[發明專利]一種半導體晶圓電鍍夾持裝置、夾持方法及其電鍍工藝

有效

• 申請號: 201610142581.1
• 申請日: 2016-03-14
• 公開（公告）號: CN105603497B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 肖黎明;李林森;魯杰
• 申請（專利權）人: 武漢歐普蘭光電技術股份有限公司
• 主分類號: C25D17/06
• 分類號: C25D17/06;C25D17/08;C25D13/12;C25D13/02
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本發明提出一種半導體晶圓電鍍夾持裝置、夾持方法及其電鍍工藝，所述電鍍夾持裝置包括絕緣襯板、彈性導電金屬絲和電極板，絕緣襯板上形成有安裝凹槽，彈性導電金屬絲的一端連接于電極板和絕緣襯板之間，彈性導電金屬絲的另一端延伸至安裝凹槽內，并能夠將半導體晶圓彈性壓緊在安裝凹槽內。本發明利用絕緣襯板配合彈性導電金屬絲固定半導體晶圓，避免了晶圓受電鍍液沖擊發生脫落或裂片以及晶圓背面與電鍍液的接觸，并使電鍍金屬選擇性的僅沉積在芯片焊盤位置，提高了焊盤金屬沉積效率，減少了貴金屬浪費，省去了傳統濺射和蒸發所需的金屬剝離工藝，大大降低了制作成本，屬于下一代激光半導體芯片工藝的發展方向。

技術領域

本發明涉及半導體晶圓電鍍技術領域，具體設計一種半導體晶圓電鍍夾持裝置、夾持方法及其電鍍工藝，尤其是適用于激光半導體晶圓的電鍍夾持及其電鍍工藝。

背景技術

激光半導體發光是通過鍵合到芯片焊盤上的金屬絲把電流加載到激光二級管的兩極上來實現的。激光半導體晶圓上的芯片焊盤通常是金（Au）或其他導電金屬（如銅-Cu，鋁-Al）材料，焊盤厚度為0.2微米-4微米之間，芯片焊盤的沉積方法通常有等離子濺射、蒸鍍和電鍍。對于高速光通訊用激光半導體，芯片焊盤的厚度要求至少大于1微米，有時厚度達到4-5微米，采用等離子濺射和蒸鍍的方法形成芯片焊盤時，沉積速率較低，所需沉積時間較長且效率低，而且是無差別沉積（即沒有選擇性），通常只有少部分金屬會沉積到芯片焊盤上，所以造成金屬浪費巨大。相比而言，采用電鍍方法在半導體晶圓上沉積芯片焊盤所需設備簡單、操作方便，且可以有選擇性在芯片焊盤上電鍍所需的金屬，因此在激光半導體晶圓的芯片焊盤沉積中得到廣泛應用。在電鍍的過程中，需要將半導體晶圓夾持固定在電鍍液中，現有技術中的半導體晶圓電鍍夾持裝置如附圖1所示的，包括鱷魚夾103和板夾104，所述鱷魚夾103夾持在半導體晶圓100非導電區的光刻膠102上，用于固定半導體晶圓100，所述板夾104夾持在半導體晶圓100的導電區105上，并與半導體晶圓表面的金屬導電層電性接觸，然后在鱷魚夾103和板夾104的夾持固定下，將整個半導體晶圓1和部分鱷魚夾、板夾浸入在電鍍杯106中電鍍液107的液面之下，如附圖2所示，同時將板夾104連接于電鍍電源的陰極，板夾采用金屬銅制作，這樣電鍍電源中的電子從導線經過板夾傳到半導體晶圓的導電區105，再通過光刻膠下的薄層金屬傳導到需要電鍍的芯片焊盤101處，然后電子從半導體晶圓上的眾多芯片焊盤處進入電鍍液，并匯聚到電鍍液中的陽極網108處，陽極網108通過陽極網固定夾109固定，陽極網固定夾109連接于電鍍電源的陽極，最終行成一個電流回路。在電子通過回路的過程中，電鍍液中的金屬陽離子在芯片焊盤處獲得電子而轉變成金屬原子并沉積到芯片焊盤處。現有技術中的這種電鍍夾持裝置在使用中具有以下缺陷：（1）、為保證芯片焊盤電鍍沉積厚度的均勻性，電鍍過程中電鍍液需要充分攪拌流動，但電鍍液的流動對半導體晶圓造成一定的沖力，為保持半導體晶圓在流動液體中的穩定性，鱷魚夾103需要用一定的壓緊力夾緊半導體晶圓，如果鱷魚夾103的壓緊力過小，就容易造成晶圓掉片；反之如果鱷魚夾103的壓緊力過大，則容易使薄的半導體晶圓片裂片，同時鱷魚夾的牙齒非常容易穿透半導體晶圓表面的光刻膠102，會造成半導體晶圓雙面導電，從而在不應電鍍的地方進行了電鍍，嚴重影響電鍍質量，甚至會造成整個半導體晶圓報廢，因此使用鱷魚夾進行半導體晶圓固定難以將其壓緊力控制在理想的范圍。其次在電鍍中，鱷魚夾和板夾大部分浸入電鍍液中，會引入較多的雜質離子，有可能造成電鍍液的過早報廢。還有同時采用鱷魚夾和板夾的夾持固定方法還具有夾持固定操作復雜、繁瑣的缺陷，因此現有芯片焊盤電鍍技術中，對半導體晶圓的夾持固定裝置存在著較大的缺陷。同時現有技術中在對半導體晶圓的芯片焊盤進行沉積時無法進行選擇性沉積，造成較為嚴重的貴金屬浪費。

發明內容