TWI225112B - Cathode cartridge for electroplating tester - Google Patents

Description

1225112 五、發明說明（l) "一·' ------- 【發明領域】 本發明係有關於一種電鍵測試機之 ^於-：適用石夕晶片，玻璃層， = 電鍍測試機之陰極卡g。 项电锻層的 【發明背景】 近年來，電鍍技術被廣泛的運用在各種科技領域之 中’例如應用在半導體晶片的配線技術，在半導體相 Π 導體的配線線距以達到半導體的高密度封 裝及回效此的電路。在近來的佈線方法中，一種鑲嵌技術 被廣泛的應用，所謂的鑲嵌技術是一種在沉積層間絕緣層 後，利用乾蝕刻的方法蝕刻以形成線路型樣，再利用電鍍 法’將導電材料沉積入上述以形成之型樣中，以完成電路 的佈線。 一種最新的電鍵技術，稱為LI GA(德文縮寫，

Li thographie Gal vanof ormung Ab f ormung)，是一種微機 電製造方法，LIG A利用X光形成一丙稀酸樹脂的模具，厚 的金屬電鍍在模具中進行，所以非常小的金屬部份可以製 成。 、 根據上述的例子，金屬電鍵一律在管路模中電鑛，在 此，此應用已申請日本專利申請書第2000-15234號（公開 於JP200 卜335996A ;相當於US2002/0008026A1，及 EP1 1 642 09A2)·，一電鍍測試機及一陰極卡匣在一電鍍測試 機中，可電鍵一欲電鍵物之表面。 根據已公佈之專利，一陰極卡匣7 〇用於電鍍測試機

2036-5234-PF(N).ptd 第5頁 1225112 五、發明說明（2) 上，如第12圖所示，包括一前絕緣層72，一後絕緣層73， 及一彈性構件74，扁平的陰極導體Π包括一開口具有與欲 電鑛物之欲電鑛面Wa相當的形狀且為陰電性，數個突出物 71a連接於環上並支稱欲電鍍面wa，及一暴露於電鍍液之 外的部份連接一直流電源，前絕緣層72包括一與欲電鍍物 Wa相同形狀之開口 ’並且覆蓋於陰極導體前方，後絕緣層 73為一扁平體具有凹槽73a可容納欲電鑛物W及凹槽73b可 容納陰極導體71，彈性構件74被夾於欲電鍍物W與後絕緣 層7 3之間。 然而’過去的技術中，如JP20 0 1 335996A所述，會使 電鍍液L很難到達71B的部份，如第13圓所示，其他如欲電 链物W之欲電鍍面wa上的外環…，欲電鍍物w的外側Wc，陰 極卡匡71少的突出物71a，所以，過去的電鍍測試機之陰 極卡E的問題在於欲電鍍物W之欲電鍍面的陰電部份會 ί 儿浸於電鑛液之中。 本發明的重點在於配線或在矽晶片内部構成具有〇 · 5 V m或更小直徑的良好導線，因此，需要更高精密度的電 鑛’然而，假如欲電鍍物W之欲電鍍面Wa沉浸於電鍍液之 中欲電鑛面則會出現錯誤，所以正確的電鑛是必須的， 因此為了達到兩精密度的電鍵，欲電链物W之欲電鍍面 Wa的陰電部份必須與電鍍液絕緣。 本發明之.電鍍測試機之陰極卡匣即為了解決上述問 題。 【發明概要】

