阅读说明：本技术 对至少一个工件的目标表面进行化学镀金属化的装置 (Device for the electroless metallisation of a target surface of at least one workpiece ) 是由 J·希尔德布兰德 于 2019-01-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种对至少一个工件(2)的目标表面(3)进行化学镀金属化的装置,包括：-用于容纳金属化溶液(7)的容器(5),-布置在所述容器的底部(6)的用于金属化溶液(7)的入口(8)和布置在所述容器(5)的顶部的用于金属化溶液(7)的出口,-用于保持至少一个工件(2)的支架,其中,所述支架通过运动装置(13)可以相对于所述容器(5)在至少两个维度上运动。(The invention relates to a device for the electroless metallisation of a target surface (3) of at least one workpiece (2), comprising: -a container (5) for containing a metallization solution (7), -an inlet (8) for the metallization solution (7) arranged at the bottom (6) of the container and an outlet for the metallization solution (7) arranged at the top of the container (5), -a holder for holding at least one workpiece (2), wherein the holder is movable in at least two dimensions with respect to the container (5) by a movement device (13).)

对至少一个工件的目标表面进行化学镀金属化的装置

技术领域

本发明涉及一种对至少一个工件的目标表面进行化学镀金属化的装置。

背景技术

从溶液中进行化学镀金属沉积在半导体工业中是众所周知的。就可实现的层的耐用性、均匀性和一致性而言，物体(例如晶片)的化学镀金属化比电镀金属化具有明显的优势。

化学沉积过程需要电解质溶液或金属溶液，以及还原剂、金属载体和形成络合物的试剂，其中，除了控制浴液成分外，还必须以很高的精度设定pH值和温度，因为通过包含在下方的材料中的、或在实际沉积过程之前施加的催化剂来主动启动镀覆溶剂的化学反应，该化学反应对过程温度极为敏感。

通常，化学镀金属化溶液的操作温度可以在接近自使化学镀化学镀溶液自发自分解的催化温度的范围内。然而，化学镀金属化溶液的自发分解的发生不仅导致金属沉积到期望的区域上，即沉积到要涂覆的基材表面上，而且导致金属沉积到镀覆系统的表面上，例如反应器电池，金属化溶液罐，供应管线等等。在明显的自发分解的情况下，基本上金属化溶液的全部金属含量迅速还原为纯金属，这有可能导致所有管线和管道以及化学反应器的堵塞。因此，需要大量的努力来用硝酸清洁镀覆系统，并且同时损失了所有昂贵的镀覆化学物质。此外，必须处理产生的有毒废物，这也大大增加了化学镀金属镀覆工艺的运行成本。

现有技术中已知的用于化学镀金属化的装置设计成不用于单晶片系统，而是用于批量处理，以提高可达到的生产量。为了能够同时处理多个晶片，将它们引入盛有电解质溶液的池中的支架(所谓的托架)中。通常，将晶片竖直地布置在托架中，其中电解质溶液在池中连续循环，以确保反应物在池中的均匀分布。

通常，将电解质溶液从下方引入到池中，然后可以从顶部将其移除并送入循环系统并再次加热。可以例如通过简单的溢流到溢流池中来实现移除。

现有技术中已知的装置和方法的缺点被认为是，沉积的金属的层厚度在整个晶片上变化，并且同一批次内的晶片之间也存在差异。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现更均匀的层沉积的装置。

该目的通过具有权利要求1的特征的装置来实现。有利的进一步发展是从属权利要求的主题。

根据本发明的用于至少一个工件的目标表面的化学镀金属化的装置，包括：用于容纳金属化溶液的容器，布置在所述容器底部的用于金属化溶液的入口和布置在所述容器的顶部的用于金属化溶液的出口，以及用于保持至少一个工件的支架，该装置的特征在于，所述支架通过运动装置可以相对于所述容器在至少两个维度上运动。

本发明基于这样的发现：在反应过程中结合运动减少了金属化溶液从入口到出口的路径上的消耗，因此可以增加金属沉积的均匀性和一致性。反应过程中结合运动也称为搅拌。

在至少两个维度上搅拌改善了反应物向工件的目标表面的传输。

在该装置的进一步发展的实施例中，支架被布置成可以相对于容器在三个维度上运动，由此进一步改善了上述效果。

如果支架通过臂或框架布置在运动装置上，则可以实现简单的构造。借助于运动装置使支架相对于容器的运动比容器本身中结合运动更容易实现，并且还可以容易地改造已有的装置。

该运动装置例如可以具有相对于容器固定的基座，第一部段通过十字滑动件安装在该基座上，并且可以通过第一驱动器在两个不同的方向上驱动。十字滑动件，即具有彼此垂直设置的线性引导件的装置，可以在由线性引导件的方向所跨越的平面上执行二维运动。第一驱动器可以例如通过偏心装置将圆形运动结合到第一部段中并将其传递到容纳器，使得布置在支架中的工件执行等于或对应于所结合的运动的运动。

