專利名稱：鍍覆裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于鍍覆襯底等的表面(待鍍覆的表面)的鍍覆裝置，尤其涉及這樣 的鍍覆裝置，該鍍覆裝置用于根據(jù)鍍覆技術(shù)在LSI電路等的襯底上形成金屬膜和互連，在 半導(dǎo)體晶片等的表面中限定的細(xì)互連凹槽(溝槽)，通孔，或者保護(hù)層開口中形成鍍膜，和 在半導(dǎo)體晶片的表面上形成突出部(突出電極)以電連接到封裝等的電極。
背景技術(shù)：
近年來，已經(jīng)在使用一種方法，該方法根據(jù)鍍覆技術(shù)通過在硅晶片或其它襯底上 形成金屬膜而在半導(dǎo)體電路中形成互連或突出部。例如在TAB (卷帶式自動接合)或FC(倒裝晶片法)中，已經(jīng)廣泛使用的方法是 在具有形成于其中的互連的半導(dǎo)體芯片表面的預(yù)定部分(電極)處形成金、銅、焊錫、無鉛 焊錫或鎳的突出連接電極(突出部)或這些金屬的多層薄板，和通過所述突出部電連接所 述互連和封裝的電極或TAB電極。形成突出部的方法包括各種方法，例如電鍍法、汽相淀積 法、印刷法、和植球凸點(diǎn)法(ball bumping)。隨著近來半導(dǎo)體芯片中I/O端口數(shù)量的增加和 朝著更細(xì)小間距發(fā)展的趨勢，電鍍被更頻繁地使用，原因在于它能夠應(yīng)付更細(xì)小的處理和 具有較穩(wěn)定的性能。尤其是，由電鍍產(chǎn)生的金屬膜的優(yōu)點(diǎn)在于它們具有高純度，能夠高速地增長，并且 它們的厚度容易控制。另一方面，無電鍍的優(yōu)點(diǎn)在于形成互連或突出部所需步驟的數(shù)量可 以較小，原因在于不需要用于在諸如襯底等這樣的待鍍覆的工件上通過電流的種子層。由 于嚴(yán)格要求在半導(dǎo)體襯底上形成的薄膜具有一致的厚度，因此在上述的鍍覆過程中采取了 很多嘗試以滿足這樣的要求。圖27顯示了傳統(tǒng)的無電鍍裝置的一個例子，該裝置利用所謂的倒裝(face-down) 法。該無電鍍裝置具有用于在其中保持鍍液(無電鍍液)10的向上開口的鍍槽12，和可垂 直運(yùn)動的襯底支座14，該支座用于可拆卸地保持作為工件的襯底W，該襯底將在這樣的狀 態(tài)下被鍍覆使得襯底W的前表面(待鍍的表面)朝下(倒裝)。溢出槽16設(shè)在鍍槽12的 上部周圍，鍍液排放管18連接到溢出槽16。此外，鍍液補(bǔ)給噴嘴22設(shè)在鍍槽12的底部并 且連接到鍍液補(bǔ)給管20。在操作中，由襯底支座14水平保持的襯底W位于一個位置，例如接近鍍槽12的上 端的開口處。在該狀態(tài)下，鍍液10從鍍液補(bǔ)給噴嘴22供應(yīng)到鍍液槽12中并且允許溢出鍍 槽12的上部，由此鍍液10沿著由襯底支座14保持的襯底W的表面流動，并且通過鍍液排 放管18返回到循環(huán)槽(未示出)。因此，通過使鍍液與襯底W的預(yù)處理表面接觸，金屬淀積 在襯底W的表面上從而形成金屬膜。根據(jù)該鍍覆裝置，通過調(diào)節(jié)從鍍液補(bǔ)給噴嘴22補(bǔ)給的鍍液10的補(bǔ)給速度，和旋轉(zhuǎn)襯底支座14等，形成于襯底W表面上的金屬膜的厚度的一致性可以進(jìn)行某種程度的調(diào)節(jié)。圖28顯示了傳統(tǒng)的電鍍裝置的一個例子，該裝置利用所謂的浸漬法。該電鍍裝置 具有用于在其中保持鍍液(電鍍液)的鍍槽12a，和可垂直運(yùn)動的襯底支座14a，該支座可 拆卸地保持襯底W使得前表面(待鍍的表面)被暴露而襯底W的周圍部分被防水密封。陽 極24由陽極支座26保持并且垂直地布置在鍍槽12a中。此外，當(dāng)由襯底支座14a保持的 襯底W布置在面對陽極24的位置時，具有中心孔28a、由介電材料制造的調(diào)整板28布置在 鍍槽12a中，從而定位在陽極24和襯底W之間。在操作中，陽極24，襯底W，和調(diào)整板28浸在鍍槽12a的鍍液中。同時，陽極24通 過導(dǎo)體30a連接到鍍電源32的陽極，襯底W通過導(dǎo)體30b連接到鍍電源32的陰極。因此， 由于襯底W和陽極24之間的電勢差，鍍液中的金屬離子從襯底W的表面接收電子，從而金 屬淀積在襯底W的表面上，從而形成金屬膜。根據(jù)該鍍覆裝置，通過把具有中心孔28a的調(diào)整板28布置在陽極24和在面對陽 極24處布置的襯底W之間，和用該調(diào)整板28調(diào)節(jié)鍍槽12a上的電勢分布，形成于襯底W表 面上的金屬膜的厚度分布可以進(jìn)行某種程度的調(diào)節(jié)。圖29顯示了傳統(tǒng)的電鍍裝置的另一個例子，該裝置利用所謂的浸漬法。該電鍍裝 置與圖28中所示的電鍍裝置的區(qū)別在于提供了代替調(diào)整板的環(huán)形假陰極(假電極)34，襯 底W由襯底支座14a保持在一種狀態(tài)，使得假陰極34布置在襯底W周圍，和假陰極34在電 鍍期間通過導(dǎo)體30c連接到鍍電源32的陰極。根據(jù)該鍍覆裝置，形成于襯底W表面上的鍍膜的厚度的一致性可以通過調(diào)節(jié)假陰 極34的電勢而被提高。圖30顯示了傳統(tǒng)的電鍍裝置的又一個例子，該裝置利用所謂的浸漬法。該電鍍裝 置與圖28中所示的電鍍裝置的區(qū)別在于沒有調(diào)整板，攪拌桿(攪拌機(jī)構(gòu))36定位在鍍槽 12a之上并且平行于襯底支座14a和陽極24并布置在它們之間，多個葉片(攪拌棒)38作 為攪拌葉片從攪拌桿36的下表面基本垂直地懸掛，并且這樣布置，使得在電鍍過程中，攪 拌桿36平行于襯底W往復(fù)地移動葉片38，由此攪拌鍍槽12a中的鍍液。根據(jù)該鍍覆裝置，攪拌桿36平行于襯底W往復(fù)地移動葉片38以使鍍液沿著襯底 W的表面在襯底W的整個表面上均勻流動(即消除鍍液流動的方向性)，由此在襯底W的整 個表面上形成厚度更一致的鍍膜。例如，為了在半導(dǎo)體襯底(晶片)上形成作為互連或突出部的金屬膜(鍍膜)，形 成于襯底整個表面上的金屬膜的表面結(jié)構(gòu)和膜厚度需要一致。盡管近年來諸如SOC，WL-CSP 等的可用的高密度封裝技術(shù)需要更高的精確一致性，然而傳統(tǒng)的鍍覆裝置產(chǎn)生的金屬膜很 難滿足這種高度精確一致性的要求。具體而言，每個傳統(tǒng)鍍覆裝置具有其自身的結(jié)構(gòu)特征，該特征代表了由此形成的 鍍膜的膜厚度分布特征，需要通過改進(jìn)該鍍覆裝置產(chǎn)生具有更好的膜厚度一致性的鍍膜。 為了產(chǎn)生均勻膜厚度的鍍膜，有效的方法是使靠近襯底等的待鍍表面的鍍液流動一致。這 需要使鍍液一致地流動并且使鍍液與襯底等的待鍍表面接觸的操作。鍍覆裝置本身也需要 具有簡單的結(jié)構(gòu)和設(shè)計成易于維護(hù)的機(jī)構(gòu)。例如，圖29中所示的鍍覆裝置需要進(jìn)行操作以 調(diào)節(jié)假電極和去除淀積在假電極上的鍍覆金屬。期望能夠更好地控制鍍覆裝置和簡單地處 理鍍覆裝置而沒有操作和處理的復(fù)雜性問題。為了縮短鍍覆時間，強(qiáng)烈希望增加鍍覆速度。增加鍍覆速度需要將鍍液中的金屬離子有效地供應(yīng)到襯底等的待鍍表面。在電鍍中，增加鍍覆速度的一種嘗試是增加電流密度。然而，簡單地增加電流密度可能引起焦淀積，鍍覆缺陷，陽極表面的鈍化等，有可能導(dǎo)致鍍覆失敗。