1225112 五、發明說明（3) 依據本發明的一個實施例以證明一電鍍測試機之陰極 卡S的陰電部份必須與欲電鍍物之欲電鍍面絕緣。 根據本發明之一種電鍍測試機之陰極卡匣，具有一作 為負極的陰極導體具有與欲電鍍物之陰極卡匣同形狀的開 口 ’一環狀物具有數個突起物，一電源供應連接部連接一 正電源且不沉浸於電鑛液之中，一扁平的第一絕緣層覆蓋 欲電鍵物之欲電鑛面具有與欲電鍵面相同形狀之開口，一 第一密封構件容納凹槽在開口邊緣形成可容納第一密封構 件’一陰極導體容納凹槽形成於第一密封構件容納凹槽的 外側並可容納陰極導體，一電源供應連接部插槽形成於陰 極導體容納凹槽之後並可容納電源供應連接部，一扁平第 二絕緣層覆蓋於欲電链物之欲電鍍面之相反面且電 鍵物容納凹槽並可容納欲電鑛物，一第二密封構件容納凹 槽位於欲電鍍物容納凹槽外側在電源供應連接部外且在第 一絕緣層與第二絕緣層卡合後可容納第二密封構件，第一 絕緣層與第二絕緣層卡合將欲電鍍物與陰極導體夾於其 中 0 以上的解釋可以使得第一密44 m M t 于乐在封構件與欲電鍍物之欲電 鍍面以環狀相連接，及第二密封構件 再什興欲電錄物之欲雷餹 面外側的第-絕緣層相接，，第1 s &广m f 人士 A t 布絶緣層與第二絕緣層卡 合時，欲電鍍物之欲電鍍面的環狀法 ^ . 备、^ 1 1 哀狀邊緣與電鍍液便絕緣， 再者，電源供應連接部插槽的入口處適 構件與第二密封構件之間H W在封 人士 ^ ^ 4 絕緣層及第二絕緣層卡 口時，因此’陰極導體的其他部份便與電鍍液絕緣β

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五、發明說明（4) 第一絕緣層亦可包括第二絕緣層容納凹 絕緣層與第二絕緣層卡合時形成於陰極:钿 側且：容納第二絕緣層…，第一絕= 絕緣層上的欲電鍍物容納凹槽的開口可與欲 鍍面輕鬆的排列，再者，第一絕緣#^ 二 人電 可乐層的開口與第二絕緣層 上的欲電鍍物容納凹槽在第一絕緣層與第一絕緣層 位於直接相對的位置上。 口 第一絕緣層與第二絕緣層可利用塑膠螺絲加以栓緊， 第一絕緣層及第二絕緣層亦可使用夾子卡合。 再者，一覆蓋於欲電鍍物之欲電鍍面相反面之彈性構 件可容納於第二絕緣層上的欲電鍵物容納凹槽之中，當第 一絕緣層與第二絕緣層卡合時，容納在欲電鍍物容納凹槽 内的欲電鍍物被推向第一絕緣層上容納於第一密封構件容 納凹槽内的第一密封構件，結果，欲電鍍物之欲電鍍面外 環可保持與第一密封構件接觸，如此的欲電鍍物之欲電鍵 面與第一密封構件接觸可提供欲電鍍物之欲電鍍面外環與 電鍍液更安全的絕緣性。 一彈性構件亦可填滿欲電鑛物及欲電鑛物容納凹槽間 的空隙’再者，彈性構件與欲電鑛物及欲電鍵物容納凹槽 間的空陈具有相同的厚度並可容納於第二絕緣層上的欲電 鍍物容納凹槽之内，因此，欲電鍍物與欲電鍵物容納凹槽 間的無隙接觸使得在欲電鍍物容納凹槽内的欲電鍍物可安 全的被推向第一密封構件容納凹槽内的第一密封構件。 為使本發明之上述及其他目的、特徵和優點能更明顯

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易懂，下文特舉具體之較佳實施例 細說明。 並配合所附圖式做詳 【實施例詳細說明】 了解例將詳盡的描述於以下的附圖中，必須 屬層且^此面做為欲電鍍面的前提之下。 金 靜ϊ ί f描述本發明的電鍍測試機之陰極卡E(以下簡 *卡匣），第1圓為陰極卡匣之分解透視圖。

