实用新型公开了一种阳极组件。所述阳极组件包括导电基体和设于所述导电基体上的阳极本体，所述导电基体的表面具有保护层。通过在导电基体表面设置保护层，有效避免了导电基体在电镀过程中由于发生氧化和钝化导致电阻发生变化，提高了电路电流分布的均匀性和电镀工艺的稳定性，从而提高了电镀工件电镀层的均匀性。

Description

一种阳极组件
技术领域
本实用新型涉及一种阳极组件。
背景技术
电镀设备中，阳极有可溶性阳极与不溶性阳极两种。一般，可溶性阳极的阳极组件通常由导电基板来稳定传输电流。阳极结构有整体阳极和分段阳极两种，当可溶性阳极为分段阳极时，该导电基板通常也是分段的，各分段区域与阳极组件中的各分段阳极的区域相对应和吻合。
电镀铜时，阳极材料通常为铜或磷铜。而对应的导电基板的材质通常是钛、铂、铟等惰性导电材料。当惰性导电金属材料为钛时，钛在电镀过程中容易发生氧化和钝化，形成的氧化层或钝化层不会自行脱落，并将使各分段导电基板自身的电阻发生改变，使其电阻不能稳定下来，且同时带来各分段导电基板自身表面各点的电阻分布的不均匀和不稳定。
各分段阳极之间，通常由绝缘材料(如PTFE)进行阻隔。各分段的导电基板之间，也通常由绝缘材料(如PTFE)进行阻隔。这些绝缘材料通常连为一体，起到绝缘和支撑的作用。
由于在电镀时，分段阳极、分段导电基板、电镀液、阴极是互相导通的，因此分段导电基板电阻及其电阻分布的不均匀和不稳定，将会影响到整个电路的电流分布的不均匀和不稳定，并最终影响到阴极电镀沉积的不均匀和不稳定。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的电镀设备的导电基板在电镀过程中容易发生氧化和钝化，导致导电基板的电阻分布不均匀和不稳定，最终影响阴极电镀沉积的不均匀和不稳定的缺陷，提供了一种阳极组件。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本实用新型提供了一种阳极组件，所述阳极组件包括导电基体和设于所述导电基体上的阳极本体，所述导电基体的表面具有保护层。
较佳地，所述阳极组件由导电基体和设于所述导电基体上的阳极本体组成，所述导电基体的表面具有保护层。
本方案中，所述阳极组件较佳地为用于电镀的阳极组件。
所述导电基体的材料可为本领域常规的导电材料，较佳地，所述导电基体的材料为钛、铂、铱和铟中的一种或多种。更佳地，所述导电基体的材料为钛。
本方案中，所述保护层用于防止所述导电基体表面发生氧化和钝化，其材料可导电或不导电，本领域技术人员可根据需要在导电基体的表面进行设置，具体设置时只要能抑制导电基体的表面发生氧化和钝化即可。
例如，当所述保护层不导电时，所述保护层覆盖于所述导电基体与所述阳极本体的接触面之外的区域。
当所述保护层导电时，所述保护层可覆盖于所述导电基体的整个表面，也可覆盖于所述导电基体的部分表面(例如覆盖于所述导电基体与所述阳极本体的接触面之外的区域)。
所述保护层的材料优选为惰性金属、氧化物和绝缘材料中的一种或多种。通过在所述导电基体的表面形成保护层，可以有效防止导电基体表面的氧化和钝化。
所述惰性金属可为本领域常规的惰性金属，较佳地，所述惰性金属的化学活性或电化学活性较所述导电基体低，例如，当导电基体的材料为钛时，保护层的材料可以为铟、铱和铂中的一种或多种。更佳地，所述惰性金属为铟、铱和铂中的一种或多种。
较佳地，所述惰性金属通过涂覆或镀覆的方法在所述导电基体的表面形成惰性金属层。
所述氧化物可为本领域常规的氧化物，较佳地，所述氧化物为金属氧化物，所述金属优选为所述导电基体的材料。更佳地，所述氧化物为二氧化钛。
较佳地，所述氧化物通过钝化处理(例如高温氧化等)或涂覆的方法在所述导电基体的表面形成氧化物层。
所述绝缘材料可为本领域常规的绝缘材料，较佳地，所述绝缘材料为特氟龙(PTFE)。
较佳地，所述绝缘材料通过喷涂或涂覆的方法在所述导电基体与所述阳极本体的接触面之外的区域表面形成绝缘保护层。
所述保护层的厚度可为本领域的常规厚度，较佳地，所述保护层的厚度为0.5～1.0微米。
较佳地，所述导电基体具有一个或多个贯穿的孔，防止所述导电基体在加工中变形。
本方案中，所述阳极本体的材料可为本领域常规的阳极材料，例如为可溶性阳极材料或不可溶性阳极材料，较佳地，所述阳极本体的材料为可溶性阳极材料。所述可溶性阳极材料与待形成的电镀层的材质有关，例如电镀铜时为铜或磷铜。
较佳地，所述阳极本体的侧表面也具有所述保护层。当所述阳极本体的材料为可溶性阳极材料时，本领域技术人员可在不影响阳极本体电解溶解的情况下确定该保护层的覆盖范围，例如仅覆盖阳极本体侧表面的下半部分，该下半部分指与导电基体接触一侧，另一侧为上半部分。所述阳极本体的侧表面的保护层厚度优选为0.5～1.0微米。
本方案中，所述阳极组件可为整体阳极或分段阳极，即所述阳极本体的数量可为一个或多个，优选为6～20个。所述导电基体与所述阳极本体的数量相同、形状相应。
较佳地，当所述阳极本体的数量为多个时，各阳极本体互不导通。
当所述阳极本体的数量为多个时，各阳极本体的体积相同或不同。较佳地，每块阳极本体的体积相同，此时电镀的效果更佳，即镀层厚度均匀程度的提升效率更高。