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的缺陷而產(chǎn)生了本發(fā)明。因此，本發(fā)明的第一個目標(biāo)是提供一種鍍覆裝 置，該裝置能夠增加鍍覆速度和在鍍槽中更一致地調(diào)節(jié)鍍液的流動，從而用較簡單的配置 使鍍膜的膜厚度的晶片內(nèi)一致性更高。本發(fā)明的第二個目標(biāo)是提供一種鍍覆裝置，該裝置能夠用較簡單的配置在工件的 待鍍表面上形成膜厚度更一致的鍍膜而不需要復(fù)雜的操作和設(shè)置。為了實現(xiàn)上述的目標(biāo)，提供了一種鍍覆裝置，其包括用于保持鍍液的鍍槽；用于 保持工件和使工件的待鍍表面與鍍槽中的鍍液接觸的支座，和布置在鍍槽中的環(huán)形噴管， 該噴管具有多個鍍液注入噴嘴，以用于朝著由支座保持的工件的待鍍表面注入鍍液，從而 將鍍液供應(yīng)到鍍槽中。根據(jù)本發(fā)明，鍍液從形成于環(huán)形噴管上的鍍液注入噴嘴被注入，并且作為強(qiáng)液流 應(yīng)用到工件的待鍍表面，由此將鍍液中的離子有效地供應(yīng)到工件的待鍍表面，同時防止工 件的整個待鍍表面上的電勢分布的一致性被攪亂。因此增加了鍍覆速度同時不會降低鍍膜 的質(zhì)量。另外，鍍膜的膜厚度的一致性可以通過調(diào)節(jié)從鍍液注入噴嘴注入的鍍液的流速和 方向而得到提高，以便使工件的待鍍表面附近的鍍液的流動更一致。從鍍液注入噴嘴注入的鍍液的液流應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地在由支座保持的工件的待鍍表面 的大致中心區(qū)域上或其前方彼此交匯。由于鍍液的匯流垂直地應(yīng)用到工件的待鍍表面的大致中心區(qū)域，因此隨后其方向 改變成沿著工件的待鍍表面向外傳播，當(dāng)鍍液撞擊在工件的待鍍表面上之后其流動受到阻 止，以防止干擾鍍液的排放流，因此形成了連續(xù)和穩(wěn)定的流動。該鍍覆裝置可以包括具有陽極的電鍍裝置，鍍電壓應(yīng)用到陽極和工件之間以在工 件上進(jìn)行電鍍。如果鍍覆裝置包括帶有陽極的電鍍裝置，那么該鍍覆裝置應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地進(jìn)一步包括 用于朝著陽極注入鍍液以將鍍液供應(yīng)到鍍槽中的鍍液注入噴嘴。陽極溶解的速度增加，從而能夠以這樣的速度溶解陽極，該速度與電鍍速度的增 加相等。該鍍覆裝置可以包括無電鍍裝置，該無電鍍裝置用于使無電鍍液與工件的待鍍表 面接觸，從而在工件上進(jìn)行無電鍍。工件可以水平或垂直地布置。噴管可以成形為沿著工件的外輪廓延伸。例如如果工件具有圓形外輪廓，那么噴 管應(yīng)當(dāng)包括圓形環(huán)形噴管。如果工件具有矩形外輪廓，那么噴管應(yīng)當(dāng)包括矩形環(huán)形噴管。噴管應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地可相對于由支座保持的工件移動。在這種結(jié)構(gòu)中，噴管可以相對 于工件的待鍍表面向前或向后，向左或向后，向上或向下地移動，或者沿這些方向的組合方 向移動，或者在平行于工件的待鍍表面的平面上做圓周運(yùn)動，或者噴管可以做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，以 用于進(jìn)一步增加鍍膜的膜厚度的一致性。
噴管和/或鍍液注入噴嘴應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地由電絕緣材料制造。由電絕緣材料制造的噴 管和/或鍍液注入噴嘴有效地防止鍍槽中的電場分布因此被攪亂。根據(jù)本發(fā)明，還提供一種鍍覆裝置，其包括用于保持鍍液的鍍槽；具有攪拌葉片 的攪拌機(jī)構(gòu)，所述攪拌葉片浸在鍍槽的鍍液中并且布置在面對工件的待鍍表面的位置，所 述攪拌葉片可平行于工件的待鍍表面往復(fù)運(yùn)動以攪拌鍍液；其中所述攪拌葉片在其至少一 側(cè)上具有不規(guī)則部。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)在其至少一側(cè)上帶有不規(guī)則部的所述攪拌葉片往復(fù)運(yùn)動時，所 述攪拌葉片能夠均勻地和廣泛地在鍍液中產(chǎn)生許多漩渦。因此與工件的待鍍表面接觸的 鍍液的流動更均勻和有效地被應(yīng)用，從而在工件的待鍍表面上形成膜厚度一致性更好的鍍膜。所述不規(guī)則部例如包括連續(xù)的三角形或矩形鋸齒不規(guī)則部或者以預(yù)定間距限定 的多個狹槽。由于所述不規(guī)則部包括連續(xù)的三角形或矩形鋸齒不規(guī)則部或者以預(yù)定間距限定 的多個狹槽，因此當(dāng)攪拌葉片往復(fù)運(yùn)動時均勻地和廣泛地在鍍液中產(chǎn)生許多漩渦。因此，與 工件的待鍍表面接觸的鍍液的流動更均勻和有效地被應(yīng)用，從而在工件的待鍍表面上形成 膜厚度一致性更好的鍍膜。優(yōu)選地，在其上帶有不規(guī)則部的攪拌葉片的一側(cè)面對工件的待鍍表面。由于在其上帶有不規(guī)則部的攪拌葉片的一側(cè)面對工件的待鍍表面，因此當(dāng)攪拌葉 片往復(fù)運(yùn)動時均勻地和廣泛地在鍍液中產(chǎn)生許多漩渦。因此，與工件的待鍍表面接觸的鍍 液的流動更均勻和有效地被應(yīng)用，從而在工件的待鍍表面上形成膜厚度一致性更好的鍍膜。攪拌機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地具有多個攪拌葉片。如果攪拌機(jī)構(gòu)具有多個攪拌葉片，那么當(dāng)攪拌葉片往復(fù)運(yùn)動時在鍍液中在工件的 待鍍表面附近均勻地和廣泛地產(chǎn)生更多漩渦。因此，與工件的待鍍表面接觸的鍍液的流動 更均勻和有效地被應(yīng)用，從而在工件的待鍍表面上形成膜厚度一致性更好的鍍膜。根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步提供了一種鍍覆裝置，其包括用于保持鍍液的鍍槽；具有攪 拌葉片的攪拌機(jī)構(gòu)，所述攪拌葉片浸在鍍槽的鍍液中以用于攪拌鍍液；其中所述攪拌葉片 包括可由各個獨(dú)立的驅(qū)動機(jī)構(gòu)啟動的多個攪拌葉片。根據(jù)上述安排，由于所述攪拌葉片包括可由各個獨(dú)立的驅(qū)動機(jī)構(gòu)啟動的多個攪拌 葉片，因此鍍液的攪動分布可以被調(diào)節(jié)，從而在工件的待鍍表面上形成膜厚度一致性更好 的鍍膜。優(yōu)選地，攪拌葉片的形狀互不相同。由于攪拌機(jī)構(gòu)的攪拌葉片的形狀互不相同，因此鍍液的攪動分布可以被調(diào)節(jié)，從 而在工件的待鍍表面上形成膜厚度一致性更好的鍍膜。優(yōu)選地，攪拌葉片可沿平行于工件的待鍍表面的方向往復(fù)運(yùn)動。由于攪拌葉片可沿平行于工件的待鍍表面的方向往復(fù)運(yùn)動，因此鍍液的攪動分布 可以被調(diào)節(jié)，從而在工件的待鍍表面上形成膜厚度一致性更好的鍍膜。