如第1圖所示，一陰極卡匣N包括一陰極導體1〇引導雷 流至欲電鍵物如…w的欲電鍵面Va，一第導：緣引二電 復蓋於矽晶片的欲電鍍面Wa之上（以下稱為"前方"）並連接 陰極導體1G，-第：絕緣層3Q覆蓋於碎晶片w的欲電鍵面 黏的相反面上（以下稱為"後方··）並連接矽晶片w，矽晶片 為薄板狀，一彈性構件40貼於矽晶片的後方，每個元件 都將被詳細的描述於下。

陰極導體10可以由導電材料如銅或不鏽鋼形成，陰極 導體10具有一與矽晶片？之欲電鍍面Wa相同形狀之開口， 一電源供應連接部1 2其形狀為長方形並由開口丨丨向外延 伸’如第2 A圖所示，一電源供應連接部丨2具有一傾斜角度 Θ故可插入在第一絕緣層上的電源供應連接部插槽中（見 第2B圖）’在本實施例中，傾斜角0設定為5度，電源供應 連接部12插入·第一絕緣層2〇上的電源供應連接部插槽，該 部份不沉浸於電鍍液之中，並且連接一陽極，在開口部份 的環狀邊緣具有複數個突出物13連接矽晶片w的欲電鍍面

1225112 五、發明說明（6)

Wa提供既定間隔之點距。 ^ 絕緣層可以由丙稀酸板或其他絕緣材料形成，如 W t第4圖所示，第一絕緣層20包括一開口21與矽晶片 n 口^鍍面Wa具有相同的形狀，在第一絕緣層20的表面 S環22的環狀邊緣上具有一〇形環容納凹槽23可容納第一〇 田第絕緣層2 0與第二絕緣層3 〇卡合時，第一 〇形環 I2 :與矽晶片W之欲電鍍面Wa上的外環礼相接觸，因此， ^電鍍面Wa的外環Wb與外側Wc便與電鍍液l絕緣（見第8 "上述之"第一〇形環22"與發明摘要所述之"第一密封 構件相同’且密封構件並不限於本發明實施例中所提到 的0形環。 六在0形環谷納凹槽23外侧形成一陰極導趙容納凹槽μ I各納陰極導體10，一電源供應連接部插槽25可容納陰極 、體10上的電源供應連接部12並且與陰極導體容納凹槽相 連’在陰極導體容納凹槽24的外側形成一第二絕緣層容納 凹槽26 ▲第一絕緣層2〇與第二絕緣層卡合時可容納第二 絕緣層3 0，第二絕緣層容納凹槽2 6容納第二絕緣層3 〇及第 二絕緣層30上的欲電鍍物容納凹槽31容納矽晶片w之欲電 鍍面Wa使得第一絕緣層2〇及第二絕緣層3〇得以卡合。 如第4囷所示之電源供應連接部插槽25，並由陰極導 體容納凹槽24形成處以一傾斜角0傾斜（圈中右邊）至其他 面（圖中左邊），在本實施例中Θ設定為度，一電源供應連 接部插槽25的入口25a與陰極導體容納凹槽24相連，因此 國 第10頁 2〇36-5234-PF(N).ptd 1225112 五、發明說明（？） 第一絕緣層20的另一面上則提供了出口25b。 在第第：ΐϊ層30可以由丙稀酸板或其他絕緣材料形成， ίί;:”30的一面上，如第5圖與第6圖所示，形成-欲電鍍物谷納凹槽31可容納矽晶片w，再 容納凹槽31外側形成-第二〇形環容^ 在，鍍物 32 ’第二〇形環容納凹槽33位於第一絕：：可：納0形環 層30卡合後其電源供應連接部的 及第一絕緣 8圖）。 你價的入口25a外側（見第 第一 〇形環Μ在第一絕緣層20及篦-姐μ β 可使矽晶片W與第一絕緣層20相貼：、邑緣層30卡合後 鍍面Wa的外獅與外側Wcf與此’發晶片评之欲電 形環32"與發明摘要所述之"第:上述之"第二〇 中所提的密封構件並不限定·形環構#㈣，實施例 第6圖彈構件理40由橡膠或其他彈性材料組成，如第1圖及 第6圖所不，彈性構件4〇可容又如笫1圖及 鍵物容納凹槽之中，並且覆蓋著、-=上的欲電 所示，彈性構件40可將第二絕：^的後方。如第8圖 31内的矽晶片W壓向第、一絕緣層2〇曰上一：電鍍物容納凹槽 内的第一0形環22。因此，笛一Λ 第一〇形環容納凹槽23 環Μ及外側Wc的直接接觸可一 $ ^22與石夕晶片W上的外 彈性構件40亦可填滿矽曰、與電鍍液L絕緣。 之間的空隙，再者，如第6 M 及欲電鍍物容納凹槽31 物容納凹槽31的間隙厚度為：彈：：：彳片w與欲電鍍 或更厚故可使在矽晶u 構㈣具有w的厚度 電鍍物谷納凹槽間的間隙得 2036-5234-PF(N).ptd 1225112 五、發明說明（8) :密合，；由密合矽晶片界及欲電鍍物容納凹槽31間隙 ^，使得第-絕緣層20及第二絕緣層3〇卡合後曰欲1 電Y物容 的ΐ ?〇31 形内二梦晶片W將會被推向第―0形環容納凹槽23内 思如第Μ圖及第7B圖所示’陰極卡包括了第一絕緣 I 〇及第二絕緣層30以塑㈣絲螺合（@中無顯示），並卫 、、有第-絕緣層20(圖中右方）及第二絕緣層3〇(圖中左方、 2住矽晶片W及陰極導體10 ’第一絕緣層2〇及第二絕緣’ 亦可以螺絲之外的方法卡合，例如使用夾子夾緊或類 似的方法。

