TWI410531B - 直立式電鍍設備及其電鍍方法 - Google Patents

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Description

直立式電鍍設備及其電鍍方法
本發明係有關於一種電鍍設備，特別係有關於一種直立式電鍍設備。
在習知之直立式電鍍設備中，由於受到電鍍槽中的流場以及重力等因素影響，造成電鍍離子濃度的分佈不均勻，因而使得晶圓表面的電鍍效果不均。參照第1圖，其係顯示習知直立式電鍍設備的電鍍效果，由圖中可知，透過習知直立式電鍍設備進行電鍍，晶圓表面會產生水平方向的電鍍濃度層次分佈。不均勻的電鍍效果將降低產品的可靠度，並產生不規則凸點(irregular bump)、凸點破裂(bump crack)以及低介電分層(ELK delamination)等問題。
本發明即為了欲解決習知技術之問題而提供之一種直立式電鍍設備，用以對一晶圓進行電鍍，包括一電鍍槽、一晶座、一磁致動單元以及一承座。電鍍槽呈放一電鍍液。晶座夾持該晶圓，並將該晶圓浸入該電鍍液之中。磁致動單元旋轉該晶座，藉此以在該電鍍液中旋轉該晶圓，以均勻化該晶圓的電鍍效果。該晶座係以可轉動的方式設於該承座之上。
在一實施例中，該磁致動單元包括一永久磁性元件以及複數個電致磁性元件，該永久磁性元件環繞該晶座，該等電致磁性元件設於該晶座之中，該等電致磁性元件提供磁場變化以使該晶座於該承座上轉動。
在另一實施例中，該磁致動單元包括一永久磁性元件以及複數個電致磁性元件，該永久磁性元件設於該承座，該等電致磁性元件設於該晶座之中，該永久磁性元件環繞該等電致磁性元件，該等電致磁性元件提供磁場變化以使該晶座於該承座上轉動。
在又一實施例中，該磁致動單元包括一永久磁性元件以及複數個電致磁性元件，該等電致磁性元件設於該承座，該永久磁性元件設於該晶座，該永久磁性元件環繞該等電致磁性元件，該等電致磁性元件提供磁場變化以使該晶座於該承座上轉動。
在一實施例中，該電鍍液包括銀離子，其濃度為0.1~5.0wt%。該磁致動單元以1~50rpm的速度旋轉該晶座。
本發明亦有關於一種電鍍方法，在一實施例中，用以對一晶圓進行電鍍，包括下述步驟。首先，提供一電鍍槽，該電鍍槽中呈放一電鍍液。再，提供一晶座，以夾持該晶圓。接著，將該晶圓浸入該電鍍液之中。最後，旋轉該晶座，藉此以在該電鍍液中旋轉該晶圓，以均勻化該晶圓的電鍍效果。
應用本發明實施例之直立式電鍍設備，可使晶圓在電鍍時於一鉛直平面上進行旋轉，藉此以避免電鍍液濃度分佈不均對電鍍效果所造成之影響。進而提昇產品之可靠度，解決不規則凸點(irregular bump)、凸點破裂(bump crack)以及低介電分層(ELK delamination)等問題。
參照第2A圖，其係顯示本發明第一實施例之直立式電鍍設備100，用以對晶圓10進行電鍍。該直立式電鍍設備100包括一電鍍槽110、晶座120、磁致動單元130以及承座140。電鍍槽110中呈放一電鍍液101。晶座120夾持晶圓10，並將晶圓10浸入該電鍍液101之中。磁致動單元130旋轉該晶座120，藉此以在該電鍍液101中旋轉該晶圓10，以均勻化該晶圓10的電鍍效果。
晶圓10係以被吸附的方式由晶座120所夾持，晶座120可以為百努利(Bernoulli)式承載盤。
晶座120係以可轉動的方式設於承座140之上。晶座120包括一凸緣121、一晶座本體122以及一轉軸123，該凸緣121連接該晶座本體122，該晶座本體122連接該轉軸123。轉軸123於承座140中轉動。
磁致動單元130包括一永久磁性元件131以及複數個電致磁性元件132，該永久磁性元件131環繞該晶座120，該等電致磁性元件132設於該晶座本體122之中，該等電致磁性元件132提供磁場變化以使該晶座120於該承座140上轉動。
搭配參照第2B圖，其係顯示晶座120以及磁致動單元130的前視圖，其中，該等電致磁性元件132以環狀排列的方式設置，該永久磁性元件131為環狀結構。該永久磁性元件131可以為永久磁鐵，該等電致磁性元件132可以為電磁鐵。
在上述實施例中，該磁致動單元以1~50rpm的速度旋轉該晶座，該電鍍液包括銀離子，其濃度為0.1~5.0wt%。然，上述實施例並未限制本發明，針對不同的電鍍溶液以及電鍍濃度，可搭配調整晶座的旋轉速度，以達到最佳的電鍍效果。
應用本發明實施例之直立式電鍍設備，可使晶圓在電鍍時於一鉛直平面上進行旋轉，藉此以避免電鍍液濃度分佈不均對電鍍效果所造成之影響。進而提昇產品之可靠度，解決不規則凸點(irregular bump)、凸點破裂(bump crack)以及低介電分層(ELK delamination)等問題。
參照第3圖，其係顯示本發明第二實施例之直立式電鍍設備100’，其中，該永久磁性元件131設於該承座140中，該等電致磁性元件132設於該晶座120之轉軸123中，該永久磁性元件131環繞該等電致磁性元件132，該等電致磁性元件132提供磁場變化以使該晶座120於該承座140上轉動。
參照第4圖，其係顯示本發明第三實施例之直立式電鍍設備100”，其中，該磁致動單元130包括一永久磁性元件131以及複數個電致磁性元件132，該等電致磁性元件132設於該承座140之中，該永久磁性元件131設於該晶座120之上，該永久磁性元件131環繞該等電致磁性元件132，該等電致磁性元件132提供磁場變化以使該晶座120於該承座140上轉動。在此實施例中，該永久磁性元件131係設於該凸緣121之一內側表面，該內側表面朝向該承座140。
在上述實施例中，該永久磁性元件131與該等電致磁性元件132的位置可以互相對換，其並未限制本發明。此外，該永久磁性元件131與該等電致磁性元件132可以分別設於承座140或晶座120之中或是其表面，其並未限制本發明。
參照第5圖，本發明亦有關於一種電鍍方法，用以對一晶圓進行電鍍，包括下述步驟。首先，提供一電鍍槽，該電鍍槽中呈放一電鍍液(S1)。再，提供一晶座，以夾持該晶圓(S2)。接著，將該晶圓浸入該電鍍液之中(S3)。最後，旋轉該晶座，藉此以在該電鍍液中旋轉該晶圓，以均勻化該晶圓的電鍍效果(S4)。
雖然本發明已以具體之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10．．．晶圓
100、100’、100”．．．直立式電鍍設備
101．．．電鍍液
110．．．電鍍槽
120．．．晶座
121．．．凸緣
122．．．晶座本體
123．．．轉軸
130．．．磁致動單元
131．．．永久性磁鐵
132．．．電致磁性元件
140．．．承座
S1、S2、S3、S4．．．電鍍方法步驟
第1圖係顯示習知直立式電鍍設備的電鍍效果；
第2A圖係顯示本發明第一實施例之直立式電鍍設備；
第2B圖係顯示晶座以及磁致動單元的前視圖；
第3圖係顯示本發明第二實施例之直立式電鍍設備；
第4圖係顯示本發明第三實施例之直立式電鍍設備；以及
第5圖係顯示本發明之電鍍方法。
10．．．晶圓
100．．．直立式電鍍設備
101．．．電鍍液
110．．．電鍍槽
120．．．晶座
121．．．凸緣
122．．．晶座本體
123．．．轉軸
130．．．磁致動單元
131．．．永久性磁鐵
132．．．電致磁性元件
140．．．承座