根據(jù)本發(fā)明，還提供一種鍍覆裝置，其包括用于保持鍍液的鍍槽；具有攪拌葉片的攪拌機(jī)構(gòu)，所述攪拌葉片浸在鍍槽的鍍液中并且布置在面對工件的待鍍表面的位置，所述攪拌葉片可平行于工件的待鍍表面往復(fù)運(yùn)動以攪拌鍍液；其中所述攪拌葉片具有相對于 工件的待鍍表面的一個角度，當(dāng)所述攪拌葉片的運(yùn)動方向變化時該角度可變。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)攪拌葉片的運(yùn)動方向變化時攪拌葉片相對于工件的待鍍表面的 所述角度變化，由此均勻地和廣泛地產(chǎn)生鍍液的流動。因此，與工件的待鍍表面接觸的鍍液 的流動更均勻和有效地被應(yīng)用，從而在工件的待鍍表面上形成膜厚度一致性更好的鍍膜。攪拌機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地具有多個攪拌葉片。使用多個攪拌葉片，當(dāng)攪拌葉片往復(fù)運(yùn)動時可均勻地和廣泛地產(chǎn)生鍍液的流動。 因此，與工件的待鍍表面接觸的鍍液的流動更均勻和有效地被應(yīng)用，從而在工件的待鍍表 面上形成膜厚度一致性更好的鍍膜。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種鍍覆裝置，其包括用于保持鍍液的鍍槽；陽極，其浸在 鍍槽的鍍液中并且布置在面對工件的待鍍表面的位置；和用于在鍍槽中攪拌鍍液的攪拌機(jī) 構(gòu)；其中所述攪拌機(jī)構(gòu)具有靠近工件的待鍍表面布置的第一攪拌葉片和靠近陽極布置的第 二攪拌葉片。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，所述攪拌機(jī)構(gòu)具有靠近工件的待鍍表面布置的第一攪拌葉片和靠 近陽極布置的第二攪拌葉片。當(dāng)?shù)谝缓偷诙嚢枞~片運(yùn)動時，靠近工件的待鍍表面和陽極 產(chǎn)生鍍液的流動。與工件的待鍍表面接觸的鍍液的流動更均勻和有效地被應(yīng)用，從而在工 件的待鍍表面上形成膜厚度一致性更好的鍍膜。優(yōu)選地，第一攪拌葉片可平行于工件的待鍍表面往復(fù)運(yùn)動，第二攪拌葉片可平行 于面對工件的待鍍表面的陽極表面往復(fù)運(yùn)動。當(dāng)?shù)谝粩嚢枞~片平行于工件的待鍍表面往復(fù)運(yùn)動，和第二攪拌葉片平行于面對工 件的待鍍表面的陽極表面往復(fù)運(yùn)動時，靠近工件的待鍍表面和陽極產(chǎn)生鍍液的流動。與工 件的待鍍表面接觸的鍍液的流動更均勻和有效地被應(yīng)用，從而在工件的待鍍表面上形成膜 厚度一致性更好的鍍膜。當(dāng)結(jié)合作為舉例顯示本發(fā)明優(yōu)選實施例的附圖時，從下面的描述中可以明顯看出 本發(fā)明上述的和其它的目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是鍍覆設(shè)備的總設(shè)計圖，該設(shè)備具有根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的鍍覆裝置 (電鍍裝置)；圖2是布置在圖1所示的鍍覆設(shè)備的鍍覆空間中的輸送機(jī)械手的示意圖；圖3是設(shè)在圖1所示的鍍覆設(shè)備中的鍍覆裝置(電鍍裝置)的橫截面圖；圖4是圖3所示的鍍覆裝置的固定板和噴管的透視圖；圖5A-5E是順序地顯示在襯底上形成突出部(突出電極)的過程的橫截面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的鍍覆裝置(電鍍裝置)的示意性橫截面圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的鍍覆裝置(電鍍裝置)的示意性橫截面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的鍍覆裝置(電鍍裝置)的示意性橫截面圖；圖9是顯示噴管的運(yùn)動(旋轉(zhuǎn)運(yùn)動)的例子；圖10是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的鍍覆裝置(非電鍍裝置)的示意性橫截面 圖11是圖10所示的鍍覆裝置的噴管的平面圖；圖12是圖11所示的噴管的右手側(cè)視圖；
圖13是噴管的改進(jìn)的平面圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的鍍覆裝置(電鍍裝置)的示意性橫截面圖；圖15是噴管的另一個改進(jìn)的平面圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的鍍覆裝置(電鍍裝置)的示意性透視圖；圖17A-17C分別是顯示攪拌葉片的不同形狀的視圖；圖18是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的鍍覆裝置(電鍍裝置)的示意性透視圖；圖19A是另一個攪拌機(jī)構(gòu)的平面圖；圖19B是另一個攪拌機(jī)構(gòu)的前視圖；圖20A是又一個攪拌機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖；圖20B是又一個攪拌機(jī)構(gòu)的前視圖；圖2IA是再一個攪拌機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖；圖21B是再一個攪拌機(jī)構(gòu)的前視圖；圖22是又一個攪拌葉片的透視圖；圖23是顯示圖22所示的攪拌葉片的一個運(yùn)動方向和攪拌葉片相對于工件的待鍍 表面的角度之間關(guān)系的視圖；圖24是顯示圖22所示的攪拌葉片的另一個運(yùn)動方向和攪拌葉片相對于工件的待 鍍表面的角度之間關(guān)系的視圖；圖25是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的鍍覆裝置(電鍍裝置)的示意性透視圖；圖26是根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的鍍覆裝置(電鍍裝置)的示意性透視圖；圖27是傳統(tǒng)的鍍覆裝置(無電鍍裝置)的示意性橫截面圖；圖28是傳統(tǒng)的鍍覆裝置(電鍍裝置)的示意性橫截面圖；圖29是另一個傳統(tǒng)的鍍覆裝置(電鍍裝置)的示意性橫截面圖；和圖30是又一個傳統(tǒng)的鍍覆裝置(電鍍裝置)的示意性橫截面圖。