如第8圖所示的部份放大透視圓，第一 〇形環22與矽晶 片w之欲電鍍面Wa之外環Wb接觸，另一方面第二〇形環“與 欲電鍍物W外侧之第一絕緣層20接觸，因此，欲電鍍面黏、 之外環Wb及外側Wc便與電鍍液L絕緣，再者，第一絕緣層 20上的電源供應連接部插槽25的入口 25a位於第一〇形環22 及第二〇形環32之間，因此，陰極導體1〇上的突出物丨3便 可與電鍍液L絕緣。

在陰極卡匣N中’、如上面所討論的，在第一絕緣層2 〇 及第二絕緣層3 〇卡合後，如第9圖所示，由第一絕緣層2 〇 的方向看’矽晶片W的欲電鍵面Wa置於第一絕緣層2〇的開 口 21之中，陰極導體1〇的電源供應連接部12則通過電源供 應連接部插槽25 ’並突出於第一絕緣層20的上端部份，突 出於第一絕緣層20上端的電源供應連接部12連接一不沉浸 於電鍵液L中的陽極電源供應部。

2036-5234-PF(N).ptd 第12頁 1225112 五、發明說明（9) "~' ----- 接著’ 一具有陰極卡匣之電鍍測試機將描述於下，第 10圖為一電鍍測試機之立體圖，第u 第10 測試機在頗面線D-D線的剖面圖。 霉鍍 如第10圖所示，一電鍍測試機50包括一電鍍箱51，一 =極卡匣N(以下稱為陰極），一陽極導體52(以下稱為陽 =)，一加熱器53，一循環幫浦，一電源，在第1〇圖及第 11圖中’循環幫浦及電源並無顯示。 54八：：f箱I!是由透明丙稀酸板所製成，並由-分隔板 電二2谷夏的電鍍區55及一較小容量的排放區56， 55 了電鍍液，具有陽離子如銅陽離子，電鍍區 55的電鍍液經由分隔板的頂端流至排放區56。 的险ΐΪΐΓ鎖在電鍵區55的牆上，鎖在電鑛區55牆上 子、極導二ίϋ其他相似的方法固定於牆上，如使用夾 I端&第3 供應連接部12突出於陰極卡-的 極=見第9圖），^沉浸於錢社之中的部份連接一陽 並包括一供應部 供應部5 7用來架 所以陽極5 2與陰 的陽極52與陰極 陽極52由一銅，鎳或其他薄板製成， 57，連接著方形陽極5、2，如第1〇圖所示， 住電鍍箱51内的電鍍測試機50之陽極52， 極Ν的位置是相對的，無沉浸於電鍍液乙中 Ν接與電源相連。 中，位：電鍵箱51底部的加熱器安裝孔58 弟11圖所不，且位於電鍍區55的底部..^ 孔的出口有-橡膠密封裝置以防止電鍵液j的漏加電』安裝

