一种电镀搅拌装置及电镀设备的制作方法

本发明涉及电镀，具体地，涉及一种电镀搅拌装置及包含该电镀搅拌装置的电镀设备。

背景技术：

1、电镀是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺。现下，电镀技术广泛应用在各种不同用途与不同领域上，从早期以美观为主的装饰用途，如在容器表面上形成一具有光泽的薄膜，渐渐发展到现今应用于高科技产业，其是现今科技产业中不可或缺的一项技术。

2、在半导体技术领域，可以利用电镀的方式在晶圆片表面形成金属镀层，金属镀层的材质可以为金、铜、铅锡合金等。晶圆片在电镀槽内电镀时，晶圆片与电镀液接触的待镀表面不能存在气泡，如此才能保证晶圆片与电镀液完全接触，从而达到最佳的电镀效果。但实际中，在电镀时，电镀液经磁力泵进入电镀槽后，液面会产生较大波动，容易造成晶圆片待镀表面气泡的产生，以致影响晶圆片电镀的效果。

3、针对上述技术问题，如图1所示，申请人创造性的提出一种电镀搅拌装置，该电镀搅拌装置在电镀槽101内设置旋转的匀流板102，以通过匀流板102的旋转消除电镀液表面产生的波动，并促进离子交互，以提升电镀质量。但匀流板102的旋转要么通过驱动装置103直接驱动，要么通过驱动装置103经传动组件间接驱动，无论是何种方式，匀流板102与驱动装置103或传动组件等外部结构均存在直接的接触关系，而匀流板102在电镀过程中须处于旋转状态，驱动装置抑或是传动组件在此过程中处于固定静止状态，由此使得匀流板102与外部结构之间持续的摩擦，这可能导致匀流板和/或外部结构因磨损而产生磨损颗粒，磨损颗粒将污染电镀液，对电镀造成不利影响。

4、基于此现状，本领域亟需一种能够在电镀时既能够消除电镀液表面产生波动、又能够避免产生磨损颗粒而污染电镀液的装置，以保证晶圆片的电镀效果。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电镀搅拌装置及包含该电镀搅拌装置的电镀设备，该电镀搅拌装置所包含的匀流板能够在悬浮状态下旋转，由此一方面消除电镀时电镀液表面产生的波动，避免晶圆片待镀表面产生气泡，且促进电镀液中的离子交互；另一方面避免磨损颗粒的产生，使得电镀液不受污染，提升电镀品质。

2、为实现上述发明目的，本发明采用如下所述技术方案：

3、一种电镀搅拌装置，包括电镀槽和搅拌组件，所述搅拌组件包括设置于电镀槽内的匀流板、夹持匀流板的夹持件、悬浮组件以及旋转组件；

4、所述悬浮组件包括运动悬浮磁力件及固定悬浮磁力件，运动悬浮磁力件设置于夹持件上，固定悬浮磁力件设置于夹持件下方或上方且与运动悬浮磁力件相对设置，固定悬浮磁力件与运动悬浮磁力件相互配合以使夹持件带动匀流板处于悬浮状态；

5、所述旋转组件包括磁极交错布置的若干固定旋转磁力件和磁极交错布置的若干运动旋转磁力件，固定旋转磁力件环绕夹持件设置，运动旋转磁力件设置于夹持件上，固定旋转磁力件与运动旋转磁力件相互配合以使夹持件带动匀流板旋转。

6、本技术方案中，通过采用以上所述结构设计，利用悬浮组件以及旋转组件的设置，使夹持件带动匀流板在悬浮状态下旋转，一方面，匀流板在电镀槽内旋转能够消除电镀液表面产生的波动，避免晶圆片待镀表面产生气泡，且匀流板的旋转也能够促进电镀液内的离子运动，增加电镀液与晶圆片盲孔内的药液交换，形成离子交互；另一方面，匀流板在旋转过程中，并不与外部结构产生摩擦，因此电镀过程中不会有磨损颗粒的产生，由此确保电镀液不被污染，进一步提升电镀品质。

7、此处须说明的是，本技术方案中的固定旋转磁力件及固定悬浮磁力件二者并非绝对固定静止不动，二者所谓的固定是指在同极相斥、异极相吸的原理下，二者的位置不会因斥力或吸力而发生改变，但二者可能在其他部件的带动下而改变位置。并且，固定悬浮磁力件与运动悬浮磁力件相对设置，并不要求二者正对设置，只要二者的位置关系满足所产生的斥力或吸力能够使夹持件带动匀流板处于悬浮状态即可。

8、优选地，所述运动悬浮磁力件以及运动旋转磁力件为永磁体，固定悬浮磁力件和固定旋转磁力件为可通电线圈。

9、本技术方案中，通过采用以上所述结构设计，首先，固定旋转磁力件为可通电线圈，由此确保能够通过电流方向的变化使之与运动旋转磁力件配合以对夹持件施加旋转驱动力；其次，固定悬浮磁力件和运动悬浮磁力件可为永磁体或可通电线圈，使用者可根据实际需要进行选择，只要保证二者之间的吸力或斥力与希望处于悬浮状态的匀流板及相关部件的重力达到平衡态即可；最后，就运动旋转磁力件来说，必须是永磁体，通过控制其与固定旋转磁力件所形成的斥力及吸力，使得能够对希望处于旋转状态的匀流板及相关部件施加足以实现旋转的旋转驱动力。

10、优选地，所述固定悬浮磁力件设置于运动悬浮磁力件的下方，固定悬浮磁力件与运动悬浮磁力件间同极相对。

11、本技术方案利用磁铁间同极相斥的原理，当固定悬浮磁力件设置于运动悬浮磁力件的下方，使二者同极相对形成斥力，控制斥力的大小使其与希望处于悬浮状态的匀流板和其他组件的重力相平衡即可。