具體實施例方式下面將要參考附圖描述本發(fā)明的實施例。在下面的實施例所舉出的例子中，諸如 半導(dǎo)體晶片這樣的襯底被用作待鍍的工件。圖1顯示了鍍覆設(shè)備的總設(shè)計圖，該設(shè)備具有根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的鍍覆裝 置。該鍍覆設(shè)備被設(shè)計成能夠連續(xù)地自動執(zhí)行所有的鍍覆過程，包括襯底的預(yù)處理、鍍覆、 鍍覆的后處理。具有附加于其上的防護(hù)板的裝置框架110的內(nèi)部被隔板112分為鍍覆空間 116和潔凈空間114，所示鍍覆空間116用于執(zhí)行襯底的鍍覆過程和附著鍍液的襯底的處 理，所述潔凈空間114用于執(zhí)行其它過程，即不直接包含鍍液的過程。兩個襯底支座160(見 圖2)平行地布置，作為由隔板112隔開的分隔部分上的襯底輸送部分，提供了襯底安裝/ 拆卸臺162以將襯底連接到每個襯底支座160和從襯底支座拆卸襯底，所述隔板112將鍍 覆空間116與潔凈空間114分離。容納襯底的襯底盒安裝于其上的裝載/卸載端口 120連 接到潔凈空間114。此外，裝置框架110具有設(shè)在其上的控制板121。在潔凈空間114中，在四個拐角布置了用于使襯底的定向面或缺口與預(yù)定方向?qū)?zhǔn)的校準(zhǔn)器122，用于清潔已鍍襯底和高速旋轉(zhuǎn)襯底以甩干襯底的兩個清潔/干燥裝置 124，和用于執(zhí)行襯底預(yù)處理(例如在本發(fā)明實施例中為清洗預(yù)處理)的預(yù)處理裝置126，該 清洗預(yù)處理包括朝襯底的前表面(待鍍表面)噴射純水從而用純水清潔襯底表面，同時，用 純水濕潤襯底表面從而增強(qiáng)襯底表面的親水性。此外，第一傳輸機(jī)械手128大致布置在這 些處理裝置，即校準(zhǔn)器122、清潔/干燥裝置124和預(yù)處理裝置126的中心，由此在處理裝置 122，124，和126，襯底安裝/拆卸臺162，和安裝在裝載/卸載端口 120上的襯底盒之間傳 輸和遞送襯底。 布置在潔凈空間114中的校準(zhǔn)器122，清潔/干燥裝置124和預(yù)處理裝置126被設(shè) 計成在水平狀態(tài)下保持和處理襯底，在該水平狀態(tài)下襯底的前表面朝上。傳輸機(jī)械手128 被設(shè)計成在水平狀態(tài)下傳輸和遞送襯底，在該水平狀態(tài)下襯底的前表面朝上。在鍍覆空間116中，從隔板112的一側(cè)開始，按照順序布置了用于儲存或臨時儲存 襯底支座160的儲料器164，活化處理裝置166，其例如使用諸如硫酸或者鹽酸這樣的化學(xué) 液體來刻蝕形成于襯底表面的種子層上的、具有較大電阻的氧化膜以去除該氧化膜，用純 水清洗襯底表面的第一清洗裝置168a，用于進(jìn)行鍍覆的鍍覆裝置170，第二清洗裝置168b， 和用于使鍍覆襯底脫水的吹風(fēng)裝置172。兩個第二傳輸機(jī)械手174a和174b布置在這些裝 置旁邊從而可沿著軌道176運(yùn)動，第二傳輸機(jī)械手中的一個174a在襯底安裝/拆卸臺162 和儲料器164之間傳輸襯底支座160。第二傳輸機(jī)械手中的另一個174b在儲料器164、活 化處理裝置166、第一清洗裝置168a、鍍覆裝置170、第二清洗裝置168b、和吹風(fēng)裝置172之 間傳輸襯底支座160。如圖2所示，第二傳輸機(jī)械手174a和174b中的每一個都具有在垂直方向延伸的 主體178和可沿主體178垂直運(yùn)動并且圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)的臂180。臂180具有兩個平行設(shè) 置的襯底支座保持部分182，以用于可拆卸地保持襯底支座160。襯底支座160被設(shè)計成將 襯底W保持在一種狀態(tài)，使得襯底的前表面被暴露而襯底的周圍部分被密封，并且能夠?qū)?襯底W附著到襯底支座160上和將襯底W從襯底支座160上卸下。儲料器164，活化處理裝置166，清洗裝置168a，168b，和鍍覆裝置170被設(shè)計成與 設(shè)在每個襯底支座160兩端的向外突出部分160a嚙合，從而在一種狀態(tài)下支承襯底支座 160，使得襯底支座160在垂直方向懸掛?；罨幚硌b置166具有兩個活化處理槽183以用 于在其中保持化學(xué)液體。如圖2所示，保持裝載有襯底W的襯底支座160的第二傳輸機(jī)械 手174b的臂180在垂直狀態(tài)被降低從而按照需要以懸掛方式使襯底支座160嚙合活化處 理槽183的上端。因此，活化處理裝置166被設(shè)計成使得襯底支座160與襯底W—起浸在 活化處理槽183的化學(xué)液體中以進(jìn)行活化處理。類似地，清洗裝置168a和168b具有分別在其中保持純水的兩個清洗槽184a和兩 個清洗槽184b，鍍覆裝置170具有在其中保持鍍液的多個鍍槽186。清洗裝置168a，168b 和鍍覆裝置170被設(shè)計成使得襯底支座160和襯底W —起浸在清洗槽184a，184b的純水中 或鍍槽186的鍍液中，從而進(jìn)行清洗或如上述的方式進(jìn)行鍍覆。保持帶有襯底W的襯底支 座160的第二傳輸機(jī)械手174b的臂180在垂直狀態(tài)被降低，空氣或惰性氣體朝著安裝在襯 底支座160上的襯底W噴射以吹走附著在襯底支座160和襯底W上的液體并且使襯底W脫 水。因此，吹風(fēng)裝置172被設(shè)計成進(jìn)行吹風(fēng)處理。如圖3所示，鍍覆裝置170中的每個鍍槽186被設(shè)計成在其中保持鍍液188。因此，襯底W被保持在一種狀態(tài)，使得前表面(待鍍表面)被暴露同時襯底W的周圍部分被襯底支座160防水密封。溢出槽202設(shè)在鍍槽186的一側(cè)以用于接納溢出鍍槽186的溢壩200的上端的鍍 液188。鍍液排放管204連接到溢出槽202。在鍍液排放管204和下面所述的鍍液補(bǔ)給管 218之間連接的鍍液循環(huán)管206在其中具有循環(huán)泵208、流速調(diào)節(jié)裝置210、和過濾器212。 通過循環(huán)泵208的操作供應(yīng)到鍍槽186中的鍍液188注滿鍍槽186，然后溢出溢壩200，流 入到溢出槽202中，并且返回循環(huán)泵208。因此，鍍液188被循環(huán)，鍍液沿鍍液循環(huán)管208流 動的流速由流速調(diào)節(jié)裝置210調(diào)節(jié)。類似襯底W的盤狀形式的陽極214由陽極支座216保持并且垂直地布置在鍍槽 186中。當(dāng)鍍槽186充滿鍍液188時，陽極214浸在鍍液188中且面對由襯底支座160保持 的襯底W，該襯底支座放置在鍍槽186中的預(yù)定位置。在鍍槽186中，也布置了定位在陽極214和襯底支座160之間的環(huán)形噴管220，所 述襯底支座160放置在鍍槽186中的預(yù)定位置。噴管220連接到鍍液補(bǔ)給管218。如圖4 所示，噴管220沿襯底W的外輪廓成形為圓環(huán)，并且具有多個鍍液注入噴嘴222，所述注入噴 嘴222以預(yù)定間距定位在沿噴管220的圓周方向間隔的各自預(yù)定位置。如上所述通過循環(huán) 泵208的操作被循環(huán)的鍍液188從鍍液注入噴嘴222注入并且供應(yīng)到鍍槽186中。在該實施例中，噴管220由緊固件226固定到矩形固定板224，該矩形固定板具有 在其中限定的開口 224a并且將鍍槽186的內(nèi)部分為用于在其中容納陽極214的隔室和用 于在其中容納襯底W的隔室。開口 224a具有一個尺寸，該尺寸基本上等于或稍小于噴管 220的內(nèi)徑。噴管220定位在固定板224的襯底一側(cè)并且布置成圍繞開口 224a的周邊。鍍 液注入噴嘴222被定向成使得從鍍液注入噴嘴222注入的鍍液188的液流在交匯點(diǎn)P處彼 此交匯，該交匯點(diǎn)P位于由襯底支座160保持的襯底W的大致中心區(qū)域的前方，該襯底支座 布置在鍍槽186中的預(yù)定位置。