1225112 五、發明說明（10) 如第1 0圖所示，循環幫浦被連接，由排放區56底部的 排水口 59吸取電鍍液L，並由電鍍箱51上的注入口 60注入 電鍍液L至電鍍區55，電鍍液經由注入口 60(見第11圖）内 的喷嘴61注入電鍍區55，電鍍區55具有喷嘴61，且在接近 陰極卡匣N的欲電鍍面Wa及陰極卡匣N對面的陽極52附近的 區域具有一個或更多的喷嘴（相距1或2刪以上）。 電源（圖中無顯示）包括一電極62與陽極上端相連，及 一電極63與陰極卡匣N上陰極導體1〇的電源供應連接部12 相連’電極62與陽極52上端相連且不沉浸於電鍵液之中， 同樣的，電極63與電源供應連接部10相連且不沉浸於電鑛 液之中。 一電鍍測試機5 0具有如上述之構造使得矽晶片w (欲電 鍵物）的欲電鍵面Wa在注入電鍍液至電鍍箱51内比分隔板 頂端稍低的位置’接著啟動循環幫浦再接上陰極之電源電 極62級陽極之電源電極63之後開始電鑛。 在電鍍的過程中，矽晶片W之欲電鍍面wa上的外環Wb 及外側Wc及陰極導體1〇的突出物13因第一〇形環22及第二〇 形環32的作用與電鍍液絕緣，如圖8所示，意即，陰極卡 EN上石夕晶片W之欲電鍍面Wa是與電鍍液隔絕的，因=此，在 矽晶片W或欲電鍍物之欲電鍍面^上便不會產生錯誤。 雖然本發明的實施例如上所述，但本發明並不限於本 實施例，許多替代及改變皆在本發明的精神及範圍之内。 如上詳盡之描述，本發明提供一電鍍測試機之陰極卡 匣可截斷欲電鑛物之陰極部份面。

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雖然本發明已以較佳實施例搞 4叫路如上，缺甘 限定本發明，任何熟習此項技藝者，在 、…、再並非用以 神和範圍内，仍可作些許的更動與潤飾不^發明之精 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。發明之保

