背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代集成電路制造中電化學(xué)沉積工藝是完善的。在二十一世紀(jì)早期從鋁到銅金屬線互連的轉(zhuǎn)變驅(qū)動(dòng)對(duì)于日益復(fù)雜的電鍍處理和電鍍工具的需求。大多復(fù)雜工藝響應(yīng)于在設(shè)備金屬化層中更小的載流線的需要而演變。這些銅線以通常稱為“鑲嵌”的處理的方法(預(yù)鈍化金屬化)通過(guò)電鍍金屬到非常窄的、高深寬比的溝槽和通孔中形成。

2、電化學(xué)沉積現(xiàn)在用于復(fù)雜的封裝和多芯片互連技術(shù)，所述復(fù)雜的封裝和多芯片互連技術(shù)通常并通俗地稱為晶片級(jí)封裝(wlp)以及穿硅通孔(tsv)電氣連接技術(shù)。部分由于通常較大的特征尺寸(相比于前端制程(feol)互連)和高深寬比，這些技術(shù)表現(xiàn)出它們自身的非常顯著的挑戰(zhàn)。

3、相比于鑲嵌應(yīng)用，這些技術(shù)涉及以顯著更大的尺寸規(guī)模電鍍。根據(jù)封裝特征的類型和應(yīng)用(例如，通過(guò)芯片連接tsv，互連再分配布線，或芯片到板或芯片焊接，例如倒裝芯片柱)，在目前的技術(shù)中的電鍍特征通常大于約2微米，并且典型地為5-300微米(例如，銅柱可以是約50微米)。對(duì)于諸如電源總線之類的一些芯片上結(jié)構(gòu)，待鍍特征可以大于300微米。wlp特征的深寬比通常為約1：1(高度比寬度)或更低，而tsv結(jié)構(gòu)可具有非常高的深寬比(例如，在約20：1附近)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、提供了在電鍍期間控制電解液流體動(dòng)力學(xué)的裝置。一方面涉及一種電鍍裝置，其包含：電鍍槽，其被配置成在將金屬電鍍至襯底上時(shí)容納電解液與陽(yáng)極，所述電鍍槽具有流體容納單元的室壁，所述流體容納單元在電鍍期間具有流體水平；襯底保持器，其被配置成保持所述襯底，使得所述襯底的電鍍面在電鍍期間與所述陽(yáng)極分離；有通道的離子阻性板，其包含通過(guò)橫流區(qū)域與所述襯底的所述電鍍面分離的朝向襯底的表面；所述橫流區(qū)域的橫流入口，其用于接收在所述橫流區(qū)域中流動(dòng)的所述電解液；以及橫流導(dǎo)管，其包含通道，所述通道用于使來(lái)自所述橫流區(qū)域的所述電解液轉(zhuǎn)向至通向所述電鍍槽的所述流體容納單元的出口，所述出口低于所述流體水平且所述橫流區(qū)域介于所述橫流入口與所述橫流導(dǎo)管之間。

2、在多種實(shí)施方案中，所述橫流區(qū)域至少部分地由下列項(xiàng)所限定：所述有通道的離子阻性板的上表面、當(dāng)處于操作時(shí)所述襯底保持器中的所述襯底的下表面、以及插入件。

3、在多種實(shí)施方案中，所述橫流導(dǎo)管被設(shè)置成接收流出所述橫流區(qū)域的電解液并引導(dǎo)所述電解液向下流出而遠(yuǎn)離所述襯底的表面。

4、在多種實(shí)施方案中，所述裝置還包含用于限制在所述橫流導(dǎo)管中的所述電解液的流動(dòng)的流動(dòng)限制器。在一些實(shí)施方案中，所述流動(dòng)限制器是插入在所述有通道的離子阻性板下方的板。在一些實(shí)施方案中，所述流動(dòng)限制器是馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的可變孔口板，所述可變孔口板能夠使所述橫流導(dǎo)管的開(kāi)口尺寸變化。在一些實(shí)施方案中，所述流動(dòng)限制器是釋壓閥，所述釋壓閥根據(jù)所述電解液的壓力而密封所述電解液流以響應(yīng)襯底是否存在于所述電鍍槽中。

5、在多種實(shí)施方案中，所述橫流導(dǎo)管為能夠附接至所述電鍍槽的可附接的轉(zhuǎn)向設(shè)備。

6、在多種實(shí)施方案中，所述裝置還包含所述有通道的離子阻性板下方的膜框架，其中所述橫流導(dǎo)管還包含所述膜框架中的第二通道，所述第二通道用于使來(lái)自所述橫流區(qū)域的所述電解液流至通向所述電鍍槽的所述流體容納單元的出口。

7、在多種實(shí)施方案中，所述裝置還包含堰壁。所述裝置還可以包含與所述襯底保持器相鄰的插入件，所述插入件包含所述堰壁，其用于在電鍍期間容納所述電解液至高于所述插入件的流體水平以確保在所述襯底進(jìn)入時(shí)所述襯底的完全濕潤(rùn)。在某些實(shí)施方案中，所述堰壁包含設(shè)置于所述插入件上方的基底。