形成于環(huán)形噴管220上的鍍液注入噴嘴222注入鍍液188，從而將鍍液188供應(yīng)到 鍍槽186中并且循環(huán)鍍液188。這時，從鍍液注入噴嘴222注入的鍍液188作為強(qiáng)液流應(yīng)用 到襯底W的表面(待鍍表面)，由此將鍍液188中的離子有效地供應(yīng)到襯底W的表面，同時 防止襯底W的整個表面上的電勢分布的一致性被攪亂。因此增加了鍍覆速度同時不會降低 鍍膜的質(zhì)量。另外，形成于襯底W表面上的鍍膜的膜厚度的一致性可以通過調(diào)節(jié)從鍍液注 入噴嘴222注入的鍍液188的流速和方向而增加，以便使襯墊W的表面附近的鍍液188的 流動更一致。特別地，由于從鍍液注入噴嘴222注入的鍍液188的液流在交匯點(diǎn)P處彼此交匯， 該交匯點(diǎn)P位于襯底W的表面的大致中心區(qū)域的前方，因此鍍液188的流動垂直地應(yīng)用到 襯底W的表面的大致中心區(qū)域。因此，鍍液188的流動方向改變成沿著襯底W的表面向外 傳播。因此當(dāng)鍍液188撞擊在襯底W的表面上之后其流動受到阻止，以防止干擾鍍液188 的排放流，因此形成了連續(xù)和穩(wěn)定的流動。噴管220、鍍液注入噴嘴222和固定板224應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地由介電材料制造，例如PVC， PP, PEEK, PES, HT-PVC, PFA, PTFE，或者其它樹脂材料。這些介電材料有效地防止鍍槽186 中的電場分布被攪亂。鍍槽186的內(nèi)部被具有開口 224a的固定板224分隔。鍍液188穿過開口 224a并且由此流入到溢出槽202中。因此，襯底W的整個面積上的電勢分布更加均勻。鍍覆裝置170按如下操作首先，鍍槽186被注滿鍍液188。然后，保持襯底W的襯底支座160被降低以將襯底W放置在一個預(yù)定位置，在該預(yù)定位置襯底W浸在鍍槽186的 鍍液188中。然后，循環(huán)泵208工作以從鍍液注入噴嘴222朝襯底W的表面注入鍍液188， 因此將鍍液188供應(yīng)到鍍槽186中并且循環(huán)鍍液188。同時，陽極214通過導(dǎo)體228a連接 到鍍電源230的陽極，襯底W通過導(dǎo)體228b連接到鍍電源230的陰極，因此在襯底W的表 面上淀積金屬以在其上形成金屬膜。這時，從鍍液注入噴嘴222注入的鍍液188作為強(qiáng)液流應(yīng)用到襯底W的表面(待 鍍表面)，從而增加了鍍覆速度同時不會降低鍍膜的質(zhì)量。另外，形成于襯底W的表面上的 鍍膜的膜厚度的一致性可以通過調(diào)節(jié)而增加，從而使襯底W的表面附近的鍍液188的流動
更一致。當(dāng)完成鍍覆過程之后，鍍電源230與襯底W和陽極214斷連，并且上拉襯底支座 160以及襯底W。然后處理襯底W，例如用水清潔和清洗，之后已鍍覆的襯底W被傳遞到下一 個過程。由此構(gòu)造的鍍覆設(shè)備中的一系列突出部鍍覆過程將在下面參考附圖5A-5E進(jìn)行 描述。首先，如圖5A所示，種子層500作為供給層淀積在襯底W的表面上，具有例如大約 為20-120 μ m的高度H的保護(hù)層應(yīng)用到種子層500的整個表面上。之后，具有例如大約為 20-200 μ m的直徑Dl的開口 502a形成于保護(hù)層502的預(yù)定位置。由此制備的襯底W以一 種狀態(tài)容納在襯底盒中，使得襯底的前表面(待鍍表面)朝下。襯底盒安裝在裝載/卸載 端口 120上。襯底W中的一個由第一傳輸機(jī)械手128從安裝在裝載/卸載端口 120上的襯底盒 取出并且放置在校準(zhǔn)器122上以使襯底的定向面或缺口與預(yù)定方向?qū)?zhǔn)。由此對準(zhǔn)的襯底 W由第一傳輸機(jī)械手128傳輸?shù)筋A(yù)處理裝置126。在預(yù)處理裝置126中，使用純水作為預(yù)處 理液的預(yù)處理(清洗預(yù)處理)被執(zhí)行。另一方面，以垂直狀態(tài)存儲在儲料器164中的兩個 襯底支座160由第二傳輸機(jī)械手174a取出，旋轉(zhuǎn)90°，從而襯底支座160變?yōu)樗綘顟B(tài)，然 后平行地放置在襯底安裝/拆卸臺162上。然后，經(jīng)過前述預(yù)處理(清洗預(yù)處理)的襯底W以一種狀態(tài)被裝載到放置在襯底 安裝/拆卸臺162上的襯底支座160中，使得襯底W的周圍部分被密封。已裝載襯底的兩 個襯底支座160同時由第二傳輸機(jī)械手174a保持、升高，然后傳輸?shù)絻α掀?64。襯底支 座160旋轉(zhuǎn)90°變?yōu)榇怪睜顟B(tài)并且被降低，從而兩個襯底支座160以懸掛方式保持(臨時 儲存)在儲料器164中。上述的操作順序地重復(fù)執(zhí)行，從而襯底順序地裝載到襯底支座160 中，所述襯底支座儲存在儲料器164中，并且以懸掛方式順序地保持(臨時儲存)在儲料器 164中的預(yù)定位置。另一方面，裝載有襯底并且臨時儲存在儲料器164中的兩個襯底支座160由第二 傳輸機(jī)械手174b同時保持、升高，然后傳輸?shù)交罨幚硌b置166。每個襯底都浸入到保持 在活化處理槽183中的諸如硫酸或鹽酸這樣的化學(xué)液體中，由此刻蝕形成于種子層表面上 的、具有較大電阻的氧化膜以暴露潔凈的金屬表面。已經(jīng)裝載襯底的襯底支座160以與上 述同樣的方式被傳輸?shù)降谝磺逑囱b置168a，以用保持在清洗槽184a中的純水清洗襯底的 表面。
裝載清洗過的襯底的襯底支座160以與上述同樣的方式被傳輸?shù)藉兏惭b置170。每個襯墊W在一種狀態(tài)下以懸掛方式由鍍槽186支承，使得襯底W浸在由鍍槽186保持的 鍍液188中，從而在襯底W的表面上進(jìn)行鍍覆。當(dāng)預(yù)定時間耗盡之后，裝載襯底的襯底支座 160再次由第二傳輸機(jī)械手174b保持和從鍍槽186上拉。因此完成鍍覆過程。之后，襯底支座160以與上述相同的方式被傳輸?shù)降诙逑囱b置168b。襯底支座 160浸在清洗槽184b的純水中以用純水清潔襯底的表面。然后，裝載襯底的襯底支座160 以與上述相同的方式被傳輸?shù)酱碉L(fēng)裝置172。在吹風(fēng)裝置172中，惰性氣體或空氣朝著襯底 噴射以吹走鍍液和附著到襯底和襯底支座160的液滴。之后，已裝載襯底的襯底支座160 以與上述相同的方式返回到儲料器164中的預(yù)定位置并且保持在懸掛狀態(tài)。第二傳輸機(jī)械手174b順序地重復(fù)執(zhí)行上述的操作，從而裝載鍍覆襯底的襯底支 座160順序地返回到儲料器164中的預(yù)定位置并且保持在懸掛狀態(tài)。另一方面，裝載已鍍覆襯底的兩個襯底支座160以與上述相同的方式同時由第二 傳輸機(jī)械手174a保持和放置在襯底安裝/拆卸臺162上。布置在潔凈空間114中的第一傳輸機(jī)械手128取出放置在襯底安裝/拆卸臺162 上的襯底支座160并且將襯底傳輸?shù)角鍧?干燥裝置124的任意一個。在清潔/干燥裝置 124中，襯底保持在水平狀態(tài)，使得襯底的前表面朝上，該襯底用純水等清潔并且在高速下 旋轉(zhuǎn)以甩干襯底。之后，襯底然后由第一傳輸機(jī)械手128返回安裝在裝載/卸載端口 120 上的襯底盒。因此完成了一系列鍍覆過程。