较佳地，当所述阳极本体的数量为多个时，所述阳极本体互相套设且同轴，其中位于中心的阳极本体为圆柱体，其他的阳极本体为环状结构。
较佳地，所述导电基体和所述阳极本体之间的缝隙小于0.1mm。
较佳地，所述导电基体和所述阳极本体通过紧固件连接，所述紧固件贯穿或不贯穿所述阳极本体，使导电基体和阳极本体的接触更紧密，导电基体和阳极本体之间的缝隙可以忽略不计，通常小于0.1mm，防止导电基体在接触面的氧化和钝化。
更佳地，所述紧固件为螺丝。
更佳地，所述紧固件的数量为2～6个，一般均匀分布。
所述导电基体还设有导电柱，通过所述导电柱与电源正极连接，所述导电柱的材料可为本领域常规的导电材料，例如钛、铂和铟中的一种或多种。所述导电柱的材料与所述导电基体相同或不同，优选为相同。
较佳地，每个所述导电基体上设有2根导电柱。
较佳地，所述导电柱的表面具有所述保护层。
作为一个优选方案，所述阳极组件由导电基体和设于所述导电基体上的阳极本体组成，所述导电基体的表面具有保护层；
所述保护层的厚度为0.5～1.0微米(例如0.5微米)；
所述阳极本体的数量为多个(例如7个)，所述阳极本体互相套设且同轴，其中位于中心的阳极本体为圆柱体，其他的阳极本体为环状结构；各阳极本体的体积相同；各阳极本体互不导通；所述导电基体与所述阳极本体的数量相同、形状相应；
所述保护层的材料导电或不导电，当所述保护层不导电时，所述保护层覆盖于所述导电基体与所述阳极本体的接触面之外的区域；当所述保护层导电时，所述保护层覆盖于所述导电基体的整个表面或部分表面，所述部分表面指所述导电基体与所述阳极本体的接触面之外的区域；
所述导电基体具有多个(例如20个)贯穿的孔；
所述导电基体还设有导电柱，通过所述导电柱与电源正极连接。
作为一个优选方案，所述阳极组件由导电基体和设于所述导电基体上的阳极本体组成，所述导电基体的表面具有保护层；
所述保护层的厚度为0.5～1.0微米(例如0.5微米)；
所述阳极本体的数量为多个(例如7个)，所述阳极本体互相套设且同轴，其中位于中心的阳极本体为圆柱体，其他的阳极本体为环状结构；各阳极本体的体积相同；各阳极本体互不导通；所述导电基体与所述阳极本体的数量相同、形状相应；
所述保护层的材料导电或不导电，当所述保护层不导电时，所述保护层覆盖于所述导电基体与所述阳极本体的接触面之外的区域；当所述保护层导电时，所述保护层覆盖于所述导电基体的整个表面或部分表面，所述部分表面指所述导电基体与所述阳极本体的接触面之外的区域；
所述导电基体具有多个(例如20个)贯穿的孔；
所述导电基体和所述阳极本体通过一个或多个(例如6个)紧固件连接，所述紧固件为导电螺丝；
所述导电基体还设有导电柱，通过所述导电柱与电源正极连接。
作为一个优选方案，所述阳极组件由导电基体和设于所述导电基体上的阳极本体组成，所述导电基体的表面具有保护层；
所述保护层的厚度为0.5～1.0微米(例如0.5微米)；
所述阳极本体的数量为多个(例如7个)，所述阳极本体互相套设且同轴，其中位于中心的阳极本体为圆柱体，其他的阳极本体为环状结构；各阳极本体的体积相同；各阳极本体互不导通；所述导电基体与所述阳极本体的数量相同、形状相应；
所述保护层的材料导电或不导电，当所述保护层不导电时，所述保护层覆盖于所述导电基体与所述阳极本体的接触面之外的区域；当所述保护层导电时，所述保护层覆盖于所述导电基体的整个表面或部分表面，所述部分表面指所述导电基体与所述阳极本体的接触面之外的区域；
所述导电基体具有多个(例如20个)贯穿的孔；
所述阳极本体的侧表面也具有所述保护层；
所述导电基体还设有导电柱，通过所述导电柱与电源正极连接。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。
本实用新型的积极进步效果在于：通过在导电基体表面设置保护层，有效避免了导电基体在电镀过程中由于发生氧化和钝化导致电阻发生变化，提高了电路电流分布的均匀性和电镀工艺的稳定性，从而提高了电镀工件电镀层的均匀性。
附图说明
图1为本实用新型实施例1阳极组件的结构示意图。
图2为本实用新型实施例4阳极组件的结构示意图。
图3为本实用新型实施例4阳极组件的立体示意图。
附图标记说明：
1-阳极本体，2-导电基体，3-保护层，4-导电柱，5-紧固件。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种用于电镀的阳极组件，该阳极组件包括导电基体2和设于该导电基体2上的阳极本体1，导电基体2的表面具有保护层3。
本实施例中，保护层3覆盖于导电基体2的整个表面。具体制作时，若保护层3的材料导电，则可以根据需要在导电基体2的整个表面或部分表面(例如导电基体2与阳极本体1的接触面之外的区域)上设置；若保护层3的材料不导电，则保护层3覆盖于导电基体2与阳极本体1的接触面之外的区域。
本实施例中，保护层3的材料为惰性金属铟，具体制作时，可根据需要在惰性金属、氧化物和绝缘材料中进行选择。
本实施例中，通过镀覆的方法将惰性金属铟镀覆于导电基体2的表面，形成厚度为0.5微米的铟层。具体制作时，保护层3的厚度可根据需要在0.5～1.0微米的范围内进行选择。