Claims (12)

  1. 一種直立式電鍍設備，用以對一晶圓進行電鍍，包括：一電鍍槽，呈放一電鍍液；一晶座，夾持該晶圓，並將該晶圓浸入該電鍍液之中；以及一磁致動單元，旋轉該晶座，藉此以在該電鍍液中旋轉該晶圓，以均勻化該晶圓的電鍍效果。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之直立式電鍍設備，其中，該晶圓於一鉛直平面上進行旋轉。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之直立式電鍍設備，其中，該磁致動單元以1~50rpm的速度旋轉該晶座。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之直立式電鍍設備，其中更包括一承座，其中，該晶座係以可轉動的方式設於該承座之上。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之直立式電鍍設備，其中，該磁致動單元包括一永久磁性元件以及複數個電致磁性元件，該永久磁性元件環繞該晶座，該等電致磁性元件設於該晶座之中，該等電致磁性元件提供磁場變化以使該晶座於該承座上轉動。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之直立式電鍍設備，其中，該磁致動單元包括一永久磁性元件以及複數個電致磁性元件，該永久磁性元件設於該承座，該等電致磁性元件設於該晶座之中，該永久磁性元件環繞該等電致磁性元件，該等電致磁性元件提供磁場變化以使該晶座於 該承座上轉動。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之直立式電鍍設備，其中，該晶座包括一轉軸，該轉軸插設於該承座之中，該等電致磁性元件設於該轉軸之中。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之直立式電鍍設備，其中，該磁致動單元包括一永久磁性元件以及複數個電致磁性元件，該等電致磁性元件設於該承座，該永久磁性元件設於該晶座，該永久磁性元件環繞該等電致磁性元件，該等電致磁性元件提供磁場變化以使該晶座於該承座上轉動。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之直立式電鍍設備，其中，該晶座包括一凸緣以及一晶座本體，該凸緣連接該晶座本體，該永久磁性元件係設於該凸緣之一表面，該表面朝向該承座。
  10. 一種電鍍方法，用以對一晶圓進行電鍍，包括：提供一電鍍槽，該電鍍槽中呈放一電鍍液；提供一晶座，以夾持該晶圓；將該晶圓浸入該電鍍液之中；以及旋轉該晶座，藉此以在該電鍍液中旋轉該晶圓，以均勻化該晶圓的電鍍效果。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之電鍍方法，其中，該晶圓於一鉛直平面上進行旋轉。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之電鍍方法，其中，該晶座以1~50rpm的速度被旋轉，該電鍍液包括銀離子，其濃度為0.1~5.0wt%。
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