12、优选地，所述固定悬浮磁力件固定于运动悬浮磁力件的上方，固定悬浮磁力件与运动悬浮磁力件间异极相对。

13、本技术方案利用磁铁间异极相吸的原理，当固定悬浮磁力件设置于运动悬浮磁力件的上方，使二者异极相对形成吸力，控制吸力的大小使其与希望处于悬浮状态的匀流板和其他组件的重力相平衡即可。

14、优选地，所述运动悬浮磁力件与运动旋转磁力件为同一磁力件，该磁力件与固定悬浮磁力件及固定旋转磁力件三者均与重力方向及匀流板的旋转面具有夹角。

15、本技术方案中，通过采用以上所述结构设计，使运动悬浮磁力件同时充当运动旋转磁力件的角色，使其与固定悬浮磁力件及固定旋转磁力件同时配合，由此使得本技术方案提供的电镀搅拌装置结构进一步简化且紧凑。

16、优选地，所述电镀槽内设置有两个搅拌组件即第一搅拌组件和第二搅拌组件，第二搅拌组件和第一搅拌组件所包含的两个匀流板上下设置且二者存在转速差。

17、本技术方案中，在电镀槽内上下设置两个匀流板且两个匀流板存在转速差，由此更有利于消除电镀液表面产生的波动，避免晶圆片待镀表面产生气泡，且促进电镀液中的离子交互，提升电镀品质。

18、须说明的是，本技术方案中，所谓转速差，包含三种情况，第一种情况是两个匀流板的旋转方向相同，但旋转速度有大小之分；第二种情况是两个匀流板的旋转速度相同，但旋转方向有正向和反向之分；第三种情况是两个匀流板的旋转速度不同，且旋转方向也不同。

19、优选地，所述第一旋转组件和第二旋转组件的若干固定旋转磁力件均为可通电线圈，第一旋转组件和第二旋转组件的固定旋转磁力件分别通电产生磁极交错布置的磁场，使第一匀流板和第二匀流板沿着相同的方向旋转；调整第一旋转组件和第二旋转组件，使第一旋转组件和第二旋转组件产生的旋转驱动力大小不同，从而使第一匀流板和第二匀流板存在转速差。

20、本技术方案中，通过采用以上所述结构设计，使第一旋转组件和第二旋转组件在结构组成上无差异，但通过调整各种影响磁场强度的因素，使二者所能够产生的旋转驱动力形成差异，由此使两个匀流板旋转方向相同，但旋转速度不同，由此实现两个匀流板具有转速差的设计，结构设计简单。其中，影响磁场强度的因素包括但不限于电流大小、线圈匝数、有无铁芯、通电脉冲方式、通电顺序等。

21、优选地，所述第一旋转组件和第二旋转组件的若干固定旋转磁力件均为可通电线圈，第一旋转组件和第二旋转组件的固定旋转磁力件分别通电产生磁极交错布置的磁场；调整第一旋转组件和第二旋转组件，使第一旋转组件和第二旋转组件产生的旋转驱动力方向相反，从而使第一匀流板和第二匀流板沿着相反的方向旋转。

22、本技术方案中，通过采用以上所述结构设计，使第一旋转组件和第二旋转组件所产生的旋转驱动力的方向相反，如可通过控制第一旋转组件和第二旋转组件所分别包含的第一固定旋转磁力件和第二固定旋转磁力件通入的电流方向，由此实现两个匀流板朝相反的方向旋转，结构设计简单。在此基础上，使用者还可通过调整电流大小、线圈匝数等影响磁场强度的因素，使第一旋转组件和第二旋转组件所产生的旋转驱动力的方向不仅相反，大小还有所差异。

23、优选地，所述第二搅拌组件的固定悬浮磁力件设置于第一搅拌组件的夹持件的上方。

24、本技术方案中，通过采用以上所述结构设计，将第二搅拌组件的固定悬浮磁力件设置于第一搅拌组件的夹持件的上方，通过第二搅拌组件的固定悬浮磁力件与运动悬浮磁力件的排斥力或吸引力使第二搅拌组件的匀流板处于悬浮状态，结构简单。具体来说，当第二搅拌组件的固定悬浮磁力件设置于运动悬浮磁力件的上方时，使固定悬浮磁力件和运动悬浮磁力件的异极相对，从而产生与重力平衡的吸引力。当第二搅拌组件的固定悬浮磁力件设置于第一搅拌组件和第二搅拌组件之间，也即设置于运动悬浮磁力件的下方时，使固定悬浮磁力件和运动悬浮磁力件的同极相对，从而产生与重力平衡的排斥力。

25、一种电镀设备，包括以上任一项所述的电镀搅拌装置。

26、本技术方案中，通过采用以上所述结构设计，电镀设备能够通过匀流板的旋转消除电镀时电镀槽内电镀液表面产生的波动，避免晶圆片待镀表面产生气泡，且促进电镀液中的离子交互；并且，匀流板旋转时其处于悬浮状态，因此可避免磨损颗粒的产生，使得电镀液不受污染，提升电镀品质。

27、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

28、本发明提供的电镀搅拌装置及电镀设备，能够通过磁力作用使匀流板保持磁悬浮状态并持续旋转，匀流板的旋转能够有效消除电镀液表面产生的波动，避免晶圆片的待镀表面产生气泡；同时，匀流板的旋转还能够促进电镀液内的离子运动，增加电镀液与晶圆片盲孔内的药液交换，形成离子交互；此外，由于匀流板保持磁悬浮状态，因此其在转动的过程中可以有效避免因摩擦产生的磨损颗粒，确保电镀液在电镀过程中不被磨损颗粒污染，由此进一步提升电镀品质。