本实施例中，阳极本体1为可溶性阳极，可溶性阳极的材质为与待形成的电镀层的材质有关，例如镀铜时为铜。
本实施例中，阳极本体1的数量为7个，每个阳极本体的体积相同。阳极本体互相套设且同轴，其中位于中心的阳极本体为圆柱体，其他的阳极本体为环状结构，包括圆环形结构和半环形结构(图中仅示出位于中心的阳极本体，其他环状结构的阳极本体未示出)。当给阳极组件供电时，这些阳极本体互不导通。
具体制作时，阳极本体1的数量可根据需要在6～20范围内选取。当然，数量设置的越多，每块阳极本体的上表面的面积越小，对电镀均匀性修正的准确度就越高。
相应的，本实施例中导电基体2的数量也为7个，且形状与阳极本体1相对应。
本实施例中，导电基体2的材料为钛，具体制作时，可根据需要在钛、铂和铟中的一种或多种中进行选择。
本实施例中，导电基体2具有20个贯穿的孔，这些孔可以有效放置导电基体2在加工中变形，还可以使电镀过程中电镀液的流动更充分均匀。
导电基体2通过导电柱4与电源正极连接，本实施例中，每个导电基体上设有2根导电柱4。导电柱4的材料为钛，具体制作时，可根据需要在钛、铂和铟中的一种或多种中进行选择。导电柱4的表面也镀覆有一层惰性金属铟(图中未示出)，该铟层的厚度为0.5微米。
本实施例提供的用于电镀的阳极组件记为阳极组件-1。
实施例2
与实施例1相比，本实施例提供的用于电镀的阳极组件中，区别在于，保护层3的材料为二氧化钛，通过200℃氧化在导电基体2的整个表面生长出氧化层，同样的，导电柱4的表面也生长有氧化层。
本实施例提供的用于电镀的阳极组件记为阳极组件-2。
实施例3
与实施例1相比，本实施例提供的用于电镀的阳极组件中，区别在于，保护层3的材料为绝缘材料特氟龙(PTFE)，通过喷涂的方法在导电基体2阳极本体1的接触面之外的区域表面形成绝缘保护层。同样的，导电柱4的表面也喷涂有绝缘保护层。
本实施例提供的用于电镀的阳极组件记为阳极组件-3。
实施例4
如图2～3所示，与实施例1相比，本实施例提供的用于电镀的阳极组件中，区别在于，导电基体2和阳极本体1还通过紧固件5连接，使导电基体2和阳极本体1之间的缝隙小于0.1mm，从而二者的接触更紧密，可以有效防止导电基体2在接触面的氧化和钝化。
本实施例中，该紧固件5不贯穿阳极本体1，实际制作时，贯穿或不贯穿均可，只要在电镀时其电阻不会发生改变即可。
本实施例中，紧固件5为导电螺丝，数量为6个，均匀分布在导电基体2上。实际制作时，紧固件5导电或不导电均可，数量可根据需要在2～6的范围内进行选择。
本实施例提供的用于电镀的阳极组件记为阳极组件-4。
实施例5
与实施例3相比，本实施例提供的用于电镀的阳极组件中，区别在于，阳极本体1的外侧面下半部分也有保护层3，该保护层3的材料为绝缘材料特氟龙。
本实施例提供的用于电镀的阳极组件记为阳极组件-5。
实施例6
与实施例1相比，本实施例提供的用于电镀的阳极组件中，区别在于，保护层3(铟层)的厚度分别为0.3、0.8和1.0微米，同样的，导电柱4表面的铟层的厚度也分别为0.3、0.8和1.0微米，对应的阳极组件分别记为阳极组件-6(0.3微米)、阳极组件-7(0.8微米)和阳极组件-8(1.0微米)。
对比例1
与实施例1相比，本对比例提供的用于电镀的阳极组件中，区别在于，导电基体2的表面没有保护层，同样的，导电柱4的表面也没有镀覆惰性金属铟。本对比例提供的用于电镀的阳极组件记为阳极组件-9。
效果实施例1
本效果实施例使用的电镀装置包括：实施例1～6和对比例1中的阳极组件、控制器、电源模块、电镀槽和固定架。阳极组件固定于固定架上，固定架内置电镀液的进液槽。固定架设置并固定于电镀槽中。控制器与电源模块电连接。
进行电镀时，将电源模块的正极通过导电基板与阳极本体电连接，负极与电镀工件(如晶圆)电连接。阳极组件和电镀工件相对平行设置，具体的：进行水平电镀时，阳极组件设于电镀工件下方；且阳极组件的电镀表面的半径与电镀工件的半径相同，即阳极组件的形状与大小与电镀工件的形状和尺寸相同。控制器发送供电指令至电源模块。电源模块在接受到供电指令时，给一块或几块目标阳极本体供电，此时目标阳极本体互不导通。
本效果实施例中，电源模块可对一块或几块阳极本体单独供电，实现对电镀工件的局部区域进行电镀，从而可实现对一次或多次电镀(初始电镀)后电镀层不均匀的情况进行修正。
分别采用如上包含实施例1～6和对比例1中阳极组件的电镀装置对12寸晶圆进行电镀，持续使用一段时间，考察持续使用过程中电镀设备的电镀均匀性，该过程中每次电镀的参数均相同，且使用频率相同，考察结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002121459950000101
上表中，电镀层的均匀度在电镀装置使用至第90天时对电镀后晶圆表面的电镀层进行测试得到，电镀层的均匀度的计算公式如下：
H＝(Hmax-Hmin)/2Havg；
其中，H为电镀层的均匀度，Hmax为电镀层的厚度最大值，Hmin为电镀层的厚度最小值，Havg为电镀层的厚度平均值。