結(jié)果，如圖5B所示，得到具有鍍膜504的襯底 W，所述鍍膜在形成于保護(hù)層502中的開口 502a中生長。如上所述，甩干的襯底W浸入到例如溫度為50_60°C丙酮溶劑中，從而從襯底W去 除保護(hù)層502，如圖5C所示。進(jìn)一步地，如圖5D所示，鍍覆之后暴露的不必要的種子層502 被去除。接著，形成于襯底W上的鍍膜504回流以形成突出部506，該突出部由于表面張力 而具有圓形，如圖5E所示。然后襯底W例如在100°C或以上的溫度下退火以消除突出部506 中的殘余應(yīng)力。根據(jù)該實施例，鍍覆空間116中襯底的輸送由布置在鍍覆空間116中的第二傳輸 機(jī)械手174a，174b執(zhí)行，而潔凈空間114中襯底的輸送由布置在潔凈空間114中的第一傳 輸機(jī)械手128執(zhí)行。因此，能夠提高鍍覆設(shè)備中襯底周圍的潔凈度和增加鍍覆設(shè)備的處理 量，該鍍覆設(shè)備連續(xù)地執(zhí)行所有的鍍覆過程，包括襯底的預(yù)處理、鍍覆、和鍍覆的后處理。此 夕卜，能夠減小與鍍覆設(shè)備相關(guān)的設(shè)備上的負(fù)荷和獲得鍍覆設(shè)備的縮小尺寸。在本實施例中，用于執(zhí)行鍍覆過程的鍍覆裝置170具有小凹窩的鍍槽186。因此， 具有許多鍍槽186的鍍覆裝置170可以具有小尺寸，使更小的設(shè)備負(fù)荷附加到鍍覆車間。在 圖1中，兩個清潔/干燥裝置124中的一個可以由預(yù)處理裝置代替。圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的鍍覆裝置(電鍍裝置)。圖6所示的鍍覆裝 置與圖3和圖4所示的鍍覆裝置的區(qū)別在于調(diào)整板232布置在保持襯底W并且布置在鍍 槽186中的預(yù)定位置的襯底支座160和具有鍍液注入噴嘴222的噴管220之間，該調(diào)整板 232具有中心孔232a，厚度范圍在0. 5-10mm,并且由介電材料制造，例如PVC，PP，PEEK，PES， HT-PVC，PFFA，PTFE，或者其它樹脂材料。圖6所示的鍍覆裝置的其它結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)與圖3和圖 4所示的鍍覆裝置相同。在本實施例中，具有中心孔232a的調(diào)整板232調(diào)節(jié)鍍槽186中的電勢分布以防止在襯底W周邊生長的鍍膜厚度增加。圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的鍍覆裝置(電鍍裝置)。圖7所示的鍍覆裝 置與圖6所示的鍍覆裝置的區(qū)別在于攪拌機(jī)構(gòu)236布置在保持襯底W并且布置在鍍槽186 中的預(yù)定位置的襯底支座160和調(diào)整板232之間，該攪拌機(jī)構(gòu)236具有向下懸掛的攪拌葉 片(槳葉)234。該攪拌機(jī)構(gòu)236平行于由襯底支座160保持的襯底W往復(fù)移動攪拌葉片 234，由此攪拌鍍液188。在本實施例中，攪拌葉片234平行于襯底W在鍍液188中由攪拌機(jī)構(gòu)236往復(fù)移 動以攪拌存在于調(diào)整板232和襯底W之間的鍍液188，由此使鍍液188沿著襯底W在襯底W 的整個表面上更均勻地流動，從而在襯底W的整個表面上形成膜厚度更一致的鍍膜。在本實施例中，攪拌葉片234在其面對襯底W的一側(cè)具有不規(guī)則部234a。如下面 的實施例所述，當(dāng)攪拌葉片234往復(fù)運(yùn)動時，在其面對襯底W的一側(cè)具有不規(guī)則部234a的 攪拌葉片234能夠均勻地和廣泛地在鍍液188中產(chǎn)生許多漩渦。因此與襯底W的表面(待 鍍表面)接觸的鍍液188的流動更均勻和有效地被應(yīng)用，從而在襯底W的表面上形成膜厚 度一致性更好的鍍膜，即具有更一致膜厚度的鍍膜。圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明再一實施例的鍍覆裝置(電鍍裝置)。圖8所示的鍍覆裝 置與圖7所示的鍍覆裝置的區(qū)別在于噴管220在其面對陽極214的一側(cè)還具有多個鍍液注 入噴嘴240以用于朝陽極214注入鍍液188，由此從鍍液注入噴嘴240注入的鍍液188的液 流應(yīng)用到陽極214。由于注入的鍍液188的液流也應(yīng)用到陽極214，因此陽極214溶解的速 度增加，從而能夠以這樣的速度溶解陽極214，該速度與電鍍速度的增加相等。在上述實施例中，噴管220由固定板224固定地安裝在鍍槽186中。然而，噴管可 以相對于由襯底支座160保持的襯底W向前或向后，向左或向后，向上或向下地移動，或者 在這些方向的組合方向移動。噴管可以在平行于襯底表面的平面上做圓周運(yùn)動，或者如圖9 所示，噴管220可以做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。這能夠進(jìn)一步增加增加鍍膜的膜厚度的一致性。這同樣 適用于下述的每個實施例。圖10-12顯示了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的鍍覆裝置。根據(jù)本實施例，本發(fā)明的原 理被應(yīng)用到在襯底W的表面(待鍍表面)上進(jìn)行無電鍍的無電鍍裝置，所述襯底的所述表 面朝下地被保持。該無電鍍裝置具有用于在其中保持鍍液(無電鍍液)300的向上開口的鍍槽302， 和用于可拆卸地水平保持襯底W的可垂直移動的襯底支座304，該襯底的表面(待鍍表面) 朝下。溢出槽306布置在鍍槽302上部的周圍，并且連接到鍍液排放管308。連接到鍍液補(bǔ) 給管310的噴管312水平地布置在鍍槽302中的一個位置，在該位置噴管312浸入保持在 鍍槽302中的鍍液300中。噴管312具有多個鍍液注入噴嘴314，所述注入噴嘴314以預(yù) 定間距定位在沿噴管312的圓周方向間隔的各自預(yù)定位置。鍍液排放管308和鍍液補(bǔ)給管 310與鍍液循環(huán)管互相連接，如上面的實施例所述。鍍液注入噴嘴314定向為使得它們向上和向內(nèi)(朝內(nèi)部)注入鍍液300，并且從鍍 液注入噴嘴314注入的鍍液300的液流在襯底W的下表面大致中心區(qū)域的前方彼此交匯。