该运动装置还可以具有第二部段，该第二部段通过线性引导件安装在第一部段上，并且可以通过第二驱动器驱动。线性引导件优选地垂直于由十字滑动件限定的平面，使得第二驱动器进行在第三维度上的运动并且可以被传递到支架或工件。

为此，第二驱动器可以安装在第一部段上，从而由第一驱动器和第二驱动器产生的运动彼此独立地传递到支架。

第二驱动器可以例如经由偏心轮和连杆使得第二部段沿着线性引导件线性运动。

为了确定运动装置相对于容器的相对布置，基座可以牢固地连接至围绕容器的溢流容器。

优选地，驱动器可以彼此独立地被控制，使得不同取向的运动也可以彼此独立地被传递到支架。

驱动器可以设计成例如具有内部速度控制器的步进电机。这种类型的电动机能够实现简单且廉价的构造。

对于所述应用，不需要特殊的斜坡或类似物，因此步进电动机就足够了。该装置操作简单，不需要其他传感器(例如对照传感器等)。

支架可以设计成例如至少一个、优选地至少两个晶片托架，从而可以在该装置中处理更多数量的晶片。

以溢流设计可以实现所述方法的特别简单的实施例。

必须始终为产品分别设置轴线运动的频率，以确保尽可能最佳地移除，并且不会对过程介质施加过多压力。在示例性实施例中，行程在第一运动方向和第二运动方向中的每个方向上可以是15mm，在第三运动方向上可以是30mm。

附图说明

下面参照附图借助实施例详细地说明本发明。在附图中：

图1示意性地示出根据本申请的装置的透视图，

图2示出了图1的装置，其中移除了支架并且没有容器，以及

图3a和图3b显示了两个示意图，以说明运动的结合。

具体实施方式

图1示出了根据本申请的用于工件的目标表面的化学镀金属化的装置的透视图。

该装置基本上由用于容纳金属化溶液7的容器5组成，可以将工件2(例如晶片)浸入金属化溶液7中以用于金属化。在本实施例中，多个晶片2在设计成所谓的晶片托架的支架11中垂直地布置，并通过框架15而被保持在运动装置13上。支架11布置在框架15上，使得当容器5装满时晶片2完全浸入金属化溶液7中。

容器5具有布置在底部的入口8和布置在顶部的出口9，在此情况中，出口9设计成溢流口。为了收集通过溢流口9流出的金属化溶液，将容器5布置在围绕容器5的溢流容器中。运动装置13的基座17固定地连接到溢流容器，溢流容器在此情况下仅示意性地示出为类似于容器5本身。

在本实施例中，运动装置13由第一部段21和第二部段22形成，第一部段21和第二部段22布置成使得它们能够相对于基座17运动。第一部段21布置成使得其经由十字滑动装置可以相对于基座17在两个方向上运动，十字滑动装置由彼此垂直布置的第一导轨25和第二导轨26构成。为了清楚起见，根据图1所示的坐标系，第一部段21可以在X-Y平面上运动。

第一部段21的运动由第一驱动器31产生，该第一驱动器31通过齿轮33作用在偏心轮37上。第一部段21可以通过十字滑动装置在X-Y平面上***，并且因此可以以相同的方式执行通过偏心轮37结合的圆周运动。在第一部段21上，布置第二部段22，使得第二部段22经由线性引导件可以在Z方向上运动。第二部段22的线性运动由第二驱动器32传递到第二部段22，第二驱动器32通过具有偏心轮34的皮带装置与连杆35配合。X方向和Y方向上的行程例如可以为15mm，Z方向上的行程例如可以为30mm。

由驱动器31、32产生的运动向位于容器5中的支架的传递，该运动传递通过附接到第二部段22的框架15进行。

在图2中，可以清楚地看到来自第一导轨25和第二导轨26的十字滑动装置。第一导轨25在X方向上定向，第二导轨26布置横在Y方向上延伸。图2还清楚地示出了第二驱动器32的偏心轮34和连接到偏心轮34的连杆35，其导致第二部段22在Z方向上线性运动。

一方面的十字滑动装置与另一方面的线性引导件的组合，可以实现总共三个维度的运动结合，从而实现了金属化浴内工件的3D搅拌。

该运动由组装的偏心轮和连杆机械地且固定地确定。这些组件指定了运动范围；在没有机械干预的情况下，通常无法更改驱动路径。

附图标记列表

2 工件

3 目标表面

5 容器

6 底部

7 金属化溶液

8 入口

9 出口

11 支架

13 运动装置

15 框架

17 基座

21 第一部段

22 第二部段

25 第一导轨

26 第二导轨

31 第一驱动器

32 第二驱动器

33 齿轮

34 偏心轮

35 连杆

37 偏心轮。