8、在一些實(shí)施方案中，所述堰壁并非所述有通道的離子阻性板的一部分。

9、在一些實(shí)施方案中，在操作期間，所述橫流導(dǎo)管避免所述電解液流過(guò)堰壁上方。

10、在多種實(shí)施方案中，所述橫流導(dǎo)管被設(shè)置于所述有通道的離子阻性板鄰近所述橫流區(qū)域出口的一部分上。

11、在多種實(shí)施方案中，其中所述裝置還包含膜框架，所述橫流導(dǎo)管被額外地設(shè)置于所述膜框架的一部分上。

12、在多種實(shí)施方案中，所述橫流導(dǎo)管被額外地設(shè)置于所述室壁的一部分上。

13、在多種實(shí)施方案中，所述橫流導(dǎo)管系設(shè)置于可拆卸的構(gòu)件中。

14、在一些實(shí)施方案中，所述裝置還可以包含具有可執(zhí)行指令的控制器，所述可執(zhí)行指令用于通過(guò)下列操作而將材料電鍍至所述襯底上：通過(guò)橫流使所述電解液流從所述襯底的一側(cè)跨越所述襯底的表面而達(dá)所述襯底的相對(duì)側(cè)；當(dāng)所述電解液流至所述襯底的所述相對(duì)側(cè)時(shí)，使所述電解液流轉(zhuǎn)向至低于所述流體水平以收集在所述流體容納單元中；以及利用所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的可變孔口板使所述橫流導(dǎo)管的開(kāi)口放寬及縮小以響應(yīng)所述電解液的流率。

15、另一方面可以涉及一種在襯底上的電鍍方法，所述方法包含：將襯底接收在襯底保持器中，其中所述襯底保持器被配置成支撐所述襯底，使得所述襯底的電鍍面在電鍍期間與陽(yáng)極分離；將所述襯底浸沒(méi)在電解液中，其中橫流區(qū)域被形成在所述襯底的所述電鍍面與有通道的離子阻性板的上表面之間；使與所述襯底保持器中的所述襯底接觸的所述電解液從所述有通道的離子阻性板下方流動(dòng)、通過(guò)所述橫流區(qū)域而跨越所述有通道的離子阻性板、進(jìn)入所述橫流區(qū)域中、以及離開(kāi)橫流導(dǎo)管；利用流動(dòng)限制器調(diào)節(jié)所述橫流導(dǎo)管的開(kāi)口；以及在使所述電解液流動(dòng)以及調(diào)節(jié)所述橫流導(dǎo)管的所述開(kāi)口時(shí)，將材料電鍍至所述襯底的所述電鍍面上。

16、在多種實(shí)施方案中，所述橫流區(qū)域至少部分地由下列項(xiàng)限定：所述有通道的離子阻性板的上表面、當(dāng)在操作時(shí)所述襯底保持器中的所述襯底的下表面、以及插入件。

17、在多種實(shí)施方案中，所述橫流導(dǎo)管被設(shè)置用于接收流出所述橫流區(qū)域的所述電解液并引導(dǎo)所述電解液向下流出而遠(yuǎn)離所述襯底的表面。

18、在多種實(shí)施方案中，所述流動(dòng)限制器限制在所述橫流導(dǎo)管中的所述電解液的流動(dòng)。在一些實(shí)施方案中，所述流動(dòng)限制器為插在所述有通道的離子阻性板下方的板。在一些實(shí)施方案中，所述流動(dòng)限制器為馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的可變孔口板，所述可變孔口板能夠改變所述橫流導(dǎo)管的開(kāi)口尺寸。在一些實(shí)施方案中，所述流動(dòng)限制器為釋壓閥，所述釋壓閥根據(jù)所述電解液的壓力而密封所述電解液流以響應(yīng)襯底是否存在于所述電鍍槽中。

19、在多種實(shí)施方案中，所述橫流導(dǎo)管為能夠附接至所述電鍍槽的可附接的轉(zhuǎn)向設(shè)備。

20、在多種實(shí)施方案中，所述方法還包含利用設(shè)置在所述有通道的離子阻性板下方的膜框架中的第二通道使來(lái)自所述橫流區(qū)域的所述電解液流至通向所述電鍍槽的所述流體容納單元的出口。

21、在多種實(shí)施方案中，所述襯底在進(jìn)入時(shí)被完全濕潤(rùn)。利用具有堰壁的電鍍槽進(jìn)行所述方法。所述電鍍槽還可以包含與所述襯底保持器相鄰的插入件，所述插入件包含所述堰壁，其被用于在電鍍期間容納所述電解液至高于所述插入件的流體水平以確保在所述襯底在進(jìn)入時(shí)的完全濕潤(rùn)。在一些實(shí)施方案中，所述堰壁包含設(shè)置于所述插入件上方的基底。在一些實(shí)施方案中，所述堰壁并非所述有通道的離子阻性板的一部分。

22、在一些實(shí)施方案中，在操作期間，所述橫流導(dǎo)管避免所述電解液流過(guò)堰壁上方。

23、在多種實(shí)施方案中，所述橫流導(dǎo)管被設(shè)置在所述有通道的離子阻性板的鄰近所述橫流區(qū)域出口的一部分上。

24、在多種實(shí)施方案中，所述橫流導(dǎo)管被額外地設(shè)置于所述室壁的一部分上。

25、在多種實(shí)施方案中，所述橫流導(dǎo)管被設(shè)置在可拆卸的構(gòu)件中。

26、這些和其它方面將在下面參照相關(guān)附圖進(jìn)一步描述。