Claims (10)

1.一种阳极组件，其特征在于，所述阳极组件包括导电基体和设于所述导电基体上的阳极本体，所述导电基体的表面具有保护层；所述阳极组件为用于电镀的阳极组件。
2.如权利要求1所述的阳极组件，其特征在于，所述阳极组件由导电基体和设于所述导电基体上的阳极本体组成，所述导电基体的表面具有保护层。
3.如权利要求1或2所述的阳极组件，其特征在于，所述导电基体的材料为钛、铂、铱和铟中的一种或多种；
所述保护层的材料导电或不导电，当所述保护层不导电时，所述保护层覆盖于所述导电基体与所述阳极本体的接触面之外的区域；当所述保护层导电时，所述保护层覆盖于所述导电基体的整个表面或部分表面，所述部分表面指所述导电基体与所述阳极本体的接触面之外的区域。
4.如权利要求1或2所述的阳极组件，其特征在于，所述保护层的材料为惰性金属、氧化物和绝缘材料中的一种或多种。
5.如权利要求4所述的阳极组件，其特征在于，所述惰性金属的化学活性或电化学活性较所述导电基体低；所述惰性金属为铟、铱和铂中的一种或多种；所述氧化物为金属氧化物；所述绝缘材料为特氟龙。
6.如权利要求1或2所述的阳极组件，其特征在于，所述保护层的厚度为0.5～1.0微米。
7.如权利要求1或2所述的阳极组件，其特征在于，所述导电基体具有一个或多个贯穿的孔。
8.如权利要求1或2所述的阳极组件，其特征在于，所述阳极本体的材料为可溶性阳极材料；
所述阳极本体的侧表面也具有所述保护层；
所述阳极本体的数量为一个或多个，所述导电基体与所述阳极本体的数量相同、形状相应；当所述阳极本体的数量为多个时，各阳极本体互不导通；当所述阳极本体的数量为多个时，各阳极本体的体积相同；当所述阳极本体的数量为多个时，所述阳极本体互相套设且同轴，其中位于中心的阳极本体为圆柱体，其他的阳极本体为环状结构。
9.如权利要求1或2所述的阳极组件，其特征在于，所述导电基体和所述阳极本体通过紧固件连接，所述紧固件贯穿或不贯穿所述阳极本体；所述紧固件为螺丝；所述紧固件的数量为2～6个。
10.如权利要求1或2所述的阳极组件，其特征在于，所述导电基体设有导电柱，通过所述导电柱与电源正极连接；
所述导电柱的材料与所述导电基体相同；
每个所述导电基体上设有2根导电柱；
所述导电柱的表面具有所述保护层。
CN201921059123.7U 2019-07-08 2019-07-08 一种阳极组件 Active CN211522350U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201921059123.7U CN211522350U (zh) 2019-07-08 2019-07-08 一种阳极组件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201921059123.7U CN211522350U (zh) 2019-07-08 2019-07-08 一种阳极组件