在本實施例中，鍍液300從鍍液注入噴嘴314朝著由襯底支座304保持的襯底W注 入，并且供應(yīng)到鍍槽302中和被循環(huán)以進(jìn)行無電鍍，所述襯底支座304布置在接近鍍槽302 的上端的開口的位置，并且如果需要的話進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在本實施例中，從鍍液注入噴嘴314注入的鍍液300作為強(qiáng)液流應(yīng)用到襯底W的表面(待鍍表面)，由此增加鍍覆速度同時不會降 低鍍膜的質(zhì)量。另外，形成于襯底W的表面上的鍍膜的膜厚度的一致性可以通過調(diào)節(jié)而增 力口，從而使襯底W的表面附近的鍍液300的流動更一致。如圖13所示，具有各自的鍍液注入噴嘴314的區(qū)段316可以通過環(huán)形接頭318互 連，由此提供噴管312。在該結(jié)構(gòu)中，噴管312可以方便地制造。這同樣適用于上述的實施 例和下面將要描述的實施例。圖14顯示了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的鍍覆裝置。根據(jù)本實施例，本發(fā)明的原理 被應(yīng)用到在襯底W的表面(待鍍表面)上進(jìn)行電鍍的無鍍裝置，所述襯底的所述表面朝下 地被保持。圖14所示的鍍覆裝置與圖10-12所示的鍍覆裝置的區(qū)別在于電鍍液用作鍍液 300，且平板型的陽極320在噴管312的下方放置在鍍槽302的底部。鍍液注入噴嘴314朝 著襯底W的表面注入鍍液300以將鍍液300供應(yīng)到鍍槽302中，并且循環(huán)鍍液300。同時， 陽極320通過導(dǎo)體322a連接到鍍電源324的陽極，襯底W通過導(dǎo)體322b連接到鍍電源324 的陰極，由此進(jìn)行鍍覆(電鍍)過程。在上述的實施例中，作為待鍍工件的襯底W為圓形，噴管220，312為沿著襯底W的 外輪廓延伸的圓環(huán)狀。如果矩形襯底等用作待鍍的工件，那么，如圖15所示，可以使用這樣 的噴管342，其為矩形環(huán)狀，鍍液注入噴嘴340分別布置在其四個角并且朝預(yù)定方向定向。 噴管342能夠在該矩形襯底的整個表面上形成更均勻的鍍液流動。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，鍍液中的離子能夠有效地供應(yīng)到襯底的表面(待鍍表 面)，同時防止襯底表面上的電勢分布的均勻性被攪亂，從而可以增加鍍覆速度同時不會降 低鍍膜的質(zhì)量。另外，鍍膜的膜厚度的一致性可以通過調(diào)節(jié)從鍍液注入噴嘴注入的鍍液的 流速和方向而得到提高，以便使待鍍表面附近的鍍液的流動更一致。圖16顯示了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的鍍覆裝置(電鍍裝置)。如圖16所示，鍍覆 裝置610具有在其中保持鍍液的鍍槽611，由襯底支座612保持的襯底W和由陽極支座614 保持的陽極615彼此平行并且彼此面對地垂直布置在該鍍槽中。襯底W通過導(dǎo)體616連接 到鍍電源617的陰極，陽極615通過導(dǎo)體618連接到鍍電源617的陽極。具有用于攪拌鍍液的攪拌葉片619的攪拌機(jī)構(gòu)620布置在襯底W和陽極615之間。 攪拌葉片619大致垂直地從鍍槽611的上部朝著底部延伸。攪拌機(jī)構(gòu)620沿平行于襯底W 的方向往復(fù)地移動攪拌葉片619。攪拌葉片619包括在其面對襯底W的一側(cè)具有連續(xù)的三 角形齒的鋸齒形不規(guī)則部619a的板。鍍槽611具有用于將鍍液供應(yīng)到鍍槽611中的鍍液 補(bǔ)給端口 621，和用于將鍍液排出鍍槽611的鍍液排放端口 622。在本實施例中，當(dāng)在其面對襯底W的一側(cè)上帶有鋸齒形不規(guī)則部619a的攪拌葉片 619沿平行于襯底W的方向被攪拌機(jī)構(gòu)620往復(fù)地移動時，均勻地和廣泛地在鍍液中產(chǎn)生許 多漩渦。因此，與襯底W的表面(待鍍表面)接觸的鍍液的流動更均勻和有效地被應(yīng)用，從 而在襯底W的表面上形成膜厚度一致性更好的鍍膜，即具有更一致膜厚度的鍍膜。在上述實施例中，連續(xù)的三角形齒的鋸齒形不規(guī)則部619a布置在攪拌葉片619面 對襯底W的一側(cè)，如圖17A所示。然而，鋸齒形不規(guī)則部并不局限于圖17A所示的形式，而可 以是連續(xù)的矩形齒的鋸齒形不規(guī)則部619b，如圖17B所示，或者以預(yù)定間距限定的多個狹 槽形式的不規(guī)則部619c，如圖17C所示。由于攪拌葉片619在其一側(cè)具有連續(xù)的三角形齒 的鋸齒形不規(guī)則部619a，或連續(xù)的矩形齒的鋸齒形不規(guī)則部619b，或以預(yù)定間距限定的多個狹槽形式的不規(guī)則部619c，因此由攪拌葉片619的往復(fù)運(yùn)動引起的鍍液的流動均勻地和 廣泛地在鍍液中產(chǎn)生許多漩渦。由于與襯底W接觸的鍍液的流動更均勻和有效地被應(yīng)用， 因此能夠在襯底W的表面上形成膜厚度一致性更好的鍍膜。圖18顯示了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的鍍覆裝置(電鍍裝置)。與圖17所示相同 的參考數(shù)字所代表的圖18中所示鍍覆裝置的那些部分與圖17中所示的那些部分相同或?qū)?應(yīng)。該原則適用于其它附圖。如圖18所示，鍍覆裝置610的攪拌機(jī)構(gòu)620具有多個(在圖 18中為2個)攪拌葉片619，每個攪拌葉片在其面對襯底W的一側(cè)上具有鋸齒形不規(guī)則部 619a。當(dāng)攪拌機(jī)構(gòu)620的攪拌葉片619平行于襯底W往復(fù)運(yùn)動時，均勻地和廣泛地在鍍液 中產(chǎn)生許多漩渦。因此，與襯底W接觸的鍍液的流動更均勻和有效地被應(yīng)用，從而能夠在襯 底W的表面(待鍍表面)上形成膜厚度一致性更好的鍍膜。每個攪拌葉片619可以具有如 圖17A-17C所示的不規(guī)則部619a，619b，619c中的任意一個。圖19A是另一攪拌機(jī)構(gòu)的平面圖，圖19B是另一攪拌機(jī)構(gòu)的前視圖。如圖19A和 19B所示，攪拌機(jī)構(gòu)620具有多個(在圖19A和19B中為2個)攪拌葉片619，所述攪拌葉片 可由各個獨(dú)立的驅(qū)動機(jī)構(gòu)623驅(qū)動。每個驅(qū)動機(jī)構(gòu)623包括驅(qū)動馬達(dá)623-1、曲柄623-2、 引導(dǎo)件623-3、傳動軸623-4、和軸承623-5。攪拌葉片619安裝在傳動軸623-4的遠(yuǎn)端上。 如圖16所示，攪拌葉片619大致垂直地從鍍槽611的上部朝著底部延伸。當(dāng)驅(qū)動馬達(dá)623-1被啟動并按箭頭A所示旋轉(zhuǎn)時，一端連接到驅(qū)動馬達(dá)623_1的 傳動軸的曲柄623-2使其另一端沿著限定在引導(dǎo)件623-3中的引導(dǎo)槽623_3a往復(fù)運(yùn)動。連 接到曲柄623-2的另一端并且由軸承623-5支承的傳動軸623-4按箭頭B所示往復(fù)運(yùn)動， 由此往復(fù)移動安裝在傳動軸623-4的遠(yuǎn)端上的攪拌葉片619。如上所述，攪拌機(jī)構(gòu)620具有多個(在圖19A和19B中為2個)攪拌葉片619，所 述攪拌葉片可由各個獨(dú)立的驅(qū)動機(jī)構(gòu)623驅(qū)動。當(dāng)攪拌葉片619可由各個獨(dú)立的驅(qū)動機(jī)構(gòu) 623驅(qū)動時，鍍液中的攪動分布可以被調(diào)節(jié)，從而在襯底W的表面(待鍍表面)上形成膜厚 度一致性更好的鍍膜。安裝在圖19A和19B所示的攪拌機(jī)構(gòu)620的驅(qū)動機(jī)構(gòu)623上的攪拌葉片619彼此 具有相同的形狀。然而，攪拌葉片可以具有不同的形狀。具體而言，圖20A和20B顯示了具有 垂直延伸攪拌葉片624，625的攪拌機(jī)構(gòu)，所述攪拌葉片彼此具有大致相等的長度并且可由 各個獨(dú)立的驅(qū)動機(jī)構(gòu)623驅(qū)動。攪拌葉片624，625在其一側(cè)上具有各自的尖端624a，625a, 所述尖端彼此對準(zhǔn)以保持?jǐn)嚢枞~片624，625的攪拌表面彼此對準(zhǔn)，從而攪拌葉片624，625 可以在垂直方向的不同區(qū)域攪拌鍍液。圖21A和21B顯示了具有較長攪拌葉片632和較短 攪拌葉片634的攪拌機(jī)構(gòu)，所述攪拌葉片分別布置在上部和下部，并且分別由各個獨(dú)立的 驅(qū)動機(jī)構(gòu)623往復(fù)移動。攪拌葉片632，634在其一側(cè)上具有各自的尖端632a，634a,所述尖 端彼此對準(zhǔn)以保持?jǐn)嚢枞~片632，634的攪拌表面彼此對準(zhǔn)，從而攪拌葉片632，634可以在 垂直方向的不同區(qū)域攪拌鍍液。通過這樣選擇性地使用具有不同形狀的攪拌葉片，鍍液中 的攪動分布可以被調(diào)節(jié)，從而在襯底W的表面上形成膜厚度一致性更好的鍍膜。圖22顯示了又一攪拌葉片。如圖22所示，攪拌葉片626安裝在旋轉(zhuǎn)軸627上，該 旋轉(zhuǎn)軸的角度可活動，從而改變攪拌葉片626的角度。例如，如圖23和24所示，多個(圖 示為3個)這樣的攪拌葉片626安裝在可往復(fù)運(yùn)動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)(例如，如圖19A和19B所 示的驅(qū)動機(jī)構(gòu)623)上。攪拌葉片626按圖23所示的箭頭D或圖24所示的箭頭C平行于襯底W的表面(待鍍表面)Wa往復(fù)運(yùn)動，當(dāng)攪拌葉片626的運(yùn)動方向改變時旋轉(zhuǎn)軸627的 角度改變，因此改變了攪拌葉片626相對于襯底W的角度。如上所述，當(dāng)圖22所示的攪拌葉片626用作攪拌機(jī)構(gòu)的攪拌葉片且攪拌葉片626 相對于襯底W的角度隨著攪拌葉片626運(yùn)動方向的改變而改變時，如圖23和24所示，導(dǎo)致 在鍍液中產(chǎn)生如圖23中所示的箭頭F所示或如圖24中所示的箭頭E所示的流動。由此通 過攪拌葉片626的運(yùn)動而產(chǎn)生的鍍液的流動均勻地和廣泛地產(chǎn)生，并且將鍍液均勻地和有 效地應(yīng)用到襯底W的待鍍表面，由此在襯底W的表面上形成膜厚度一致性更好的鍍膜。特 別地，由于使用了多個攪拌葉片626，因此在襯底W的表面Wa附近更均勻地和更廣泛地產(chǎn)生 鍍液的流動，由 此在襯底W的表面Wa上形成膜厚度一致性更好的鍍膜。圖25顯示了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的鍍覆裝置(電鍍裝置)。如圖25所示，該鍍 覆裝置具有兩個面對的攪拌機(jī)構(gòu)629，630，這兩個攪拌機(jī)構(gòu)具有各自的攪拌葉片628并且 布置在彼此面對面地布置在鍍槽611中的襯底W和陽極615之間。攪拌機(jī)構(gòu)中的一個629 靠近襯底W布置，攪拌機(jī)構(gòu)中的另一個630靠近陽極615布置。與襯底W和陽極615都接 觸的鍍液的流動由攪拌機(jī)構(gòu)629的攪拌葉片628(第一攪拌葉片)和攪拌機(jī)構(gòu)630的攪拌 葉片628 (第二攪拌葉片)更均勻地和更有效地應(yīng)用，從而在襯底W的表面上形成一致性更 好的鍍膜。在圖25所示的鍍覆裝置中，攪拌機(jī)構(gòu)629，630的攪拌葉片628，628在其面對襯底 W和陽極615的側(cè)面上沒有不規(guī)則部。然而，如圖26所示，在其面對襯底W和陽極615的側(cè) 面上具有連續(xù)的三角形齒的鋸齒形不規(guī)則部619a(如圖17A所示)的攪拌葉片619可以安 裝到攪拌機(jī)構(gòu)629，630?？蛇x擇地，每個攪拌葉片619可以具有連續(xù)的矩形齒的鋸齒形不規(guī) 則部619b，如圖17B所示，或者以預(yù)定間距限定的多個狹槽形式的不規(guī)則部619c，如圖17C 所示。在圖25和26所示的鍍覆裝置中，攪拌機(jī)構(gòu)629，630可以按圖25所示的箭頭G所
示一起或者彼此獨(dú)立地往復(fù)運(yùn)動。盡管在上面描述了本發(fā)明的實施例，本發(fā)明并不局限于上述實施例，而是可以在 權(quán)利要求、說明書和附圖的范圍中所述的技術(shù)原理的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變化和改進(jìn)。未在說 明書和附圖中直接描述的任何構(gòu)造、結(jié)構(gòu)和材料都包含在本發(fā)明的技術(shù)原理的范圍內(nèi)，只 要它們能夠按照本發(fā)明工作和提供本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。工業(yè)實用性本發(fā)明涉及用于鍍覆襯底的表面的鍍覆裝置，尤其涉及這樣的鍍覆裝置，該鍍覆 裝置用于在半導(dǎo)體晶片的表面中限定的溝槽，通孔，或者保護(hù)層開口中形成鍍膜，和在半導(dǎo) 體晶片上形成突出部以電連接到封裝的電極。
權(quán)利要求
一種鍍覆裝置，其包括用于保持鍍液的鍍槽；和具有攪拌葉片的攪拌機(jī)構(gòu)，所述攪拌葉片浸在鍍槽的鍍液中并且布置在面對工件的待鍍表面的位置，所述攪拌葉片可平行于工件的待鍍表面往復(fù)運(yùn)動以攪拌鍍液；其中所述攪拌葉片具有相對于工件的待鍍表面的一個角度，當(dāng)所述攪拌葉片的運(yùn)動方向變化時該角度可變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍍覆裝置，其特征在于，所述攪拌機(jī)構(gòu)具有多個攪拌葉片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍍覆裝置，其特征在于，所述攪拌葉片被定向成使得攪拌葉 片的平面相對于與工件待鍍表面垂直的平面形成一個角度，所述攪拌機(jī)構(gòu)可操作以便當(dāng)攪 拌葉片通過旋轉(zhuǎn)軸繞旋轉(zhuǎn)軸縱向軸線的角度運(yùn)動而進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動時來改變所述攪拌葉片 的平面相對于與工件待鍍表面垂直的平面所成的所述角度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鍍覆裝置，其包括用于保持鍍液的鍍槽；和具有攪拌葉片的攪拌機(jī)構(gòu)，所述攪拌葉片浸在鍍槽的鍍液中并且布置在面對工件的待鍍表面的位置，所述攪拌葉片可平行于工件的待鍍表面往復(fù)運(yùn)動以攪拌鍍液；其中所述攪拌葉片具有相對于工件的待鍍表面的一個角度，當(dāng)所述攪拌葉片的運(yùn)動方向變化時該角度可變，從而使與待鍍表面接觸的鍍液的流動更加均勻和有效，在待鍍表面上形成膜厚一致性更好的鍍膜。
文檔編號C23C18/16GK101812711SQ20101014471
公開日2010年8月25日 申請日期2004年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月11日
發(fā)明者齋藤信利, 木村誠章, 栗山文夫, 竹村隆, 黃海冷 申請人:株式會社荏原制作所