2036-5234-PF(N).ptd 第15頁 1225112 圖式簡亭說明 — 第1圖係顯示本發明之電鍍測試機之 透視圖^ *極卡匣之分解 第2A圖係顯示本發明之陰極 圖。 的第二絕緣層前視 第2B圖係顯示本發明之電鍍測試 絕緣層沿剖面線A-A線的剖面圖。 陰極卡匣的第二 第3圖係顯示本發明之電鍍測試機之 絕緣層往第一絕緣層的前視圖。 *極卡匣由第二 第4圖係顯示本發明之電鍍測試機之 絕緣層往第一絕緣層沿剖面線β — Β線的去極卡匣由第二 第5圓係顯示本發明之電鍍測試機之$圖。 絕緣層在第一絕緣層的前視圖《5 条極卡S由第< 第6圖係顯示本發明之電鍍測試機之α 中沿剖面線C-C線的剖面圖。 陰極卡匣在第5圖 第7 Α圖係顯示本發明之電鍍測試機 緣層與第二絕緣層卡合前之剖面圖。 丨去極卡匣第一絕 第7B圖係顯*本發明之電鑛測試機 緣層與第二絕緣層卡合後之剖面圖。 ★ β卡匣第一絕 第8圖係顯示本發明之電鍍測試 中虛線圈起之部份放大圊。 極卡匣第7Β圖 第9圖係顯示本發明之電鍍測 緣層往陰極卡厘之透視圖。 機之陰極卡S第-絕 立體=圖係顯示本發明之電鑛測試機之陰極卡匿的透視 第16頁 2036-5234-PF(N).ptd 1225112 圖式簡單說明 第11圖係顯示本發明之電鍍測試機之陰極卡匣在第1 0 圖中沿剖面線D-D線的剖面圖。 第1 2圖係顯示習知之電鍍測試機之陰極卡匣的分解透 視圖。 第1 3圖係顯示習知之陰極卡匣剖面圖。 【符號說明】 1 0〜陰極導體 11〜開口 12〜電源供應連接部 13〜突出物 20〜第一絕緣層 22〜第一0形環 23〜第一 0形環容納凹槽 24〜陰極導體容納凹槽 25〜電源供應連接部插槽25a〜入口 2 6〜第二絕緣層容納凹槽3 0〜第二絕緣層 31〜欲電鍍物容納凹槽 32〜第二0形環 33〜第二0形環容納凹槽 40〜彈性構件 5 0〜電鍍測試機 5卜電鍍箱 52〜陽極導體 53〜加熱器 54〜分隔板 55〜電鑛區 5 6〜排放區 » 5 7〜供應部 58〜加熱器安裝孔 6 0〜注入口 62、63〜電極 7卜陰極導體 7la〜突出物 72〜前絕緣層 73〜後絕緣層 73a、73b〜凹槽 74〜彈性構件 N〜陰極卡匣 W〜矽晶片 Wa〜欲電鍍面

2036-5234-PF(N).ptd 第17頁 1225112 圖式簡單說明

Wc〜外側

Wb〜外環 第18頁 2036-5234-PF(N).ptd 11·

Claims (1)

1225112 六、申請專利範圍 1 · 一種電鍍測試機之陰極卡匣，係包括： 欲電，體’形狀為扁平的’做為陰極且設置有與一 物^ ,欲電鍍面相同輪廓的一開口，包括複數突出 :呢：列成環狀與該欲電鍍物的該欲電鍍面接觸，以及一 、&、I w連接邛，與電源的陽極在不沉浸於電鑛液中的部 份連結； 一第一絕緣層，覆蓋於該欲電鍍物之表面且具有與該 欲電，面相同形狀之開口，包括一第一密封構件容納凹 槽’形成於該開口的邊緣周圍，一陰極導體容納凹槽，形 成於該第一密封構件容納凹槽之外側，一電源供應連接部 ，槽、與該陰極導體容納凹槽相鄰，及一第二絕緣層，覆 蓋於欲電锻面之相反面且包括一欲電鍍物容納凹槽，一第 一密封構件容納凹槽，形成於該欲電鍍物容納凹槽之外 側’因此在該第一絕緣層及該第二絕緣層卡合後在該電源 供應連接部插槽的入口處可容納該第二密封構件， 其中’當該第一絕緣層與該第二絕緣層卡合時，該第 一絕緣層與該第二絕緣層會將該欲電鍍物與該陰極導體夾 於中間。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之電鑛測試機之陰極卡 其中，當該第一絕緣層與該第一絕緣層卡合時，該第 一絕緣層包括一第二絕緣層容納co槽，形成於該陰極導體 的外側。 旛 3 ·如申請專利範圍第1項所述之電鑛測試機之陰極卡 s，其中，該第一絕緣層與該第二絕緣層係利用塑膠螺絲

1225112 六、申請專利範圍 螺合。 4. 如申請專利範圍第2項所述之電鍍測試機之陰極卡 匣，其中，該第一絕緣層與該第二絕緣層係利用塑膠螺絲 螺合。 5. 如申請專利範圍第1、2、3或4項所述之電鍍測試機 之陰極卡匣，其更包括一彈性構件，覆蓋於該欲電鍍物的 該欲電鍍面之相反面。

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