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN211522350U true CN211522350U (zh) 2020-09-18

Family

ID=72458561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201921059123.7U Active CN211522350U (zh) 2019-07-08 2019-07-08 一种阳极组件

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN211522350U (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110257886A (zh) * 2019-07-08 2019-09-20 新阳硅密（上海）半导体技术有限公司 一种阳极组件及其应用

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110257886A (zh) * 2019-07-08 2019-09-20 新阳硅密（上海）半导体技术有限公司 一种阳极组件及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5620581A (en) Apparatus for electroplating metal films including a cathode ring, insulator ring and thief ring
TWI414639B (zh) 具有一陽極陣列的電鍍裝置
CN101054701B (zh) 提高电镀均匀性的方法
CN101098990B (zh) 不溶性阳极
US8926820B2 (en) Working electrode design for electrochemical processing of electronic components
US9765443B2 (en) Electroplating processor with current thief electrode
US8394245B2 (en) Production apparatus for electro-deposited metal foil, production method of thin plate insoluble metal electrode used in production apparatus for electro-deposited metal foil, and electro-deposited metal foil produced by using production apparatus for electro-deposited metal foil
JP2963266B2 (ja) 不溶性電極構造体
CN211522350U (zh) 一种阳极组件
CN101479409B (zh) 金属线材电镀用不溶性阳极和采用它的金属线材电镀方法
US5281325A (en) Uniform electroplating of printed circuit boards
CN102534733A (zh) 电镀装置以及电镀方法
US6432293B1 (en) Process for copper-plating a wafer using an anode having an iridium oxide coating
WO2015008564A1 (ja) 電解金属箔の連続製造方法及び電解金属箔連続製造装置
US3729389A (en) Method of electroplating discrete conductive regions
US5626730A (en) Electrode structure
KR102548837B1 (ko) 전해동박 제조를 위한 불용성 양극어셈블리
JP2002004095A (ja) 不溶性陽極及びその給電方法
CN110257886A (zh) 一种阳极组件及其应用
KR100516484B1 (ko) 다수의 전원장치를 구비하는 도금장치 및 그를 이용한도금방법
CN213680938U (zh) 一种用于提高电镀膜层均匀性的加工装置
CN106917134A (zh) Fe‑Ni系合金金属箔的电镀装置及方法
CN218372603U (zh) 一种不溶性材料阳极板
JPH0885894A (ja) 電 極
CN214529301U (zh) 高质量阳极电镀铜装置

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant